專利名稱:鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的制作方法
本發(fā)明涉及一種鐵路用鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器(伸縮接頭)。該鋼軌伸縮接頭兩端分別具有斜凸形和斜凹形端面。用有本發(fā)明伸縮接頭的鋼軌鋪設(shè)鐵路，能夠消除運(yùn)行列車車輪與鋼軌接口處的沖擊，顯著減少列車運(yùn)行阻力和振動(dòng)，降低噪音污染，節(jié)省養(yǎng)路器材和人力，提高列車運(yùn)行速度和增加旅客的舒適感。
眾所公認(rèn)，不論是長度僅一、二十米的短軌還是百米以上的長軌或無縫線路，其鋼軌接頭始終是軌道的薄弱環(huán)節(jié)。迄今各國鐵路鋼軌普遍采用平縫魚尾夾板伸縮接頭，此類接頭的最大問題是鋼軌之間在接口處垂直方向連接剛性為零以及鋼軌承載面在接口處不連續(xù)，前者使接口處前、后鋼軌端部在車輪的巨大壓力下分別產(chǎn)生局部的上翹和下彎彈性形變，后者則使列車車輪發(fā)生周期性的瞬時(shí)失穩(wěn)下跌，兩者導(dǎo)致的必然結(jié)果是運(yùn)行列車車輪對鋼軌接頭的頻繁強(qiáng)烈沖擊。這種周期性的強(qiáng)烈輪軌沖擊不但顯著增加了列車運(yùn)行阻力，降低列車運(yùn)行速度，也加速車輛構(gòu)件和鋼軌損傷，促使軌道變形和對道床路基產(chǎn)生有害影響(例如在接頭處發(fā)生翻漿冒泥現(xiàn)象)，接口處列車運(yùn)行的安全性和旅客的舒適感降低。
采用長軌和無縫線路可以將鋼軌接頭數(shù)目減至最少限度，但無縫線路不適用于丘陵和山區(qū)，即使在平原地區(qū)，也要解決長軌的搬運(yùn)、鋪設(shè)和焊接等技術(shù)難題，耗費(fèi)大量人力物力。為防止脹軌和保持軌距不因溫度而改變，也需要設(shè)置相當(dāng)數(shù)目的鋼軌伸縮接頭。
公知的多種型式鋼軌伸縮接頭中，垂直斜口接縫的(CA1177040)和軌頭分別有舌榫及溝槽的(US4485967)伸縮接頭使鋼軌接口具有連續(xù)的承載面，但鋼軌間在接口垂直方向連接剛性仍為零。后者(US4485967)雖可用普通夾板代替較高成本的魚尾夾板作固定構(gòu)件，但鋼軌接頭形狀過于復(fù)雜，不易大量生產(chǎn)。由承受軌和尖軌搭接構(gòu)成的C型伸縮接頭(SU1082890)及其改進(jìn)型式，需要對兩軌相搭接部分進(jìn)行大量的精確的搭接面切削，并且由于兩軌搭接區(qū)垂直方向連接剛性為零，搭接區(qū)需要固定在特殊的板式軌枕上，故其造價(jià)較高，只在高速線路上使用。對角位置有剛性導(dǎo)桿的伸縮接頭(SU1121342)使鋼軌接口區(qū)具有連續(xù)的承載面和具有垂直剛性連接，可以顯著減弱或消除輪軌在接口處的沖擊，但由于接口區(qū)搭接部分軌頭切削過多，承載時(shí)易于損傷，且該種伸縮接頭有嵌入剛性導(dǎo)桿的環(huán)狀突出物，整體形狀復(fù)雜，難以采用常規(guī)的軋制方法大量生產(chǎn)。
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種使鋼軌接口區(qū)沿軌面方向有連續(xù)承載面并有垂直剛性連接的成本較低的鋼軌伸縮接頭，以便消除傳統(tǒng)伸縮接頭固有的前述種種弊病。
解決的方案是，采用兩端分別為斜凸形和斜凹形端面伸縮接頭的新型鋼軌鋪設(shè)鐵路，該鋼軌一端的斜凸形端面的上、下翼板(即軌頭和軌底)稍短，腹板(軌腰)稍長，翼板的端面為與鋼軌軌線斜交成一定角度且與鋼軌軌面垂直的平面，腹板凸出部分的端面為與軌線相交成一定角度的平面，腹板凸出部分的上、下平面均和鋼軌軌面相平行，腹板凸出部分的長度大于鋪設(shè)路軌時(shí)鋼軌間的設(shè)計(jì)伸縮量。該種鋼軌的另一端為斜凹形端面，該斜凹形端面形狀為該鋼軌一端的斜凸形端面沿軌線方向的平移。鋼軌的橫斷面與公知鋼軌相同。當(dāng)用帶有本發(fā)明伸縮接頭的鋼軌鋪設(shè)鐵路時(shí)，每對相鄰鋼軌的連接處為斜凹-斜凸形端面相配合，兩鋼軌間沿軌線方向留有規(guī)定的設(shè)計(jì)伸縮量間隙，而鋼軌端部伸縮接頭之間的凹、凸部分的平行鋼軌軌面的上、下平面則為無明顯間隙的滑動(dòng)配合。也可以用機(jī)加工方法使相鄰的鋼軌伸縮接頭之間相配合的凹、凸部分上、下平面間留有一定厚度的間隙，再將等厚的絕緣墊片或金屬墊片嵌入，使之成為無明顯間隙的滑動(dòng)配合。當(dāng)路軌長期服役后該凹、凸部分出現(xiàn)平行軌面方向的間隙時(shí)，可以容易地通過修整并嵌入等厚的墊板或更換墊板使該間隙消除之。鋼軌伸縮接頭間沿軌線方向用魚尾夾板及螺栓連接固定。由于鋼軌接頭處沿垂直方向?yàn)閯傂赃B接，也可以采用成本較低的普通平板夾板及螺栓連接固定之。
可見，本發(fā)明的鋼軌伸縮接頭在接口處可使鋼軌沿軌線方向熱脹冷縮并保持軌距不變，而鋼軌接口處沿鋼軌軌面垂直方向則為凹、凸兩部分間無明顯間隙的剛性連接，相鄰鋼軌的兩端不能沿垂直方向作相對運(yùn)動(dòng)。顯然，列車車輪駛過這種鋼軌伸縮接頭區(qū)時(shí)，由于上述的剛性約束，鋼軌端部接口區(qū)不可能同時(shí)分別發(fā)生上翹和下彎彈性形變。另一方面，由于鋼軌翼板端面為與軌線斜交且與軌面垂直的平面，因而鋼軌軌面構(gòu)成連續(xù)的承載面，車輪在滾動(dòng)過程的任一時(shí)刻都受到平滑連續(xù)承載面的支持，不可能發(fā)生在接口區(qū)瞬時(shí)失穩(wěn)下跌的現(xiàn)象。因此，采用帶有本發(fā)明伸縮接頭的鋼軌鋪設(shè)路軌，可以根本消除平縫接頭軌道上存在的車輪與鋼軌接口撞擊的現(xiàn)象及由此導(dǎo)致的前述種種弊病，并隨之必然帶來本發(fā)明所有的一系列明顯效益。
用兩端分別帶有斜凸形和斜凹形伸縮接頭的短鋼軌鋪設(shè)鐵路，其線路承載面的平順性與需要較高技術(shù)和耗費(fèi)較大人力物力的無縫線路的平順性相接近，從而有可能采用短軌來代替中長焊軌乃至無縫線路，以便大大節(jié)省線路的造價(jià)和縮短工程周期，這點(diǎn)對丘陵和山區(qū)地段尤其有應(yīng)用價(jià)值。
本發(fā)明的伸縮接頭與鋼軌構(gòu)成整體，也可將伸縮接頭的斜凸端面和斜凹端面分別單獨(dú)焊在普遍平縫鋼軌的兩頭。
本發(fā)明的鋼軌伸縮接頭對鋼軌的軌頭不需進(jìn)行大量的縱向切削，故運(yùn)行中不易受損傷。該伸縮接頭截面形狀和鋼軌相同，側(cè)面沒有任何異型突出物，可以將鋼軌的兩端直接加工成本發(fā)明的伸縮接頭，故本發(fā)明尚有使用壽命長，成本低，易于大量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
及實(shí)施例圖1為本發(fā)明鋼軌伸縮接頭的正視圖，圖2為采用本發(fā)明的鋼軌端部連接處的正視圖，圖3為鋼軌連接處的俯視圖。附圖清晰地表明了本發(fā)明的特征。本發(fā)明的鋼軌伸縮接頭由鋼軌(1)、斜凸形端面(2)和斜凹形端面(3)組成。鋼軌伸縮接頭兩端腹板上分別有若干連接孔(4)，鋼軌伸縮接頭一端為斜凸形端面(2)而另一端為該斜凸形端面沿軌線平移而成的凹形端面(3)。凸形端面的上、下翼板(5)稍短，腹板(6)稍長，翼板(5)的端面和腹板(6)沿軌線凸出部分(7)的端面均為與軌線斜交成一定角度∠A的平面，此角度∠A最好在20°～75°范圍內(nèi)，腹板(6)凸出部分(7)的上、下平面與鋼軌踏面相平行，該凸出部分(7)沿軌線方向的長度大于鋼軌的設(shè)計(jì)伸縮量，例如，對于短軌，該凸出部分長度為15～35mm，對于百米以上長軌，凸出部分長度相應(yīng)增大，以保證路軌上相鄰鋼軌端部的伸縮接頭的凸出部分和凹入部分在任何情況下始終保持嚙合狀態(tài)。相鄰鋼軌的伸縮接頭間用魚尾夾板(8)或普通平板夾板及螺栓(9)連接固定。為顯示本發(fā)明的特征，在圖2中有意未畫出夾板(8)和螺栓(9)，圖2及3中也未畫出軌枕等線路設(shè)施。
帶有本發(fā)明伸縮接頭的鋼軌的制造方法及生產(chǎn)設(shè)備和傳統(tǒng)鋼軌的基本相同。由軌梁軋機(jī)出來的型材在冷床上冷卻后，整根進(jìn)入矯直機(jī)，然后進(jìn)行冷剪，剪切方向最好與鋼軌的軌線成要求的斜角，組合刀片的形狀分別為凸形剪刃和凹形剪刃，刃型尺寸及形狀分別與鋼軌接頭的凹形和凸形端面相一致。冷剪后，也可再對接頭端面進(jìn)行整修加工。也可采用傳統(tǒng)的工藝流程生產(chǎn)出平縫接口鋼軌，再經(jīng)機(jī)加工成本發(fā)明的鋼軌伸縮接頭。對于鐵路線上現(xiàn)役的平縫鋼軌，也能很容易地用專門的設(shè)備經(jīng)機(jī)加工制成本發(fā)明的鋼軌所特有的斜凸形和斜凹形端面，或者，將專門生產(chǎn)的單端斜凸和單端斜凹接頭現(xiàn)場焊接在現(xiàn)役一些鋼軌的端部，而其它平縫鋼軌則相互對焊成中長軌，以便完成對既有軌線的改造過程。
本發(fā)明的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器不僅適用于鐵路鋼軌的連接，也適用于一切鋼軌和工字鋼樑的連接。
權(quán)利要求
1.一種鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器，其特征在于該伸縮調(diào)節(jié)器由鋼軌(1)、一端為斜凸形端面(2)、和另一端為斜凹形端面(3)所構(gòu)成，且該斜凹形端面為該斜凸形端面沿鋼軌軌線的平移所構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1.所述的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器，其特征在于斜凸形端面(2)的上、下翼板(5)稍短，腹板(6)稍長，翼板端面為與鋼軌軌線斜交且與軌面垂直的平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1.和2.所述的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器，其特征在于腹板(6)的凸出部分(7)的上、下平面和鋼軌軌面相平行，腹板(6)的凸出部分(7)的長度大于鋼軌間的設(shè)計(jì)伸縮量。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1.所述的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器，其特征在于腹板凸出部分的上、下平面與相鄰調(diào)節(jié)器腹板凹入部分的上、下平面之間的空隙可以墊有墊板。
專利摘要
本發(fā)明兩端分別為斜凸形端面和斜凹形端面。它的上、下翼板端面為與軌線斜交成一定角度且與軌面垂直的平面，而腹板凸出部分和凹入部分的上、下平面均與軌面相平行，腹板凸出部分的長度大于鋼軌間的設(shè)計(jì)伸縮量。該鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器一端的斜凹形端面形狀為另一端的斜凸形面沿軌線方向的平移構(gòu)成。用有本伸縮調(diào)節(jié)器接頭的鋼軌鋪設(shè)鐵路，能使相鄰鋼軌接口區(qū)有連續(xù)的承載面。鋼軌接口區(qū)在垂直方向?yàn)閯傂赃B接，從而消除運(yùn)行列車車輪對鋼軌接口處的沖擊。
文檔編號(hào)E01B11/02GK86106410SQ86106410
公開日1987年6月24日 申請日期1986年11月4日
發(fā)明者馬華政 申請人:馬華政導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan