锻焊辙叉在跨区间超长无缝线路上可传递温度力的计算

锻焊辙叉将锻造的叉心、心轨和翼轨焊接成为一整体 ,在跨区间超长无缝线路上使用 ,经计算表明锻焊辙叉有足够强度传递钢轨温度力。     

槽形轨井字形组合道岔的设计

应三亚市有轨电车线路所需研制了槽形轨井字形组合道岔。根据线路设置与行车条件,确定了槽形轨井字形组合道岔的平面布置形式。首先采用有限元方法对比73C1钢轨和105C1钢轨的受力和横向位移进行钢轨选型;然后将既有辙叉结构形式优化为钢轨焊接式辙叉;最后选取仿形断面钢轨,采用熔化极活性气体保护焊工艺焊接后进行了钢轨静弯强度试验。结果表明：无论是受力,还是横向位移,105C1钢轨均优于73C1钢轨,且105C1钢轨重心稳定,开槽位置较自由,焊接性能更好;与既有辙叉相比,采用钢轨焊接式辙叉,焊接接头数量减少1/2,降低了加工成本和开裂风险;采用熔化极活性气体保护焊工艺焊接后钢轨轨头和轨底的静弯强度满足规范要求,且焊接单个接头用时短。槽形轨井字形组合道岔已于2019年在三亚有轨电车示范线上应用,上道4年来线路运营状态良好。     

翼轨顶面坡度对固定辙叉性能的影响

基于迹线法和车辆-道岔耦合动力学理论,以60 kg/m钢轨12号固定辙叉为例,利用SIMPACK多体动力学仿真软件研究车辆过岔时轮轨接触几何关系和轮轨动力作用,并对比分析翼轨顶面坡度对固定辙叉性能的影响,得出了翼轨顶面坡度值的选取和评价方法。研究结果表明:车辆通过不同翼轨顶面坡度的固定辙叉时,随着翼轨顶面坡度的增大,其动力学指标和磨耗损伤也随之增大;翼轨顶面坡度为1∶20的固定辙叉性能最优,其次为1∶15和1∶13;翼轨顶面坡度的取值方法是合理的。     

重载铁路60kg·m~(-1)贝氏体钢轨试验及应用

为开发适应重载铁路发展和应用的高强高韧高耐磨钢轨,在对60 kg·m~(-1)贝氏体钢轨进行试制的基础上,利用蔡司倒置式光学显微镜、透射电镜及静态液压万能试验机,对钢轨母材和焊接接头的组织性能进行检验,并对钢轨和道岔辙叉翼轨、尖轨进行试铺,系统分析强韧和耐磨性能。结果表明:60 kg·m~(-1)贝氏体钢轨的母材组织均匀,基体为无碳化物贝氏体,存在少量稳定残余奥氏体和M/A组织,硬度较高,耐磨性良好,具有良好的强韧性匹配;焊接接头组织均匀,性能良好;铺设在重载线路曲线段的贝氏体钢轨服役时间达48个月、通过总重近6亿吨时,其使用寿命比珠光体钢轨提高1倍以上,道岔辙叉翼轨和尖轨的使用寿命比U75V钢轨提高3～4倍,且均未出现重伤问题,贝氏体钢轨还具有较强的抗剥离掉块能力。     

固定辙叉轮轨接触关系算法研究及软件开发

基于轮轨接触理论,考虑固定辙叉复杂的轨头廓形变化及轨距线不连续,提出能够准确计算固定辙叉轮轨接触参数的算法并编制相应计算软件。通过现场试验,对LM型踏面通过60 kg/m钢轨12号合金钢组合辙叉时的轮轨接触点位置(包括沿辙叉纵向和各关键断面)进行测量,并与软件计算结果对比分析;采用该算法分析60 kg/m钢轨12号提速道岔整铸辙叉翼轨加高这一优化设计对轮轨接触参数的影响。结果表明,沿辙叉走行方向和辙叉各关键断面,实测值与软件计算的轮轨接触点变化规律基本一致;对翼轨适当加高可以优化轮轨接触关系,降低辙叉竖向不平顺,验证了该算法的正确性和软件的可行性,便于准确、高效地对固定辙叉区轮轨关系进行优化设计。     

气压焊辙叉的制造

随着长钢轨的广泛应用，日本峰制作所开发了焊接辙叉，但是由于低碳钢的耐磨耗性差，从1985年开始生产中碳钢的压力焊辙叉。这种辙又的特点是：淬火后强度高且容易焊接，在速度120km／h以上也可以使用；构成辙叉的尖轨后端用二氧化碳弧焊接，前端与后端通过专用压力焊连接为整体，焊接点设置在车轮不压的位置；焊接的检查经过浸透探伤、磁粉探伤、超声波探伤；淬火设备可以进行表面硬化；尖轨与翼轨通过有热硬化性能的树脂材料割开，坚固地组装起来；辙叉踏面加工成与车轮踏面相吻合；工艺流程中进行质量管理。     

重载铁路75 kg/m钢轨12号单开道岔铸锻式高锰钢组合辙叉研制

设计速度160 km/h及以下铁路道岔大多采用固定型辙叉，固定型辙叉分为高锰钢辙叉、合金钢组合辙叉2大类。辙叉用高锰钢按成型工艺划分为铸造和锻造2种方式：铸造高锰钢可能存在缩孔、缩松、夹杂物等缺陷，辙叉使用寿命相对较短；锻造高锰钢通过锻压工艺弥合了缩松、缩孔等缺陷，其组织致密，能更好地发挥高锰钢材料韧性强的优良特性，辙叉使用寿命远超铸造高锰钢。锻造高锰钢辙叉使用效果良好，但造价过高，为了兼顾使用寿命与成本，从结构设计、焊接工艺等方面开展研究，以铸造高锰钢辙叉为基体，在心轨小断面上焊接锻造高锰钢材料，通过铸造和锻造的有机结合延长辙叉寿命，为相关应用提供参考。     

30t轴重重载道岔合金钢组合辙叉应力分析

基于有限元法建立弹性基底约束条件下30 t轴重重载道岔合金钢组合辙叉结构的轮轨接触耦合计算模型,对重载铁路道岔中典型的12号和18号合金钢组合辙叉,分别取3个特征位置进行钢轨应力和轮轨接触应力计算分析。结果表明:模型中辙叉受力与实际情况一致;2种辙叉计算结果一致;翼轨、心轨上的应力最大值分别发生在咽喉区、心轨顶宽20 mm处;考虑到顶宽20 mm处心轨的钢轨应力超出合金钢强度极限,建议对该处进行适当加强,并调整翼轨与心轨相对位置以减小心轨承载比例;由于心轨顶宽不足,轮轨接触面积过小导致顶宽20 mm处心轨承担过大的接触应力。     

无缝道岔侧股焊接形式的选择与分析

以 6 0 kg/m 12号可动心轨和固定辙叉提速道岔为例 ,分析无缝道岔侧股全焊接、不焊接以及仅道岔区内侧股焊接 3种方式对钢轨受力和变形的影响     

40t轴重68kg/m钢轨18号道岔设计

提出了适用于40 t轴重铁路18号道岔的设计原则与技术指标。新型重载铁路道岔采用68 kg/m钢轨制造,道岔全长69 m,前长31 729 mm,后长37 971 mm。平面线型采用相离量24 mm、半径1 100 m的单圆曲线,仿真分析显示该线型动力学性能良好,曲线尖轨具有较好的耐磨性能;尖轨采用60AT1钢轨制造,曲线尖轨为"直曲组合型",直线段长度7 276 mm,直曲尖轨采用刨切基本轨加厚尖轨技术。辙叉采用可动心轨辙叉,翼轨采用TY钢轨、心轨采用60AT1钢轨制造,直向不设护轨,侧向增设一段护轨,用于保护叉跟尖轨的薄弱断面;尖轨、长心轨、翼轨通过锻压与68 kg/m钢轨顺接。     

朔黄铁路75kg/m钢轨12号嵌入式组合高锰钢辙叉设计

朔黄铁路是我国"西煤东运"第二条大通道的重要组成部分,随着扩能改造工程的完成,铁路运输能力提升至3.5亿t,既有线路中的辙叉已不能满足运输发展的需求。为此研发设计了75 kg/m钢轨12号嵌入式组合高锰钢辙叉,并进行上道验证。嵌入式组合高锰钢辙叉结构紧凑,质量稳定可靠,与既有固定型高锰钢整铸辙叉可互换使用。运营实践证明,该固定型辙叉使用状态良好,心轨、翼轨磨耗均匀,寿命显著提高,且养护维修工作量小,满足了重载铁路运输的需要,市场前景非常广阔。     

基于轮轨廓型的固定辙叉优化设计方法

为改善心轨受力状态、提高固定辙叉直向通过速度,在分析固定辙叉伤损规律的基础上,提出基于车轮踏面所需高差值与辙叉轨顶廓型实际高差值之比(轮轨廓型净差值比)的固定辙叉优化设计方法。以既有60kg·m-1钢轨18号整铸固定辙叉廓型与LM磨耗型车轮踏面的匹配为例,运用该方法对既有固定辙叉结构进行优化。研究表明:既有固定辙叉心轨的薄弱断面先于翼轨与车轮接触,导致心轨伤损严重;优化固定辙叉的R15mm圆弧+R80mm圆弧+1∶13斜线复合廓型能够明显改善心轨的承载状况,降低固定辙叉竖向结构不平顺及动轮载的幅值(分别降低45.3%和46.79%),可作为与LM磨耗型车轮踏面匹配的固定辙叉廓型;基于轮轨廓型净差值比的优化方法能够针对任意型式车轮踏面进行相应固定辙叉的廓型设计。     

辙叉与钢轨间采用奥氏体钢过渡的闪光焊工艺和设备

道岔相关技术是高速铁路关键技术之一。为提高铁路辙叉的使用寿命,采取了将辙叉和与之连接的钢轨焊连在一起的形式,取代了接头原有的螺栓连接。乌克兰国家科学院巴顿电焊研究所开展了相关研究,研发出了辙叉与钢轨焊接的连续闪光对焊设备,同时,开发了高锰钢辙叉心与普通钢轨之间插入奥氏体钢过渡段的脉动闪光焊接工艺,焊接接头不需要采取后续热处理即可达到相关要求。     

高锰钢辙叉与钢轨的焊接

本文介绍了高锰钢辙叉和钢轨间加入中间过渡材料进行的闪光接触焊。焊接后的高锰钢热影响区奥氏体组织未有析出晶界碳化物 ,钢轨热影响区没有马氏体组织产生。焊接接头具有良好的焊接性能。该技术已应用在高锰钢焊接辙叉上。     

轴重25t重载辙叉使用寿命延长技术

固定型辙叉是我国重载铁路轨道结构中的常用形式,具有结构简单、性能可靠、造价低等特点,但此类型辙叉轮轨冲击耐受性能较差,钢轨表面接触疲劳伤损和磨耗发展迅速,辙叉寿命较短。理论分析表明将心轨加宽可以延长辙叉寿命。试制心轨加宽辙叉,并在现场试铺。观测结果表明:采用心轨加宽技术可保证轮对安全通过辙叉区;与既有辙叉结构相比,心轨加宽后辙叉寿命可延长一倍以上。因此,心轨加宽措施可有效延长重载辙叉寿命,具有推广价值。     

轨道交通列车过岔振动特性研究

建立了列车过岔有限元模型,利用轨道振动微分方程原理,定性研究城市轨道交通中不同轨下刚度和列车速度在道岔辙叉区对轨道振动特性的影响.分析了心轨尖端、心轨跟端及辙叉区共用垫板中心等特殊部位处的轨道振动特性.结果表明:列车速度的变化对钢轨最大竖向加速度和岔枕最大竖向加速度的影响较大;而辙叉区轨下刚度的变化对钢轨最大竖向位移、岔枕最大竖向位移及岔枕最大竖向加速度有较大的影响.     

基于Archard磨耗模型的合金钢心轨组合辙叉道岔钢轨磨耗研究

基于Archard磨耗模型并结合有限元静动力分析方法,对重载铁路合金钢心轨组合辙叉道岔岔区钢轨垂直磨耗特性进行了研究,给出了一种研究钢轨磨耗的新方法。研究结果表明:受不同断面轮轨接触特性及轮轨力差异的影响,岔区各断面轮轨接触斑内磨耗量的大小及分布存在差异;辙叉轮载过渡区翼轨磨耗严重的机理是轮轨法向接触应力大于翼轨材料硬度的0.8倍导致了磨耗系数的突变,建议将此区域翼轨镶嵌合金钢材料或采用深度爆炸硬化技术处理;轮轨接触应力随行车速度的增加有所增加,随列车轴重的增加而大幅增加,建议有条件的情况下降低C80,C70列车的侧向过岔速度,以减缓道岔的磨耗速率。     

1435与1000mm轨距10号套线道岔研究与设计

套线道岔是指将两组不同轨距的同向单开道岔套合在一起构成的道岔,仅在需要通过轮对参数不同的车辆时使用,三轨套线道岔是常见的形式,其中有一根钢轨为共用轨。本文介绍了50 kg/m钢轨10号套线道岔设计参数的选取和技术特点,并对转辙器、双锐角辙叉及护轨、钝角辙叉及护轨、扣件系统的结构设计进行了重点阐述。     

道岔检查装置

东日本铁道公司的道岔检查作业，侧重修复磨耗与变形，新开发的道岔检查装置包括8个检测项目：基本轨开放、基本轨密贴、尖轨磨耗量、辙叉磨耗量、护轨轮缘宽度、翼轨轮缘宽度、轨距、轨道变形。检测方法是使用带状激光束照射，利用7组CCD摄像头作为传感器，以一个T字型小车构成测定装置。测定断面形状和位置的原理称为光切断法，是将带状激光垂直照射钢轨，利用CCD进行摄影，求出钢轨用激光切断时的断面形状，测定参数取决于激光与摄像头的位置，参数的设定方式决定测定精度。     

重载铁路60kg/m钢轨可动心轨辙叉改造方案的研究探讨

通过对重载道岔辙叉的现场使用分析研究,根据辙叉及护轨结构的特点和现场实际,进行道岔平面改造方案和辙叉及护轨结构的研究设计,经过相关理论分析计算,为现场提供了切实可行的60kg/m钢轨18号可动心轨辙叉改造方案。