道岔钢轨数控铣削加工常见问题分析及解决方案

根据基本轨、尖轨、心轨、 TY翼轨、护轨等道岔钢轨件主要的加工部位,分析了钢轨在数控铣削过程中一些常见的加工问题,并提出了解决方案。     

有轨电车用60R2钢轨6号合金钢拼装辙叉的研制

有轨电车道岔的辙叉普遍采用整体焊接式合金钢辙叉,制造难度大,生产效率低;为此开发了一种新型有轨电车用60R2钢轨6号合金钢拼装辙叉,能够有效降低制造难度和提升生产效率,并能实现与整体焊接式合金钢辙叉的互换。介绍了该拼装辙叉的结构设计,阐述了合金钢心轨、焊接翼轨、叉心组件等部件的结构,分析了拼装辙叉螺栓强度抵抗钢轨温度力的能力;并针对该拼装辙叉的结构特点,开发了NM400翼轨大矢度弯折、60R2钢轨与NM400翼轨焊接等新的制造工艺技术。     

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。     

特种断面翼轨加工难点与优化策略

针对特种断面翼轨趾端1∶40斜度、咽喉前弯折点工作边直线度、咽喉与下颚宽度、翼轨下颚斜度、轨底铣削位置等加工难点,论述加工优化策略。在加工轨趾端1∶40斜度时,先用1∶40铣刀粗铣趾端轨头,预留1 mm加工余量,再用60 kg/m标准轨头铣刀精铣。当咽喉前弯折部位弯折角度较小时,弯折点附近加工凹弧;当弯折角度较大时,弯折点附近预留加工量。铣削下颚前,先测量咽喉实际加工尺寸,再根据咽喉实际尺寸、咽喉与下颚理论宽度差,确定翼轨下颚加工量。改进下颚铣刀设计斜度和刀片结构,保证下鄂斜度。在不计刀补情况下,加工轨底槽铣刀坐标位置应适当缩短,以控制轨底铣削位置。     

时速350km客运专线铁路60kg/m钢轨42号单开道岔的制造

介绍时速350 km客运专线铁路用60 kg/m钢轨42号单开道岔(有砟)主要零件的制造工艺,它是我国目前制造、上道铺设的号码最大的高速道岔。为保证道岔制造精度,对长大轨件加工工艺、垫板平面度、长大轨件吊装变形等制造的难点进行了工艺攻关,对基本轨、尖轨、翼轨、心轨加工工艺进行了总结。     

轨底坡对重载铁路钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响

合理的轨底坡参数可以优化轮轨间的接触状态,降低钢轨萌生裂纹的概率。为研究轨底坡参数对钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响,基于弹塑性接触理论,建立三维瞬态轮轨接触有限元模型,模拟不同轨底坡参数下(1:10,1:20,1:30,1:40,1:50和1:60)重载铁路轮轨间接触状态。根据Jiang-Sehitoglu损伤参量理论以及临界平面理论分析不同的轨底坡参数对钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响。研究结果表明：直线线路中,CHN75型钢轨采用1:20这一轨底坡参数时,轮轨间接触面积最大,钢轨表面的接触应力最小,轮轨间匹配程度最好,钢轨可通过轮对的极限次数最大;CHN60型钢轨采用1:40这一轨底坡参数时,轮轨间匹配程度最好,钢轨疲劳裂纹萌生寿命最大。对于重载铁路而言,2种类型钢轨均选用较为适配的轨底参数时,CHN75型钢轨与车轮的匹配程度优于CHN60型钢轨,疲劳裂纹萌生寿命也明显大于CHN60型钢轨。曲线线路中,轮对偏移量小于等于6 mm情况下,内外轨均选用1:20的轨底坡时,钢轨表面接触应力最小,轮轨间匹配状态最好,钢轨可通过轮对的极限次数最大,而当轮对偏移量达到9 mm时,选用1:30(外轨)、1...     

铁路锻焊辙叉综合技术的应用

锻焊辙叉是将锻造的叉心和心轨、翼轨焊接成为一整体 ,使之能够传递无缝线路温度力 ,应用微合金冶金、油压机锻造、钢轨全断面焊接 ,钢轨对边焊接 ,翼轨轨面抬高 ,钢轨调质和机加工等综合技术 ,开拓了新一代的辙叉结构 ,其使用寿命长 ,可代替传统的高锰钢辙叉。     

可动心轨辙叉翼轨断面的优化研究

针对可动心轨辙叉翼轨断面薄弱这一问题 ,介绍采用有限元结构分析软件对翼轨断面进行优化 ,并得到满足使用要求的翼轨断面 ,实现了翼轨与线路钢轨等强。该断面翼轨已应用在提速和高速的可动心轨道岔中。     

重载铁路60 kg·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:60kg·m-1贝氏体钢轨的母材组织均匀,基体为无碳...     

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。     

斜交角对带翼墙框架式地道桥受力性能影响

为解决实际工程中铁路与公路道口斜交问题,采用厚板理论,对洞口带翼墙斜交框架式地道桥进行受力性能分析,通过依次上调15％设计参数,研究在恒荷载和移动荷载作用下斜交角变化对地道桥内力、应力、位移等力学参数的影响.研究发现,顶板纵向弯矩随斜交角增加而增大,平均增幅为8.89％.顶板横向弯矩、竖向位移、上部最大主应力,翼墙与立...     

60 kg/m钢轨和60N钢轨轮轨接触几何关系对比分析

为揭示我国新研究设计的60N钢轨的轮轨接触几何关系,运用常用的迹线法,以LM型和LMA型车轮踏面为例,对60 kg/m钢轨(简称60钢轨)和60N钢轨轮轨接触几何关系及其对轨底坡和轮对摇头的适应性进行详细研究。结果表明:相比60钢轨,60N钢轨与LM型和LMA型踏面匹配时,轮轨接触点在钢轨上位于钢轨中心位置附近,同时不会在钢轨轨距角附近出现轮轨接触,且在发生轮缘接触前,60N钢轨相比60钢轨对应的等效锥度随着轮对横移量变化很小,说明60N钢轨有效的改善了轮轨接触几何关系;同60钢轨,60N钢轨对于LM型车轮踏面,当轨底坡为1/20时匹配更佳,对于LMA型车轮踏面,当轨底坡为1/40时匹配更佳,而摇头角对60钢轨和60N钢轨的影响基本一致。     

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。     

重载铁路钢轨探伤高速试验平台超声验证研究

以新朔铁路钢轨探伤现状为背景,建立高速试验平台,研究高速下的超声探伤性能.基于钢轨超声检测原理设计了不同类型人工伤损,通过理论计算对比了60 kg/m钢轨和高速试验平台样板轮的超声反射路径差异.利用CIVA软件建立60 kg/m钢轨和样板轮仿真模型,对比分析其超声探伤结果.在高速试验平台进行静态和动态试验,对高速下超声...     

CHN60轨与59R2槽型轨对现代有轨电车轮轨匹配性能的影响分析

为研究CHN60钢轨型面、59R2钢轨型面与现代有轨电车不同磨耗车轮型面的匹配性能,对国内一现代有轨电车车轮型面进行现场测量,将运行不同里程后磨耗车轮型面分别与CHN60钢轨型面、59R2槽型轨型面在对中位置进行型面匹配,建立轮轨弹塑性接触有限元模型,对有轨电车轮轨接触的Mises应力、接触状态进行了研究。研究结果表明:新车轮与CHN60钢轨、59R2槽型轨匹配的最大等效应力相差不大;随着运行里程的增加,磨耗车轮与CHN60钢轨、59R2槽型轨匹配的最大等效应力先增加后减少;有轨电车磨耗车轮与59R2槽型轨匹配的接触斑面积大,最大等效应力小,且形状更接近于椭圆形,轮轨匹配性能较好。     

地铁车辆轮轨型面匹配及其对接触应力的影响

为了改善地铁车轮出现的异常磨耗问题,对上海地铁3号线车辆车轮踏面DIN5573出现的磨耗进行测试,获得2种磨耗车轮踏面。在SIMPACK软件中建立了地铁车辆动力学仿真模型,计算得到未磨耗、凹形磨耗、沟槽状磨耗3种车轮踏面与TB60,60N钢轨型面匹配时轮对横移量,将其输入到用ABAQUS软件建立的轮轨三维弹塑性有限元模型,分析不同轮轨型面匹配对接触应力的影响。结果表明:3种车轮踏面与60N钢轨型面匹配时轮轨接触点均匀分布在轨顶和车轮踏面中部,等效锥度基本稳定;在半径350 m的曲线上,与TB60钢轨型面匹配相比,3种车轮踏面与60N钢轨型面匹配时轮轨最大接触应力最多减小384.9 MPa,钢轨、车轮最大Mises应力最大减幅分别为40%,35%。城市轨道交通小半径曲线地段较多,采用60N钢轨型面可以明显降低曲线外股的接触应力,减少轮缘磨耗和钢轨侧磨,从而降低钢轨疲劳伤损。     

城市轨道交通高架桥箱梁结构振动特性分析

随着轨道交通快速发展,其引起的振动噪声问题日益突出。为了研究高架轨道箱梁结构振动特性,基于车桥耦合动力学分析模型,利用多体动力学与有限元法求解箱梁结构的振动响应,并从时域和频域两个角度对轨道箱梁结构的振动特性进行分析,研究发现:(1)列车以80 km/h的速度过桥,车致振动自上而下在轨道结构间传递时,扣件全频段减振效果明显,CA砂浆层的减振效果不佳。(2)箱梁桥的翼板竖向振动响应水平最大,腹板次之,顶板和底板较小,在进行箱梁振动控制研究时应重点关注翼板和腹板的振动。(3)箱梁桥不同截面位置振动的模态贡献存在差异,跨中截面以1阶竖弯振动为主,2阶竖弯振型对1/4截面振动贡献最大,3阶竖弯振型对梁端截面的振动响应贡献最大。     

双肢薄壁墩刚构桥上无缝线路有限元分析研究

建立两种以轨道、桥梁、支座、墩台、基础为整体结构的纵向附加力计算有限元模型,计算某特大型双肢薄壁墩刚构桥纵向附加力。计算伸缩力时采用平面有限元模型,同时对线路纵向阻力与梁温差进行参数影响分析;计算断轨工况时,建立半空间有限元模型以反映实际工况,对断缝大小进行准确计算;运用移动加载瞬态分析法,采用平面有限元计算模型,计算绘制钢轨挠曲力包络图,同时求得挠曲力计算的最不利加载位置。     

既有普速铁路合金钢辙叉优化研究

为解决既有普速铁路锻制合金钢心轨组合辙叉使用寿命短,养护维修量大,更换作业频繁等问题,针对现场辙叉翼轨磨耗过量、心轨伤损、胶垫压溃窜出、间隔铁螺栓断裂等典型病害,采用延长翼轨平直段范围至心轨理论尖端增加轨头实际承载面积、刨切翼轨轨头0～4 mm减小轨侧连接圆弧所占宽度、强化叉心结构及下部支承避免弹性垫板失效、调整间隔铁布置提高辙叉对列车荷载和纵向力的承受能力、加强螺栓防松措施方便现场安装使用、设计新型垫板改善轮载过渡冲击等措施,在保持垫板钉孔不变的条件下,对锻制合金钢心轨组合辙叉结构进行系统优化,可有效提高辙叉翼轨的耐磨性及结构的整体性,延长辙叉使用寿命。优化后的锻制合金钢心轨组合辙叉能够现场替换既有辙叉使用,具有较好的可实施性。