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。     

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。     

加强型合金钢辙叉在北京地铁4号线的试铺应用

针对北京地铁4号线线上高锰钢辙叉伤损严重(辙叉母材轨面剥落掉块、压塌,或叉心尖端裂纹、掉块等)、使用寿命短等问题,研制出与地铁轨道系统、供电系统相匹配的"研线1120"加强型合金钢辙叉,并在北京地铁4号线上进行试验。通过试验表明,加强型合金钢辙叉可以满足地铁安全运营的基本要求,并且磨耗量小。"研线1120"加强型合金钢辙叉能够与同型号高锰钢辙叉互换使用,可在北京地铁4号线上推广使用。     

合金钢叉心拼装式辙叉的结构设计

拼装式合金钢辙叉是近几年发展起来的一种固定型辙叉,由于使用寿命长,并可以与高锰钢辙叉互换使用,得到了较快的推广使用。对各型号拼装式合金钢辙叉的设计和结构特点进行介绍,对其制造和养护维修具有一定的指导作用。     

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。     

重载货车侧向通过固定辙叉的动力学响应

针对大秦(大同—秦皇岛)重载铁路高锰钢固定辙叉磨耗严重问题,建立车辆-道岔系统动力学模型,比较车轮不同磨耗程度下重载货车侧向通过固定辙叉时的车轮滚动圆半径、轮轨垂向力、轮轨横向和纵向蠕滑力、货车过叉平顺性等动力学响应,分析不同轮叉型面的匹配规律。结果表明:当车辆由翼轨向心轨过渡时,标准车轮与磨耗初期车轮滚动圆半径突变值在4.3～6.5 mm,磨耗中后期车轮滚动圆半径突变值降低50%,减小了对辙叉的磨损,同时磨耗中后期车轮的轮轨垂向力较标准型车轮减小近1/2,降低了对心轨的垂向冲击;标准车轮与磨耗初期车轮对标准辙叉磨损较大,磨耗中后期车轮通过辙叉时各动力学性能指标均较理想,有利于改善轮叉间的相互作用。     

大秦线75kg/m钢轨18号道岔可动心轨辙叉改造方案研究

随着重载铁路运量的增大,道岔区可动心轨辙叉养护维修工作量增大、使用寿命缩短。为了适应重载铁路运输的需求,将原18号可动心轨道岔更换为拼装式固定型辙叉,辙叉采用全贝氏体钢轨加工,现场改造方案中道岔的转辙器和导曲线部分不作改动,道岔扣件系统不作改动,改造过程中护轨垫板、胶垫、弹条等能够利用的部件尽量使用,只将可动心轨辙叉更换为固定型辙叉,试铺8个多月,通过总重达到3.01亿t,说明该改造方案可行。     

大秦线75 kg/m钢轨12号高锰钢固定辙叉受力分析

结合大秦重载线路75 kg/m钢轨12号高锰钢辙叉应用技术,运用ANSYS有限元程序对既有辙叉、中铁山桥改进型辙叉、中铁宝桥改进型辙叉的受力性能进行了较详细的分析和对比,探讨了大秦线高锰钢辙叉结构破坏的主要原因和改进措施。     

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。     

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。