專利名稱：感覺不到軌縫的鋼軌接端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋼軌，具體講是涉及一種特別形狀的鋼軌頭。
軌縫雖然解決了鋼軌的熱脹冷縮問題，卻給列車的運行帶來了不少害處，如機(jī)車從甲軌向乙軌行駛，其車輪正經(jīng)過軌線上甲乙兩接端的軌縫時，在車輪壓力的作用下，甲端就會下沉，而乙端則沒有受到外力的作用，仍還是原來的高度，這樣原來一樣平的甲乙兩端就會產(chǎn)生一個高度差，當(dāng)車轉(zhuǎn)繼續(xù)行至乙端時，就要上一個臺階，在車輪壓力的作用下再下沉，而甲端又向原來的高度上升，從乙至甲道理相同，為了解決這個問題，人們已在接口上夾了兩個魚尾板，這樣是減小了這個高度差的程度，但由于考慮到軌的熱脹冷縮和其它問題，魚尾板的固定螺絲與軌上的眼還不能很緊密，應(yīng)有一定間隙，所以至今這個高度差仍然存在。
“由于軌縫的存在，使列車行駛時產(chǎn)生劇烈的震動發(fā)出咯噔、咯噔的聲音，不僅影響旅客的休息，而且因為車輪和鋼軌的端部不斷沖擊，軌縫處就產(chǎn)生凹陷現(xiàn)象，使車輪和鋼軌的使用壽命大大降低，給養(yǎng)護(hù)工作帶來了很大的困難，據(jù)統(tǒng)計養(yǎng)護(hù)一條鐵路花在接頭上的費用要占養(yǎng)護(hù)線路全部費用的40％左右，就鋼軌破損來說60％是發(fā)生在接頭處，因此，軌縫就成了鐵路上的一害，長期以來，許多人想方設(shè)法想要改進(jìn)鋼軌的接頭方法。
近年來，由于發(fā)明了把鋼軌強(qiáng)制鎖定在枕木上的彈性扣件和防爬設(shè)備，采用了特殊的穩(wěn)定道床以后，出現(xiàn)了用長鋼軌鋪設(shè)成的無縫線路，使軌縫產(chǎn)生的危害得到了初步的解決。無縫線路實際上也是有縫的，只不過是把每根鋼軌的長度增加到125m或250m把長軌鋪放到工地上以后，又把幾根這樣的長軌焊接在一起，成為一公里到二公里的軌線，再裝好特制的彈性扣件和防爬設(shè)備，顯而易見，無縫線路的接頭數(shù)目比普通線路的接頭減少而已”。(以上摘自《十萬個為什么》物理第2本12頁)而且這種線路造價高，按裝又不便，且彈性扣件和防爬設(shè)備稍有松動鋼軌就可能有弓起的現(xiàn)象。
本實用新型的目的是要提供一種特殊形狀的鋼軌頭，它能有效地減小當(dāng)列車行駛時，車輪與鋼軌端部沖擊的程度，以及咯噔的聲音。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，在原鋼軌的一端設(shè)制了如


圖1的特殊形狀的鋼軌頭。它由軌端加強(qiáng)部分及其端部凸出的在豎直方向上相互平行的兩個鍵組成，一個是側(cè)位設(shè)有一個大于半圓形孔的軸承框，橫截面形如半工字鋼軌的鍵，在軸承框內(nèi)設(shè)有一個特別的軸承，它由軸套和空心軸組成(如圖2)所以這個鍵叫軸框鍵，另一個是與空心軸內(nèi)尺寸相符的長方體鍵，由于它是插入另一端空心軸的，所以稱它為軸鍵。另一端的形狀是將
圖1的軸框鍵和軸鍵交換位置的形狀。組合時將兩根鋼軌相對應(yīng)端部的軸鍵各插入對方的空心軸內(nèi)，并留下軌縫(如圖3)然后在兩側(cè)夾上魚尾板后，再分別固定在同一枕木上即可。當(dāng)機(jī)車從甲軌向乙軌行駛時，車輪的壓力由遠(yuǎn)至近壓向甲端，(在甲乙兩軌的接頭處，甲軌與乙軌接頭的端部，分別成為甲軌端和乙軌端，簡稱甲端和乙端。)由于甲端的軸框鍵和軸鍵分別壓在乙端的軸鍵和軸框鍵上，所以甲端受到壓力的同時，乙端也受到同樣大的壓力，都壓向枕木，故使甲乙兩端在向下的運動中能保待同步進(jìn)行，當(dāng)車轉(zhuǎn)繼續(xù)行駛逐漸脫離甲端走到乙端軌上時，甲端失去車輪對它的壓力的作用，在枕木和鋼軌自身的彈力下，有上升的趨勢，可是因為甲端的兩個鍵被乙端的兩個鍵壓著，阻止了它的上升，迫使甲乙兩端在向上的運動過程中也能保持同步進(jìn)行。如果機(jī)車從乙端駛向甲端道理相同。這樣就基本解決了軌縫帶來的危害，同時也解決了普通鋼軌接頭假如在同一枕木的情況下，在車輪經(jīng)過時，由于兩端一上一下所帶來的撥道釘?shù)膯栴}。
另外，本實用新型將鋼軌接端的軌面部分制成了互相搭連的，軌縫口棱線略低于軌面，且都是流線型的(如圖3)，這樣當(dāng)車輪從甲軌向乙軌行駛時，車輪行至甲端上時，在車輪的壓力下，使兩軌端形成一定角度且互相搭連，這樣實際軌面就成為由兩個斜面而組合成的一個凹面，所以當(dāng)車輪駛上搭連接頭中部(即甲乙兩軌接頭處的軸框鍵相接中線位置)時減小了車輪經(jīng)過接頭中部時下沉的程度，車輪在這個行駛過程中，車轉(zhuǎn)對軌的壓力是作用在甲端上的，當(dāng)?shù)竭_(dá)中點時是作用在甲乙兩軌端上的。車輪由中點逐漸脫離甲端走上乙端軌時，這個過程，車輪對軌的壓力從搭連中點開始是作用在乙端軌上的，由于在搭連接頭處甲端的中點也就是乙端的中點，所以，車輪經(jīng)過這種接頭時，軌面相連平滑，車輪行程平穩(wěn)，感覺上好象沒有軌縫似的。
本實用新型的搭連處形狀由于將一般鋼軌一分為二，中間還留有微小的空隙(為防止擠壓相連)相對地與軌縫并列處的軌面比一般鋼軌就窄一半，這樣就怕影響它的承受力，同時考慮到兩軸鍵因長期抗壓而帶來的金屬疲勞現(xiàn)象，為了解決這個問題，可采用降低接端枕木的高度來最大限度地增加甲乙兩端端部的厚度，并將端部進(jìn)行熱處理來得到使接端的整體機(jī)械強(qiáng)度略大于整體鋼軌的機(jī)械強(qiáng)度為目的，或采用抗金屬疲勞性大、強(qiáng)度大的鋼材鑄成軌端，并將之焊接在一般銅軌上來解決。當(dāng)然，隨鋼材強(qiáng)度的增大，鋼軌接端的厚度可隨之減小。
本實用新型所組成的接端由于設(shè)有特別的軸承使機(jī)車行駛過程中，它既不影響軌線熱脹冷縮時軸鍵在空心軸中的滑動，而又能適應(yīng)兩軌端分別在作以相鄰枕木為圓心，以兩枕木間距離為半徑的旋轉(zhuǎn)運動，而且在這些復(fù)雜的運動中保持接端在車輪行駛過程中平穩(wěn)過度，自然軌縫的問題也就得到了解決。
本實用新型為使一端的軸鍵插入另一端空心軸內(nèi)時，既能順利滑動，而又與空心軸上下接觸緊密，故在軸鍵的下部開了一個微小彈性口，這樣彈性口以下的叫彈性片，在彈性片的彈性作用下，可達(dá)到以上目的，同時也消除了當(dāng)車輪從甲端駛向乙端的接頭時(如圖4)，在車輪的壓力下，使兩軌端形成一定角度，由于軌縫的原因使接頭的甲端軌面略高于乙端軸框鍵(即軌面)，而使甲端不著地的現(xiàn)象。
本實用新型只是在原來鋼軌的兩端進(jìn)行了形狀的改變，在兩端分別各設(shè)了特殊的軸承，造價低，安裝方便，又消除了以前接端在同一枕木上時撥道釘?shù)默F(xiàn)象，可將接端處在同一枕木上還可提高鋼軌的總承受力，同時又節(jié)約了能源(車輪克服舊式軌縫消耗的能量)。由于車輪經(jīng)過這種接頭時，軌面相連平滑，車輪行程平穩(wěn)，感覺上好象沒有軌縫似的。同時為進(jìn)一步提高列車的速度刨造了有利條件。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實用新型的安裝方式
圖1是改后鋼軌端的主視圖圖2是軸承組合的示意圖(圖中剖面圖是由
圖1中A-A位置剖切而成)圖3是兩端在相對低溫情況下組合后軌面主視圖圖4是兩端在相對低溫情況下組合后的側(cè)位剖視圖(此圖是由圖3中B-B位置剖切而成)在以上各圖中，各個數(shù)字表示的部位名稱分別是1.軸鍵；2.軸框鍵；3.軸承框；4.軸套；5.空心軸；6.軌縫；7.微小彈性口；8.彈性片；9.注入潤滑油孔；10.軸鍵與空心軸內(nèi)之間的軌縫兼固體潤滑油盒；11.滲潤滑油孔；12.普通工字銅軌；13.軌端加強(qiáng)部分；14.固定魚尾板螺絲眼；15.插軸鍵口；16.鋼軌接端兩軸框鍵連接中點位置；17.軌面。
組合時，將兩根鋼軌相對應(yīng)端部的軸鍵各插入對方的空心軸內(nèi)，并留下軌縫(如圖3圖4所示)，然后夾上魚尾板后，再分別固定在同一枕木上即可。
權(quán)利要求感覺不到軌縫的鋼軌接端是在普通鋼軌的兩端分別設(shè)制了特別形狀的鋼軌頭，其特征是每一端是由軌端加強(qiáng)部分和其端部凸出的在豎直方向上相互平行的兩個鍵組成，實心結(jié)構(gòu)的是軸鍵(1)，另一個是軸框鍵(2)，在軸框鍵的側(cè)位設(shè)有一個大于半圓形孔的軸承框(3)，在軸承框內(nèi)設(shè)有一個特別的軸承，它由軸套(4)和空心軸(5)組成，軸套是形如有缺口的圓環(huán)?？招妮S外形為柱體，可在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動，其側(cè)面有一個大小可正好插入另一鋼軌頭軸鍵的方形槽，并能連插入的軸鍵一起在軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動，鋼軌兩端的形狀互為對應(yīng)，即一個端的軸鍵對另一個端的軸框鍵，另一個端的軸鍵對這個端的軸框鍵，組合時將對應(yīng)的兩端相互插入，留下軌縫，并夾上魚尾板后，再分別固定在同一枕木上即可。
專利摘要感覺不到軌縫的鋼軌接端是一種特別形狀的鋼軌頭,它是在每個軌端的加強(qiáng)部分(13)上,設(shè)有兩個豎直平行的鍵,一個是軸鍵(1);另一個是軸框鍵(2),其內(nèi)設(shè)有一個特別的軸承。它由軸套(4)和空心軸(5)組成。連接時將兩根鋼軌相對應(yīng)端部的軸鍵各插入對方的空心軸內(nèi),并留下軌縫,夾上魚尾板后,分別固定在同一枕木上。由于兩接端的相互制約和特殊軸承的作用,使兩軌端在受壓和不受壓的情況下,都保持在同一高度,所以它能有效地減少了車輪在運行過程中,與鋼軌端部的沖擊程度。
文檔編號E01B11/20GK2285316SQ96217240
公開日1998年7月1日 申請日期1996年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月20日
發(fā)明者王國壯 申請人:王國壯