[发明专利]减震钢轨及制造方法

说明书

本发明属于铁路等部门用于车辆运输所使用的钢轨及制造方法。

目前铁路上使用的有缝钢轨存在着增大旅客疲劳。缩短钢轨车辆寿命等弊病的接头震动和撞碰。无缝钢轨在铺设维修更换方面难度较大并易出现危及列车运行安全的断轨事故，具体情况可参考1989年11月西南交通大学出版的《钢轨力学与钢轨伤损》一书的有关内容。为此人们不断提出能减少有缝钢轨接头震动的减震方案，但这些方案仅克服了横断形式的轨缝这一原因，对其它几个引起接头震动的原因无能为力，故不能有效减震。如中国专利申请EO1B5/02    86    20    32    68的方案采用在普通缝轨的接头处加一对俯视呈契形的短接头，使钢轨端面纵向伸缩产生的轨缝，由两契形短接头在横向伸缩进行填补;中国专利CN20    3221OU，CN20    3221IU、CN2034182U，CN20    436    29U公告及CN1041019A公开的方案仅采用了某种形式的互补轨面克服横断形式的轨缝。目前，制造钢轨时，采用热轨的方法完成钢轨成型工艺。

本发明的目的是提供一种能显著减少接头震动、撞碰及损伤的钢轨及它的制造方法。

本发明是这样实现的：减震钢轨由在一般工字钢轨构成的主轨两端各有一个与之连为一体的接头这两部分组成，其特征是每个接头上均有满足以下条件的互补轨面和互销部位：

1、互补轨面比主轨轨面窄且铺轨后，相邻两接头的互补轨面之间予留轨缝，相互并列形成的轨面，能与主轨轨面共面，它消除了横断形式的轨缝。

2、互销部位的形状由钢轨纵向分布的线段在空间组成的面决定辅轨后，相邻两接头的互销部位能与对应部位相互咬合并使相邻两接头的轨面高度相互基本销定。

由于接头具有互补轨面及互销部位。消除了车轮过轨缝时轮底悬空现象。分散了目前钢轨集中于轨腰孔眼及端头处的应力，增大了接头附近钢轨的刚度及强度，减少甚至消除了接头轨面错位现象等引起接头震动和撞碰的几个主要原因，可采用热轧、锻压、铸造、切割及焊接方法中的某个或几个的某种组合使本钢轨成型，从而达到本发明的目的。

将主轨轨面切割成有部分轨面在横向并列的两段。本发明将此并列部分的轨面定义为互补轨面，它可以是斜切互补、凹凸互补、Z形互补等形式。

可合理确定接头的轨顶厚度。轨底厚度、轨腰（等效）宽度及夹板厚度等尺寸，及轨腰的分布位置。使相邻钢轨夹板和螺栓的连接下，接头附近钢轨具有与主轨相适应的刚度及足够的强度。

互销部位的互销方式可分为三种：1、通过两接头的相互接触面进行直接互销;2、通过接头与夹板接触面互销进行间接互销;3、通过两接头相互接触面穿过的螺栓进行间接互销。

互销部位的形状可分齿槽、平面、台阶等形状。

全部或部分夹板及螺栓可分布在主轨或接头的轨腰上。

互销部位中，水平方向附近的接触面与树直方向的夹角b可满足;90°＜b＜110°。

下面仅叙述涉及制造方法中新钢轨成型及目前钢轨改造的制造工艺，其余工艺与目前制造钢轨的对应工艺相同。

一、新钢轨成型

用主轨轧辊对钢轨坯料中都热轧成主轨之前或之后，用热轧、切割、锻压的某个或几个的某种组合方法将钢轨坯料端头一段加工成与主轨连为一体的接头、也可用这种方式加工成单独的接头，再焊接在主轨的端面上，可让两根仅带一个接头的钢轨对应端面焊接后构成本钢轨。

二、目前钢轨改造

1、有缝轨改造：将单独的接头焊接在目前短轨的两头，焊前可割掉轨腰带孔眼处的钢轨、或将若干短轨焊接成长轨后再焊接头。

2、无缝轨改造：每隔适当长度的无缝轨处割去一段钢轨，再焊两个接头。

本发明的优点：

1、减少用于铁路维修的费用，提高铁路运力;

2、列车运行更加平稳安全舒适，减少旅客旅途疲劳及货运货物破损。

3、允许较宽的接头轨缝，可降低生产时对钢轨长度的精度要求且可制造比目前短轨长若干倍的钢轨。

结合附图及实施例说明如下：

图1、图2和图3是减震钢轨实施例1和实施例2辅轨后，接头附近钢轨的俯视示意图及AA′    BB′剖面示意图。

图4和图5是减震钢轨实施例3辅轨后，接头附近钢轨的俯视示意图及CC′剖面示意图。

实施例1