轨道无振动、噪声连接制造技术

一种轨道无振动、噪声连接，可用于铁路、城市轻轨、地铁等的轨道连接。本实用新型专利技术解决的是当车轮越过钢轨直端口时，如何消除因发生撞击而产生振动和噪声的问题。其特征是从俯视钢轨轨头面的方向，把钢轨原来直端口形状用四种最新型的端口形状取代。即第一种：斜端口形状，其构造特点是斜端口线与轨头中心线的夹角为３０°；第二种：直端口线平移形状，其构造特点是直端口线平移的距离分别为１５０ｍｍ；第三种：直端口线三次平移形状，其构造特点是直端口线平移的距离分别为１４０ｍｍ；第四种：斜端口线沿中心线平移形状，其构造特点是斜端口线平移的距离分别为６８ｍｍ。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术直接应用于铁路、城市轻轨、地铁等轨道的连接。以及解决城市硬化路面、高架桥路面，因伸缩直缝口引起的振动问题。
技术介绍
传统轨道连接产生振动与噪声的问题。原因就在于，当车轮运行到轨道直端口时，如示意图附图说明图1所示，车轮轴心O与轨头面的相对距离h(h＝R)就发生了改变，在下沉了Δh的同时、车轮踏面撞击了轨道端口，这就是车轮振动发生的根本原因，也是噪声产生的根源所在。当车轮越过轨道端口之后，轴心O与轨头面的相对距离又恢复为h。轴心O的位置始终在h～(h-Δh)之间作周期性地变化，振动、响声也同步做周期性地重复。
技术实现思路
本技术解决其技术问题就是当车轮越过钢轨端口时，发生撞击而产生的振动和噪声的问题。通过改造钢轨轨头面直端口的形状构造，达到避免车轮直接撞击钢轨接头的目的，从根本上消除振动之祸、噪声之源。本技术一共采用了四个实施例。 第一实施例如图2所示(轨头面俯视图)，AE、FD分别是轨I、轨II传统的接头直端口线，设定缝口宽AF＝ED＝12mm、令∠ADE＝α临(α临称为临界角)，tanα临＝AE/ED＝73/12＝6.08，则α临＝80°40′。当AD绕O中点(AD与轨头中心线以及直端口中心线的交点)逆时针旋转至A1D1时，∠A2D2D＝∠D3F1A＝α(A1D1与轨头中心线的夹角)。使α＜α临，用60kg/m型钢轨、设定α＝30°，就得到一个斜端口接头。如图3所示，BH＝1/2 BC＝6mm，在保证钢轨纵向有效伸缩的前提下，斜缝宽仅只是直缝宽的1/2。车轮运行在A2-F1区间，轴重全部由轨I支承；在F1-D2区间，轴重由轨I、轨II共同支承，而且轴重是由轨I逐步移变到了轨II；在D2-D3区间，轴重就全部由轨II支承。车轮运行在A2-D3整个区间，确保了轴心O与轨头面的相对距离h始终保持不变。该实施例称为斜端口的形状构造连接方式。 第二实施例如示意图图8所示(轨头面俯视图)左图由传统的直端口B、C两点沿轨头中心线分别向右平移150mm至B1、C1两点，演变成了右图，即得到一个错开的直端口接头。车轮运行在B-C区间，轴重全部都由轨I支承。车轮运行在C-B1区间，轴重由轨I、轨II共同支承；车轮运行在B1-C1区间，轴重就全部移变到了轨II。在B-C1的整个区间，确保了轴心O与轨头面的距离h始终保持不变。该实施例称为直端口沿中心线平移的形状构造连接方式，适合于非重载列车的轨道连接，如城市地铁、轻轨等的轨道连接。 第三实施例在第二实施例的基础上由二级过度提升为四级过度，如图11b所示，该实施例称为直端口三次平移的形状构造连接方式。车轮越过四个端口的情况与第二实施例类似。由于端口截面积相对减小，钢轨的强度也就相对增强，所以该实施例适合于重载列车的轨道连接。 第四实施例由图3的B、C两点沿轨道中心线分别向右平移68mm至B1、C1两点得到一个错开的斜端口接头，如图13所示。车轮在A2-D3区间运行情况与第一实施例类似，只是车轮在C-B1区间，轴重由轨I、轨II共同支承。该实施例称为斜端口沿中心线平移的形状构造连接方式，是通过第一和第二两技术方案的整合，集两技术方案的端口小、结构合理、稳固性好等特征，因此更适合于重载列车的轨道连接。 第二、三、四个实施例中，轨I、轨II是直接接触式连接，成为一条截面积较大的“导体”，可以取代目前用导线焊接钢轨来作为“信号导线”使用。 本技术的四个实施例中，钢轨接头横断面积都有不同程度的减小。在一定程度上影响了钢轨的强度，因此要进行钢轨接头断面强度的检算(检算方法与连续轨断面类似)。 第一实施例(用60kg/m型钢轨)由图4aK-K剖面可知断面积减小为(用S空表示) S空＝(17.6×0.692)cm2＝12.18cm2，(CM＝1.2cm×tan30°＝0.692cm)则K-K剖面，断面积减少到(用S断表示)S断＝(77.45-12.18)cm2＝65.27cm2。 第二实施例(选用60kg/m钢轨)断面积减少到S断＝77.45/2＝38.73cm2。 第三实施例(选用60kg/m钢轨)(1)由图11d Q-Q剖面可知断面积减小为 S空＝22.27cm2，则Q-Q剖面，断面积减少到S断＝(77.45-22.27)cm2＝55.18cm2。(2)由图11c W-W剖面可知断面积减小为S空＝(17.6×1.5-4.26)cm2＝22.14cm2(4.26cm2为轨腰外空部分面积)。 则W-W剖面断面积减少到S断＝(77.45-22.14)cm2＝55.31cm2。 第四实施例的接头断面与第一实施例的接头断面相同。四个实施例的检算过程也基本相同，仅以第一实施例做为例子(即第一技术方案的K-K剖断面)，作详细检算如下。 轨道计算参数 相关计算参数 钢轨基础弹性摸量u为 钢轨基础与钢轨的刚比系数k为 计算∑P0μ0值Sp-p＝2S夹+S断＝(2×37.26+65.28)cm2＝139.8cm2＞2S断，即整个P-P断面积是钢轨断面积的2倍，所以本实施例的轨道端口连接更加安全、可靠。 四个实施例的检算结果与屈服强度极限列表如下 由上表可知，第二、第三实施例钢轨的抗压及抗拉强度都没有超过极限值，第四实施例的计算值与第一实施例相同。 本技术的有益效果是1、本技术的钢轨连接虽然仍有接头，但是车轮越过接头时却与无接缝钢轨的效果一样。由于消除了振动，因此可以延长车辆和钢轨的使用寿命，较大程度地减少车辆和钢轨的大修周期。同时具有制作、安装、拆卸简便的特点，可降低大修成本，达到减耗增效目的。2、本技术因具备了无振动、无噪声的特征，为列车的提速创造了有利的条件。3、本技术的特征，使火车具备了快捷、平稳、舒适的特点，会吸引更多的旅客选乘火车。增加了铁路的经济效益，对于铁路事业的发展会更加有利。4、从环保的角度看，她将会变成一条无噪声污染的“环保型铁路”，对铁路周边及其沿线的民众将能营造一个更加宁静的生活环境。 下面接合附图及四个实施例，对本技术作进一步说明 图1(正视图)是车轮在轨道上经过轨道直端口处的状态示意图。轴心O的位置在h～(h-Δh)间作周期性地变化。 图2(轨头俯视图、比例1∶1)是第一实施例，临界角(α临)的概念图。只要满足α＜α临，就能确保车轮越过轨道端口时，轴心O与轨头面的相对距离h保持不变。 图3(轨头俯视图、比例1∶1)是直缝BC、斜缝BH与α斜角的关系图。在BC值一定时，BH与α角的函数关系式为BH＝BC·Sinα，即α角变小时，斜缝BH随之也变小。 图4b(俯视图、比例1∶2)是两条钢轨连接的结构图、4a是K-K剖面图，剖面中CM＝6.92mm。 图5b(俯视图、比例1∶2)是两条钢轨连接的结构尺寸图、5a是P-P剖面图。 图6a(正视图、比例1∶4)、图6b(俯视图、比例1∶4)是夹板连接两条钢轨的组装结构图、6c(比例1∶2)是夹板螺栓孔的尺寸图、6d(比例1∶2)是夹板伸缩孔尺寸图。 图7(俯视图、比例1∶2)是整条钢轨两端的制作图。 图8(轨头俯视图)是第二实施例钢轨直端口演变成错开直端口接头的示意图。 图9(俯视图、比例1∶4)是整条钢轨两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道无振动、噪声连接，是能够避免车轮直接撞击钢轨端口的连接，其特征是：所述连接的形状构造为斜端口形状构造或者直端口错开形状构造或者斜端口错开形状构造。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张永福，
申请(专利权)人：张永福，张磊，张洁，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]