无撞击铁轨接头制造技术

一种用于铁路的铁轨接头，独立于铁轨以外单独生产制造，一个公接头、一个母接头，两个构成一组，配套使用，接口处沿铁轨纵向垂直于踏面２呈阶梯形状。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供了一种解决铁路接头撞击问题的方案。当列车的车轮碾过铁轨接头时，总是不可避免的发出沉重的撞击。这种撞击不仅仅是一种讨厌的噪声，使列车晃动难以平稳，也是影响列车高速运行的制约因素一方面造成行车阻力，另一方面，周期性的频繁撞击，对车辆的适应性提出了更高的要求，还会对车辆与铁路造成损害，降低车轮及铁轨的使用寿命。有资料表明，维护接头的费用，占铁路全部维护费用的40％，而铁轨的破损更有60％发生在接头处。由于热胀冷缩的必然规律，出于行车安全考虑，不可以将铁轨焊接成无缝长轨，而必须保留适当的轨缝。旧铁轨的膨胀率是0.0000118/℃。假设冬夏温度变化为50℃，则每千米铁轨的长度变化将达0.59米之巨！如果焊接成无缝长轨，将产生严重后果。最早期的铁路，英国于1825年铺设的铁路，就是焊接成无缝长轨的，结果到了炎热的夏季，因为热膨胀而严重扭曲变形甚至拱起；到了严冬，又因为寒冷收缩而冻裂成几段，严重危害行车安全。认识了这个道理，吸取教训，此后的铁路全部都保留了轨缝。然而轨缝却又是铁路的一害，一直没有找到完全有效的解决办法。近些年来，人们采用弹性扣件、防爬器等，把铁轨强制锁定在枕木上，并用特殊稳定的道床等手段，铺设较长的无缝长轨。新研制的合金铁轨，也使膨胀率大为降低，轨缝的危害得到初步解决。但是热胀冷缩的客观规律无法改变，上述这些技术只是初步解决了轨缝的危害问题，不仅造价高昂，而且存在安全隐患。1998年8月1日，美国某地因烈日暴晒造成铁路扭曲变形，导致两列火车倾翻颠覆的严重事故 1996年夏，山东青州的一段铁路因为烈日暴晒而扭曲变形，以至于出现数十人紧急向铁轨泼水降温的滑稽场面；2000年春节前夕，青州铁路因寒冷而冻断裂，所幸及时发现，只造成行车故障，车辆只能缓慢通过。本专利技术的目的，在于提供一种比较简便可靠的方法，在保留轨缝的同时，极大幅度地减少接头数量，并可省略夹板及螺栓等零件。接头处保留足够大的伸缩余地，轨缝变得不连续、不完整，又能使车轮碾过时，不至于发生撞击，以期保证行车安全，减少对车辆与铁路的损害，降低行车阻力，提高车速，改善旅行环境，使列车运行平稳、安静。本专利技术不要求使用弹性扣件、防爬器特殊道床等，可降低铁路建设与维护费用。适用于新型的低膨胀率铁轨，也适用于较高膨胀率的旧型铁轨。撞击产生的原因，主要在于两个方面，一是沉陷撞击，二是台阶效应以及伴随产生的释放弹击。由于轨缝的存在，车轮碾过时，会有一个“掉进陷阱”的过程，因而产生撞击，故称为沉陷撞击；当车轮碾过接头时，不是同时压在接头的两端，这中间有个过程，只是接头的一端受到列车的沉重压力，这一端铁轨将会明显下沉，而未受压的另外一端，不会与之同步下沉，这就产生了一个瞬间的台阶，车轮爬上台阶发生撞击，故称之为台阶效应；而当车轮爬上台阶以后，原来受压的一端突然失去压力，巨大的弹性使之弹起并敲击在车轮上，这就是释放弹击，它是伴随台阶效应产生的。本方案的基本原理，简单的说，就是以接力过渡方式避免沉陷撞击；以强制同步方式消除台阶效应，释放弹击也随之消除。无撞击接头独立于铁轨以外，另行单独生产制造。联结状态如附图说明图1所示。它由一个公接头(图2)、一个母接头(图3)两个一组，配套使用。接头的联结端与另外一个接头的联结端匹配镶套，只可以纵向相对移动，不可以作横向移动；接头的焊接端则与普通铁轨焊接为一体。附图不表示精确外形或者尺寸比例。图2、公接头。铁轨的上表面2称为踏面。从踏面观察，接头沿中线切成阶梯形状。焊接端的端面与铁轨端面完全一致，并在使用时与铁轨焊接为一体。立筋1逐渐加厚，延伸到内联结端3之前，与踏面2齐平，以保证在铁轨在切半的情况下，仍然有足够的强度承担列车的重压。从内联结端面3到外联结端4之间，纵向铅直切面上突出一条纵向的燕尾榫5，贯通整个接口切面。图3、母接头。结构形状与公接头大致相同，不同的是在燕尾榫的位置，相应的内凹，开有一条与燕尾榫匹配的燕尾槽6。公接头与母接头构成一组完全互补镶套的组合。这种互补匹配的接头，使得它们只可以纵向相对滑动，而不允许横向有相对滑动。这样，当接头的一半受到列车重压时，可以将压力有效的实时传递给另一半，保证接头两端同步下沉，防止台阶效应的产生；同时，交替的平面形状，令轨缝变得不连续、不完整，即使轨缝比较宽，铁轨有较大的伸缩余地，也能够防止沉陷撞击的发生。这就使得较宽的轨缝也能够保证行车的安全，可以将单条铁轨的长度大幅度延长，焊接成数百米乃至于数千米的无缝长轨，极大地减少接头数量。燕尾状的卡榫、卡槽结构，可以不必使用螺栓、夹板等零件，但是在某些地方，使用施工过程中可能会有一些不方便之处，故在必要时，可以考虑将卡榫、卡槽制作成矩形，以利于施工。图4为矩形卡榫的公接头外形图。母接头及组合图均未画出。附面说明图1.公接头结构外形图。图4.矩形卡榫公接头外形图。1.立筋2.踏面3.内联结端4.外联结端5.燕尾榫 6.燕尾槽权利要求1.一种用于铁路的铁轨接头，独立于铁轨以外单独生产制造，一个公接头、一个母接头，两个构成一组，配套使用，接口处沿铁轨纵向垂直于踏面2呈阶梯形状；2.公接头的纵向铅直切面上，有一条贯通接口的卡榫5，母接头的对应位置有一条与之匹配的卡槽6，公接头与母接头呈严格镶套互补的形状；卡榫5、卡槽6的断面呈燕尾状或者矩形；3.接头的焊接端与铁轨端面一致，接头的立筋1逐渐加厚到与踏面2齐平。全文摘要本专利技术提供了一种铁轨接头，在保留接头和轨缝的同时，大幅度减少接头数量，加大轨缝宽度，使铁轨有足够大的伸缩余地。轨缝变得不连续、不完整，以接力过渡形式避免沉陷撞击；强制同步消除台阶效应。使得车轮碾过时不至于产生撞击。不要求使用弹性扣件、防爬器、特殊道床等。适用于新型低膨胀率铁轨，也适用于较大膨胀率的旧型铁轨。在确保行车安全的前提下，消除撞击，降低行车阻力，减少对车辆与铁路的损害，改善旅行环境，使行车安静、平稳，降低铁路建设与维护费用。文档编号E01B11/00GK1487144SQ0215464公开日2004年4月7日 申请日期2002年11月29日 优先权日2002年11月29日专利技术者杨炳南 申请人:杨炳南本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨炳南，
申请(专利权)人：杨炳南，
类型：发明
国别省市：