50kg/m

50kg/m（精选5篇）

50kg/m 篇1

摘要：根据铁路现场运营条件和养护维修要求, 对75型50 kg/m钢轨9号单开道岔目前存在的问题进行了技术升级改造, 通过优化设计道岔轨下基础、扣件系统、铁垫板等, 强化了道岔主体结构, 提升了“75型”道岔整体技术质量, 消除了原木枕道岔的主要病害, 可以满足新形势下的运营要求。

关键词：道岔,混凝土岔枕,扣件,改造

0 引言

75型50 kg/m钢轨9号单开道岔 (图号:TB 399—1975) 源自我国原铁道部在1976年7月颁布的部标准TB 399—1975, 属于“75型”道岔。长期的实践证明, “75”型道岔的结构强度和稳定性, 可以满足轴重不超过23 t、直向过岔时速不超过80 km~100 km各型机车车辆安全运行的需要。由于该道岔价格较低、部件互换性强、维修较为方便等原因, 目前75型50 kg/m钢轨9号道岔仍在我国铁路行车速度较低的次要正线和站线以及专用线上大量使用。

近年来, 随着铁路货物运量的日益增长, 某地方铁路其管内铺设的50 kg/m钢轨9号单开道岔普遍存在动态轨距扩张超差、钩头道钉松动、枕木陈旧腐朽、道岔稳定性较差等病害, 由此引起的整道乃至更换枕木等维修工作量巨大, 加之目前国内道岔枕木内在质量不高, 往往更换枕木后不久, 上述病害会再次出现, 养护维修周期很短。

针对目前运营现状和存在问题, 道岔使用单位提出了对目前在既有线上道服役的50 kg/m钢轨9号单开道岔进行技术改造升级, 将现有木枕更换为混凝土岔枕。为此道岔使用单位联合道岔设计单位对道岔进行整体技术改造。

1 技改要求和标准

1.1 技改要求

1) 改造对象。

50 kg/m钢轨9号单开道岔 (图号:TB 399—1975) 。

2) 成熟、可靠和安全。

更换为混凝土岔枕的单开道岔应该是成熟可靠的产品, 应确保道岔相关结构能够满足直向容许速度100 km/h的行车安全。

3) 利旧原则。

a.道岔全长L、前长a、后长b, 曲线半径R均保持不变;b.既有钢轨件、高锰钢辙叉以及附属零件均保持不变;c.电务转换位置不变, 既有转辙机ZD6-D及转换内锁闭装置不变, 转辙机采用角钢固定方式。

4) 采用混凝土岔枕, 岔枕断面应符合我国提速道岔岔枕断面 (260 mm/300 mm×220 mm) 。

5) 混凝土岔枕净距应满足机械捣固最小净距120 mm的要求。

6) 强化扣件系统, 为便于现场管理, 扣件采用“92”型道岔的分开式刚性可调扣板式扣件。

1.2 技改标准

TB/T 412—2014标准轨距铁路道岔技术条件。

2 方案设计

2.1 扣件系统

采用“92”型分开式刚性可调扣板式扣件系统。其主要特征是楔形可调式轨撑, 刚性分开式弧形扣板。

1) 中间扣板。中间扣板主要用于导曲线部分, 以及转辙器部分辙前垫板、辙后垫板上。中间扣板图号:专线4140-25, 使用时通过翻转和调头来调整距离, 扣板两面共分为0, 2, 4, 6四个号, 即不同距离。钢轨工作边一侧设计安装4号扣板, 钢轨非工作边一侧设计安装2号扣板, 可调整轨距范围为-+84mm。

2) 接头扣板。为防止扣板的凸缘与夹板抵触干涉, 设计了接头扣板。接头扣板有0-2号与4-6号两种, 钢轨工作边一侧设计安装4-6号, 非工作边一侧设计安装0-2号。合计轨距调整量也可达-+84mm。接头扣板图号:专线4140-27。

3) 支距扣板。在转辙器的辙后部分, 基本轨与导轨之间设置支距扣板。在靠近辙后部分两轨相距较近时, 采用单面支距扣板, 支距垫板中间设计为长圆孔, 方便调整。

4) “92”型轨撑。轨撑为可调式, 由轨撑、调整楔、垫板挡铁、两个垂直螺栓和一个水平螺栓组成。可调轨撑的调整范围为±6 mm。轨撑平垫板结构见图1。

5) 滑床板扣件。由于尖轨采用普通50 kg/m钢轨, 6 mm厚度的台板无法扣压基本轨, 若设置为“92”型轨撑, 则不能对尖轨进行有效扣压, 所以继续沿用原“75”型轨撑结构, 同时我们对该结构进行了优化改进, 增加轨距调整功能。轨撑滑床板见图2。

6) 高锰钢辙叉扣件。因为既有高锰钢耳板按木枕设计, 现改为混凝土岔枕后, 耳板上的原钩头道钉孔就不再适用, 又因“92”型辙叉扣板的扣压力较小, 为提高高锰钢辙叉在过岔时的稳定性和安全性, 将高锰钢辙叉扣件设计为B型弹条。高锰钢辙叉垫板见图3。

2.2 铁垫板

1) 除护轨垫板厚度为40 mm外, 其余垫板厚度均为20 mm。

2) 除辙跟大垫板外, 其余垫板均采用宽180 mm的扁钢制造

3) 轨撑垫板安装在转辙器尖轨前基本轨轨底或导曲线钢轨底部, 以此保持基本轨或导轨的稳定, 防止出现轨距扩张。分有孔轨撑和无孔轨撑两种形式, 牵引点两侧设置无孔轨撑, 其余位置均为有孔轨撑。

4) 辙后垫板顺坡, 尖轨跟端接头后第一根岔枕上递减4.5 mm, 第二根岔枕上递减3 mm, 第三根递减1.5 mm, 在第四根岔枕上过渡顺平。

5) 护轨垫板见图4。

2.3 橡胶垫板

1) 钢轨下、高锰钢辙叉下均不设置橡胶垫板。2) 板下设置10 mm厚具有沟槽型式的橡胶垫板。

2.4 混凝土岔枕

采用无挡肩式预应力混凝土岔枕, 岔枕断面上宽260 mm, 底宽300 mm, 高220 mm, 长度为2.6 m~4.8 m, 岔枕内部预埋塑料套管。配套岔枕螺栓为锯齿形。

2.5 钢轨基础标高

1) 高锰钢辙叉基础标高:172 mm (既有高锰钢辙叉高度) +20 mm (铁垫板厚度) +10 mm (橡胶垫板厚度) =202 mm。2) 高锰钢辙叉区域对应护轨垫板基础标高:152 mm (50 kg/m钢轨高度) +40 mm (铁垫板厚度) +10 mm (橡胶垫板厚度) =202 mm。3) 其余位置处钢轨基础标高:152 mm (50 kg/m钢轨高度) +20 mm (铁垫板厚度) +10 mm (橡胶垫板厚度) =182 mm。

2.6 牵引点处岔枕间距

该电务转换安装标准图号为通号9137。以动作杆与岔枕边缘220 mm为基准, 需要将序号6岔枕前移20 mm, 序号6~7岔枕间距615 mm不变, 故序号7岔枕同时前移20 mm。序号5~6岔枕间距原为530 mm, 考虑到混凝土枕顶面较木枕宽, 为避免角钢与岔枕边缘干涉, 将序号5岔枕向后移动30 mm, 所以序号5~6岔枕间距定为480 mm, 序号7~8岔枕间距最后定为526 mm (506 mm+20 mm) 。

2.7 岔枕最小净距

既有枕木最小间距为440 mm, 最小净距:440 mm-220 mm=220 mm。当换为混凝土岔枕后, 岔枕底部对应最小净距:440 mm-300 mm=140 mm, 能够满足机械捣固120 mm的最小间隙要求, 故岔枕最小间距仍保持440 mm不变。

3 现场实施

根据本次技改特点, 为确保道岔铺设质量, 宜采用原位替换方法, 具体的换铺流程如下:

1) 道旁预铺:在线路外侧, 按照岔枕编号依次摆放岔枕, 并安装板下胶垫和铁垫板。

2) 既有拆除:拆除既有道岔的枕木, 包含电务转换设备的角钢, 并清理道碴。

3) 混凝土枕移位:按照岔枕编号和岔枕间距, 依次进行混凝土枕移位。混凝土枕编号一侧在道岔直股一侧。

4) 测量定位:测量道岔中心与线路中心的位置、高程、方向等。

5) 上砟整道、捣固。

6) 道岔与线路采用夹板连接, 整组道岔检验。

7) 线路开通, 首列通过应限速5 km/h。

8) 加强捣固, 待道床基本稳定后正式开通。

通过对改造后的道岔运营实践, 取得了预期效果, 能有效降低道岔病害和维修工作量, 用户反映良好。

4 结语

此次提出的将木枕道岔改为混凝土道岔, 是根据线路存在的问题, 以减轻维修工作量, 确保行车安全为主要目的, 而进行的关于“75型”单开道岔的技术与管理的一种创新, 这对使用单位无论是降低设备采购成本, 还是养护维修技术管理, 都具有重要的意义, 同时对同类型旧型木枕道岔的技改具有一定的借鉴和推广意义。

参考文献

[1]铁道部工务局.铁路工务技术手册道岔[M].北京:中国铁道出版社, 1998.

[2]TB/T 412—2014, 标准轨距铁路道岔技术条件[S].

50kg/m 篇2

75kg/m钢轨接头夹板产品原材料为型材, 根据产品生产图纸要求, 须设计出一套冲压模具, 对接头夹板上的螺栓孔进行冲裁, 从而实现产品的生产任务。

1 模具设计工艺分析

利用冲压工艺技术对75kg/m钢轨接头夹板模具进行设计。冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力, 使之产生塑性变形或分离, 从而获得所需形状和尺寸的工件 (冲压件) 的成形加工方法。冲压是高效的生产方法, 采用复合模, 生产效率高, 劳动条件好, 生产成本低。75kg/m钢轨接头夹板冲压分离工序进行, 也称冲裁, 其目的是使冲压件沿圆孔轮廓线从板料上分离, 同时保证分离断面的质量要求。坯料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大, 要求冲压材料厚度精确、均匀;表面光洁, 无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等;屈服强度均匀, 无明显方向性;均匀延伸率高;屈强比低;加工硬化性低。

模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间, 这就延长了新冲压件的生产准备时间。

75kg/m钢轨接头夹板比较特殊, 它不同与其他规格型号的接头夹板, 它具有以下特征:1) 截面积大, 截面积为38.44cm2;2) 重量大, 单重为30.10kg;3) 总长为1mm, 大于其他型号的接头夹板;4) 两端头孔距离较远, 孔距尺寸为902mm。由于该产品具有以上的特殊性, 这就给模具设计和生产带来较大困难, 75kg/m钢轨接头夹板如图1所示。

由于75kg/m钢轨接头夹板结构与形状上的特点, 尤其是两端头孔的902mm孔距, 大于现有生产用400t压力机上滑块800mm的宽度, 如按照原有小型号接头夹板冲模原理进行模具设计, 那么75kg/m钢轨接头夹板两端的螺栓孔必须要伸出机械设备工作台面之外, 受力点远离生产设备工作台面, 这样在冲压时模具容易产生变形, 降低了模具配合精度, 甚至无法正常生产, 达不到生产的要求。所以75kg/m钢轨接头夹板生产模具无法进行整体安装及一次性冲裁出六个螺栓孔, 这样就不能按照原有小型号钢轨接头夹板模具进行设计了。

针对75kg/m钢轨接头夹板产品结构上的特点, 及受生产设备等条件的限制, 我们应对接头夹板冲压工艺进行改进, 由原来的一次加热一次完成冲压改进为加热一次, 分两次连续推进式冲压, 进而完成接头夹板上的6个螺栓孔冲压。因接头夹板在经过冲压之后, 还要利用冲压后接头夹板自身余热进行淬火、回火热处理, 为此, 改进后的生产工艺即可满足生产需求, 又能降低生产成本。

制定75kg/m钢轨接头夹板生产工艺如下:

下料-加热-冲压1-冲压2-淬火-回火-发黑-校直-检验。

根据75kg/m钢轨接头夹板上椭圆孔与圆孔交错布置及孔距相同原则, 设计接头夹板冲压工作原理如图2所示, 第一步是将加热后的工件放入模具前半段定位后, 完成工件的前4个孔冲压, 随后将工件向前推送, 完成工件最后2个孔的冲压, 最后从模具中取出工件, 利用工件自身余热完成后续的淬火和回火等热处理工序。

1.1 模具卸料采用刚性卸料

模具卸料采用刚性卸料, 它是采用固定卸料板结构。用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大, 单边间隙取0.2~0.5t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时完全脱离卸料板。

1.2 冲压力的计算

在冲裁过程中, 冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值, 它是选用压力机和设计模具重要依据之一。

用平刃冲裁时, 其冲裁力F一般按下式计算:

式中:F———冲裁力;

L———冲裁周边长度;

t———材料厚度;

τb———材料抗剪强度;

K———系数。

系数K是考虑到实际生产中, 模具间隙值的波动和不均匀, 刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数, 一般取K=1.3。

τb的值查表2为τb=245MPa

所以

压力机公称压力应大于或等于冲压力, 根据冲压力计算结果拟选压力机为J23-4000。

1.3 模具刃口尺寸的计算

1.3.1 冲孔模中凸模的尺寸及制造精度

凸、凹模加工方法一般分为两种:凸、凹模分开加工法和凸、凹模配合加工法。当凸、凹模分开加工时, 模具具有互换性, 便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困难、相应地会增加加工成本。凸、凹模配合加工适合于较复杂的、非圆形的模具, 制造简便, 成本低廉。

采用配做法制模时, 配做件的最后精加工要等基准件完全加工完才进行。按配做法制模的加工顺序, 落料时先加工凹模, 配做凸模;冲孔时先加工凸模, 配做凹模。在工件尺寸精度较低, 特别是板料较薄时, 基准件的公差值较大, 而配做件允许的公差值要小得多。这说明基准件加工较容易, 而配做件加工较难。由于现在凹模基本上都采用线切割方法加工, 精度可达±0.01~0.02mm, 而凸模因结构形式不同有多种加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情况下, 凹模型孔一般都能采用线切割方法一次加工出来。因此, 对于常用的冲裁模, 选择凹模为配做件, 加工比较方便。

1.3.2 凸、凹模的间隙

工件冲裁时, 凸、凹模的间隙是靠调整压力机的闭合高度来控制的。但在模具设计中, 必须考虑到要使模具闭合时, 模具的工作部分与工件能紧密贴合, 以保证冲裁质量。

冲压时必须合理确定凸、凹模之间的间隙, 间隙过大则回弹大, 工件的形状和尺寸误差增大。间隙过小会加大弯曲力, 使工件厚度减薄, 增加摩擦, 擦伤工件并降低模具的寿命。75kg/m钢轨接头夹板冲孔凸、凹模单边间隙可取0.5mm。

2 模具结构设计

根据以上制定的生产工艺要求, 进行75kg/m钢轨接头夹板冲压模具的设计。由于75kg/m钢轨接头夹板产品坯料长, 孔距大, 生产设备滑块与工作台条件限制, 故在模具体上只设置4个冲头和4个相对应的冲模, 并在下模体设置两处定位装置, 分别用于两次冲压时对工件的定位, 对定位要求简便易行, 操作便捷, 定位尺寸应准确。下模体冲压定位工艺如图3所示。

上模具冲头按照产品结构纵向设置, 冲头间距等于孔距加上热线膨胀系数, 上模座上下平面加工平整, 上面紧贴压力机上滑块, 用螺栓固定, 可起到保护滑块工作台面的作用, 下面与定位螺钉相接, 与上模体紧紧扣压在一起, 起到固定定位螺钉作用, 上模座与上模体用螺栓紧固, 并用销钉定位保证模具精度。定位螺钉与上冲头之间设置紧固螺母, 将定位螺钉和上冲头连接并锁紧在一起, 设置这样的结构主要是为了在冲头使用磨损时方便更换冲头。75kg/m钢轨接头夹板上模具结构如图4所示。

下模具中的冲模同样按照产品结构纵向设置, 冲模间距等于孔距加上热线膨胀系数, 下模座底面与压力机工作台紧贴, 用螺栓固定在设备工作台面上, 下模座应设置落料槽, 并将落料顺着落料槽推出模具体。下模具共设置四层结构, 用螺栓和定位销连接紧固在一起, 用下模体将下冲模紧扣压在下模座上, 下模体上面设置工件导向条, 用于工件的横向定位, 下模具最上层设置下压板, 用螺栓和定位销紧固于下模体上, 可起到退料的作用。75kg/m钢轨接头夹板下模具断面结构如图5所示。

3 模具材料和强度设计

下模座和下模体由于形状复杂、用料大, 材质可采用ZG230~ZG550钢, 铸造完成应进行正火处理, 释放材质中的内应力, 并对作用面和连接面进行表面加工, 以保证模具精度。下模具中的导向条和下压板采用锻打45号钢制作, 强度高, 耐磨性好, 为保证模体上孔型的同轴度, 应采用坐标镗精加工。下冲模采用热作模具钢3Cr2W8V制作, 加工完成后进行调质处理, 热处理硬度为HRC56~60。

上模座和上模板采用锻打45号钢制作, 上模具中的定位螺钉和锁紧螺母用45钢加工, 并进行淬火处理, 热处理硬度达到HRC58~62, 上冲头用热作模具钢3Cr2W8V制作, 对椭圆冲头应设置定位块, 防止冲头转动而出现工件椭圆孔发生偏斜现象, 上冲头加工完成后要进行调质处理, 热处理硬度达到HRC56~60。

模具各模块之间用钢螺栓联接, 预紧力应达到600N·m, 模座与压力机工作台面联接用特制的钢螺栓联接, 并能够导向和定位。为保证两次冲压后接头夹板螺栓孔在高度方向的位置精度, 对模具压板导向条进行精加工, 达到横向定位要求, 以保证接头夹板纵向精度。

4 模具的安装调试

4.1 确定装配方法和装配顺序

采用直接装配法。先分组装配后总装配。分组装配的有模座与模体、凸模和模体装配。选择凹模为基准件, 先装配下模、再装配上模, 最后装配卸料板等辅助零件。

4.2 装配要点

1) 按装配图标题栏准备模具零部件;

2) 装配模体, 将上模体与上模座连接在一起, 然后用止转销钉用来定位, 使其止转;

3) 装配凸模, 凸模固定板组件。将冲孔凸模安装固定在定位螺钉内, 并用锁紧螺母锁紧;

4) 按装配、调整要领, 将导料板, 卸料板在凹模体上安装合适后, 固紧螺钉、钻、铰销孔, 装入定位圆销;

5) 将凹模组件与下模座安装合适后, 固紧螺钉、钻、铰销孔, 装入定位圆销;

6) 将上模座与凸模固定安装合适后, 固紧螺钉、钻、铰销孔, 装入定位圆销;

7) 装配后的冲裁凸模、凹模的工件端面应磨平, 保证粗糙度Ra0.8;

8) 试切;

9) 装配其它零件及标准件;

10) 试冲。

将装配好的模具安装在指定的压力机上, 试冲合格后交付生产使用。

试冲时重点检查各型孔与凸模的间隙合理和均匀、条料送料准确、可靠、无阻滞和落料件、冲孔废料下落顺畅。

5 设计总结

该模具在设计时充分参考了《冲压模具》、《模具加工工艺》、《热处理手册》等技术参考资料, 从分析零件图到模具的设计与装配图的绘制, 都进行了精心的设计和思考, 模具设计比较成功。

75kg/m钢轨接头夹板形状比较特殊, 两端头孔距跨度大, 超出了机械设备工作台面宽度, 以正常的模具设计难以实现75kg/m钢轨接头夹板一次冲压成型, 而通过采取加热一次连续两次冲压成型工艺方法就能够解决75kg/m接头夹板冲压成型问题, 并可利用工件预热进行热处理。为了保证模具的整体刚性和精度, 上冲头和下冲模孔要用数控设备进行加工, 以提高模具上下中心孔的同轴度, 各模块之间要用钢螺栓和锥销进行紧固和定位, 避免模具在冲压工作状态下发生错位或发生位移。因此, 该模具设计是科学可行的, 能够达到产品生产技术需求, 能够实现75kg/m接头夹板冲压成型工艺要求, 同时也能够保证产品质量, 保证冲孔精度, 能够达到TB/T2345-93《43~75kg/m钢轨用接头夹板供货技术要求》。

摘要：75kg/m钢轨接头夹板是兰州铁路局天水工务材料段在其他小型号接头夹板成功生产的基础上开发试制的一项新产品, 该产品开发的主要任务是设计制作一套冲孔模具, 以完成75kg/m钢轨接头夹板批量生产。由于75kg/m钢轨接头夹板断面形状特殊、孔距跨度大等结构上的特点, 及受生产设备等条件的限制, 我们通过采取加热一次连续两次冲压成型工艺方法进行了75kg/m钢轨接头夹板冲模设计, 并达到了预期的效果。

关键词：接头夹板,冲模,设计

参考文献

[1]王孝培.冲压手册[M].北京:机械工业出版社, 1990:20-22.

[2]姜奎华.冲压工艺与模具设计[M].北京:机械工业出版社, 1997:60-62.

[3]冲模设计手册编写组.冲模设计手册[M].北京:机械工业出版社, 1998:150-154.

[4]钣金冲压工艺手册编委会.钣金冲压工艺手册[M].北京:国防工业出版社, 1989:167-172.

[5]卢险峰.冲压工艺模具学[M].北京:机械工业出版社, 1999:44-46.

[6]朱阮浦, 侯增寿, 邹康宏.热处理手册[M].北京:机械工业出版社, 1997.

50kg/m 篇3

关键词：提速,道岔,病害,整治

黔桂线扩能改造后, 洛满站于2006年铺设了5组60kg/m-18号可动心提速道岔, 有效地改善了设备结构。由于提速道岔的铺设采用的是现场线外预铺, 整组拨入。道岔岔枕下部的基础位置发生了变化, 受初期道床下沉速度快的影响, 道岔易产生不平顺。如早期不予整治, 易产生记忆性不平顺, 形成恶性循环, 并加剧钢轨和零部件磨损, 遗留一些设备问题。随后, 我段成立了专业道岔维修工区, 对道岔现存病害进行集中整治, 取得了较好的成效。

1 病害成因分析

对60kg/m-18号可动心提速道岔在使用过程中出现的一系列问题进行了全面检查, 归纳分类统计如表1。

从以上统计表可知, 提速道岔存在的主要病害分别是:尖轨与基本轨不密贴, 连续暗坑吊板和心轨螺栓松动。

1.1 尖轨与基本轨不密贴

(1) 基本轨方向不顺或尖轨侧弯。由于道岔在运输装卸过程中, 产生残余变形;在施工时采用道外预铺, 推拉就位的方法, 尤其是在横向拉不到位时, 采用人力拨到位, 致使钢轨产生扭曲变形, 形成硬弯或方向不良, 造成不密贴。 (2) 道岔框架尺寸偏大, 轨距超限或顶铁长度不标准, 顶抗尖轨。 (3) 曲基本轨玩折点或弯折量不正确。 (4) 道岔牵引点动程不标准或电务部门为减少外锁闭力而盲目将锁闭杆拉紧, 造成人为的2mm～4mm不密贴。

1.2 连续暗坑吊板

混凝土岔枕提速道岔, 由于在铺设时, 旧道床清挖不彻底或新道床压实度不足, 初期道床松软不稳定, 出现不均匀下沉, 造成连续暗坑吊板, 高低不良。特别是长岔枕处, 由于长枕弹性较大, 石碴不易保持, 容易形成暗吊, 从而加大列车对尖轨和心轨的冲击破坏, 严重的会引起尖轨跳动轧伤尖轨。

1.3 心轨尖端螺栓松动

可动心轨辙叉采用AT钢轨组合型, 心轨结构为藏尖式, 直接与外锁闭装置接头铁拉板连接实现可动心轨的转换。而心轨接头铁拉板的固定, 采用M20×100薄型六角螺栓连接且处于两翼轨底部, 一般扳手难以紧固, 而每次紧固都需要工、电部门密切配合, 在天窗点封锁道岔, 可动心轨处于半开状态才能进行。一旦松动, 轻者轨心不密贴, 重者心轨转换困难, 影响行车。

2 病害整治

由于可动心轨提速道岔结构比较复杂, 特别是转辙部分和可动心部分, 工电结合要求高, 大部分病害需要工电两家密切配合, 需在天窗点内进行综合整治。因此对于一些病害不能单独作业, 而应综合考虑, 全方位顾及, 进行集中彻底整治。

2.1 尖轨与基本轨不密贴

藏尖式60AT弹性可弯尖轨 (心轨) , 应在轨头刨切范围内与基本轨 (翼轨) 完全密贴, 当发现两者之间密贴不良时应及时调整, 具体有以下几点。

(1) 整治基本轨硬弯和方向不良。采用“大弯拨、小弯改、硬弯直”的办法, 首先拨正道岔直股的方向, 如果拨动量较大, 可先用经纬仪定线, 计算各点拨道量后拨道。

(2) 测量调改道岔框架尺寸 (横距:两基本轨控制点间的距离) 特别是尖轨尖端, 尖轨竖切点 (从尖轨尖端量起6156mm处) , 尖轨尖与竖切点中间 (从尖轨尖端量起3078mm处) , 及尖轨跟部四点的横距, 依次是1435 mm、1506 mm、1470 mm和1 7 4 6 m m, 以此作标准, 整正控制曲轨方向, 从而避免了因电务将锁闭杆拉紧而造成的不密贴, 或出现假轨距。

(3) 检查整正道岔顶铁, 提速道岔由于受尖轨弹性可弯式结构的影响, 如果顶铁不标准, 各顶铁与尖轨轨腰间会存在不同程度的间隙或顶抗, 造成假轨距或尖轨不密贴。因此对顶铁进行检查, 如顶铁长度不标准应采取加垫和磨削的方法进行调整和换修 (加垫厚度不超过2mm) , 顶铁标准长度依次是 (59mm、89mm、122mm和161mm) 。

(4) 调改转辙动程, 提速道岔第一牵引点动程160mm, 第二牵引点动程为75mm, 同时调改各部轨距, 并进行正反位转辙性能试验, 直至工电双方都达到标准为止。

2.2 连续暗坑吊板

(1) 改善作业条件, 机具配套。

混凝土岔枕荷重大, 稳定性好, 但由于自重大, 因此在起道、拨道时应选用起重能力较大吨位起、拨道机。捣固作业前必须先消灭明吊板, 否则在吊板情况下捣固, 枕底不可能捣固密实。捣固时切忌砸伤枕底棱角, 并且枕下要均匀捣固。在打塞时, 要在一根岔枕的两端同一侧打塞, 不得两端各打一侧, 以防当列车碾压时扭断岔枕。

(2) 稳定道床, 整平线路。

道岔铺设初期的道床养护十分重要, 应根据其技术状态变化规律和需要程度适时有效地预防和整治。为确保作业质量, 一般采取“分段起道, 四股钢轨一起抬平”的方法, 按先转辙部分, 再连接部分, 后辙叉部分的顺序分三段起道, 起道时应将混凝土岔枕两端同时抬, 均匀捣固。为确保捣固质量, 一般要撑握“两重两轻”的原则, “两重”即重捣接头 (包括辙叉四角) , 重捣长岔枕中部, 轻捣钢轨小腰, 长岔枕两端, 使道床的密实程度适应荷载情况, 以使各部道床的下沉积累大致相同。根据混凝土岔枕状况, 石碴最好采用20mm～40mm优质小石碴为益, 以确保密实平整。

根据以上对提速道岔现存病害的分析, 为进一步作好提速道岔的养护工作, 按期全面检查观测道岔的纵横向位移, 尖轨 (心轨) 与基本轨 (翼轨) 密贴情况, 几何尺寸变化及扣件松动情况, 发现问题应及时分析原因, 采取相应措施, 确保道岔质量均衡提高。

3 结语

50kg/m 篇4

高速道岔作为客运专线的关键设备,其性能和质量状况直接关系到铁路运输的效率和安全。在高速通过道岔区时,列车对道岔的不平顺状态会非常敏感,同时,对道岔的稳定性也要求非常高,无安全,也就无效益。因此,高速道岔在具备良好的平面线型设计与结构设计的同时,还必须具备先进的设备及制造、组装工艺方法方能确保高速道岔的加工、组装精度,以实现其设计思想。

时速350公里60 kg/m钢轨18号单开道岔,是在铁道部的统一领导和组织下,由各主要铁路科研院所、高校和道岔主要生产厂家,联合自主研发的国内高速道岔。该道岔于2008年2月在武广、沪宁、宁杭线陆续上道后,质量状态稳定,已初步达到了其预期设计要求,但仍不同程度地存在岔区晃车、不足位移、轨距不稳定等不良状态。国产高速道岔因其高平顺性要求,结构设计与常规道岔有较大不同,零部件加工精度要求高,制造难度大,且该型道岔原有制造工艺存在生产周期长、工艺过程复杂、制造成本高、厂内组装后的转辙器与辙叉组件发运至施工现场后失去原有的质量状态等诸多问题,进行系统化的工艺优化以适应工厂化作业要求势在必行。

2现有高速道岔加工工艺方面存在的问题分析及工艺措施

1)道岔区上道运行后尖轨、长心轨轨顶光带异常,道岔区晃车,如图1所示。

一方面,原有常规道岔加工过程中采用的成形刀具轮廓无法满足高速道岔的高精度制造要求,尤其是采用60D40钢轨制造的尖轨、长心轨在跟端热锻成形后的轨顶轮廓加工无法实现通长轨顶面一次性“帽形(标准钢轨的截面轨顶轮廓曲线)”加工,易出现的纵向接刀不平顺形成了轨顶轮廓的截面突变。由于机车与车辆的车轮为锥形踏面,因此易形成轨件加工后轨顶面轮廓与车轮踏面接触点在岔区内的反复变化而导致晃车,如图1所示。另一方面,加工高速道岔尖轨、长心轨、短心轨的60D40钢轨原材料轮廓质量状态不稳定,采用标准样板检测发现多数情况为R13圆弧偏小,R80圆弧偏大。综合以上两点,应采取如下工艺措施:

a.根据高速道岔所采用的60D40钢轨轨顶轮廓特点,设计制作60D40专用“轨顶降低值”铣刀,以确保在尖轨、长心轨竖切点结束位置处的接刀平顺,从根本上消除列车过岔时出现的车轮踏面与轨顶轮廓接触面发生反复突变的情况,如图2所示。

b.由于高速道岔尖轨、长心轨跟端热锻成为60标准轨后并扭转了1∶40斜度,为实现尖轨、长心轨轨顶面通长“帽形”加工,同时消除60D40钢轨顶面轮廓质量不稳定的行车影响因素,应设计制作“工作边帽形铣刀”与“非工作边帽形铣刀”,对轨顶面进行“双帽形”的原材料轨件“修复”加工,从而确保钢轨顶面原材料部分与加工部分具备相同的行车条件以减少晃车影响因素,以实现轨顶面加工后的行车高平顺性,如图3所示。

c.设计制作相应加工检测样板,对钢轨原材料轮廓修复、帽形接刀及钢轨顶面通长一次性直线帽形铣削、跟端60标准轨帽形加工状况进行过程检测,以控制轨件帽形全长状态下的轨顶平顺性,如图4所示。

2)道岔上道运行后在尖轨或长心轨压型段范围出现不同程度的钢轨踏面磨耗不均匀情况。

高速道岔的尖轨、长心轨采用60D40钢轨制造,为使钢轨件具有良好的强度与踏面耐磨性,需在完成跟端热锻成形后进行正火、表面淬火处理。采用传统高速道岔淬火工艺方法完成的轨件加工,由于淬火硬度不均匀,且硬度值离散较大,道岔上道后,轨件跟端正火区域完成淬火后与非淬火区域相比,由于硬度不均匀或存在局部硬点从而出现磨耗不均匀,形成了由加工间接产生的轨件纵向不平顺。因此,有必要对现有的淬火机床工装进行改进、优化,采用钢轨感应加热喷风热处理技术进行高速道岔特种断面钢轨跟端淬火处理。中铁宝桥(南京)有限公司对此进行了全面喷风冷却淬火试验,其检测结果表明,喷风冷却方式避免了钢轨表面浮锈、油污对钢轨淬火硬度均匀化的影响。同时,由于喷风冷却速度稳定,避免了淬火过程中偶然出现的工件表面急速冷却情况出现,工艺过程的可控性强性,淬火后不易出现马氏体、贝氏体等有害组织,从而大幅降低了废品率,有效提高了道岔产品的淬火质量。

3)钢轨原材料外轮廓尺寸不稳定导致的道岔零部件厂内组装后出现降低值超差而进行多次返修、同类产品零部件互换性差。

现有钢轨原材料尺寸不稳定,经对各大钢厂的原材料进行了大量的相关数据采集后发现,60标轨准轨高度尺寸在175.8 mm～176.5 mm范围内波动、特种断面轧制翼轨(60TY轨)轨高度尺寸在175.5 mm～176.3 mm范围内波动、60D40轨高度在141.8 mm～143.0 mm范围内波动。为确保各类轨件相互配合后能够达到符合设计及相关标准要求的降低值,有必要结合现有生产企业实施的ERP信息化系统,对尖轨及心轨降低值公差进行工艺参数优化,采取轨件降低值尺寸控制实行“公差动态分配”的工艺方法。根据ERP信息化系统的要求,对每一根轨件进行唯一性编码,并针对钢轨原材批次的公差来动态配置各零部件合理的加工公差,从而实现工艺中规定的有配合关系的轨类零件(尖轨与基本轨、翼轨与心轨、长心轨与短心轨)1对1配装要求。完成加工后的轨件组装后经检测,轨件各部位相对降低值合格率100%。

4)原有叉跟尖轨制造工艺过程复杂,刨床加工精度低,组装返修率高。

由于叉跟尖轨轨头加工距离短,如果由数控铣床一次性加工到图纸要求尺寸,在顶弯后,受钢轨顶弯圆弧影响,轨头两侧线型均不能保证,因此传统加工工艺为数控加工时在轨头工作边与非工作边均预留3 mm加工余量,顶弯后由刨床精加工至图纸要求尺寸,工艺过程复杂、刨床加工时由于找正难度大导致加工精度不易控制。

工艺优化方案:采用数控铣床加工时数控编程对后续顶弯圆弧进行程序补偿的工艺方法,在钢轨顶弯圆弧影响区的轨头两侧加入反向圆弧差补,可顺利解决此问题。按新工艺执行,可在数控加工时取消3 mm预留量,直接完成顶弯,数控加工精度高,取消了刨床加工与刨切后顶弯机矫正加工变形的两道工序,大幅简化了工艺流程并缩短了非工序时间。

5)防跳顶铁、间隔铁、限位器等零件由于铸造误差大,加工后互换性差。

出于确保行车安全的考虑,在60-18号高速道岔的设计中,于转辙器尖轨范围内设置了防跳顶铁、长心轨前端设置了防跳间隔铁。由于铸造公差的影响,原有制造工艺为毛坯件配装与配刨结合反复进行,直至装配达标为止,该工艺方法与组装操作工的技能熟练程度有很大关系且零件互换性差,按该工艺组装的道岔,个别情况下,道岔上道后甚至出现防跳顶铁或防跳间隔铁与钢轨预留的间隙由于列车过岔振动而变小导致转换卡阻,增大了养护难度。

工艺优化方案:采用专用划线平台结合划线样板、刨切样板进行配钻、配刨,该工艺方法的关键是划线前预先选定基准面并对其进行机加工从而成为后续工序的精基准,为号孔、配合面的划线确立统一的加工及检测基准,从而减小了误差积累,提高了零件通用性。另一方面,对该类零件的安装必须采用专用电动或手动扭矩扳手安装以确保扭矩达标,同时加设螺栓防松机构。

6)轨距不稳定、尖轨多次扳动转换后出现不足位移。

在高速道岔转辙器中,最后一个牵引点设计在尖轨轨头的72.2 mm断面附近,后段不设置牵引,所以尖轨在实现转换时,转辙器各牵引点只能保证尖轨尖端至轨头72.2 mm断面密贴段的工作状态,而后段在没有固定外力作用的情况下由于滑床板的摩擦力影响,其自由跟进量小于设计值,从而形成了不足位移。出现不足位移,会有可能使得处于撤离状态尖轨的最小轮缘槽无法达到设计要求,从而在高速行车过程中存在车轮冲击钢轨非工作边,挤开不足位移量,影响旅客舒适度乃至危及行车安全的可能性。另一方面,尖轨由撤离状态恢复为闭合状态时出现的不足位移会使轨距偏小,顶铁无法与尖轨顶实,有可能在道岔转辙器第三牵引点到固定端之间的范围出现假轨距,列车过岔后,虽然可经过车轮碾压,将不足位移量挤开,但一定程度上也会影响到列车过岔的平顺性。

对于此类情况,道岔在厂内加工、组装过程中,应注意以下两点:

a.高速道岔进行逐组厂内试铺时,必须在转辙器各牵引点处模拟线路实况进行扳动转换后的多次转辙器支距检测、轨距检测,根据实测情况对尖轨按“不足位移”的反方向进行厂内补偿预弯,从而消除不足位移。

b.滑床板存在摩擦力是导致尖轨产生不足位移的主要原因,在高速道岔厂内预铺时必须严格控制为减小不足位移而设置的滚轮滑床板的安装精度[1],尤其应该注意18号道岔尖轨第三牵引点至固定端之间设置的滚轮滑床板的滚轮高度控制,厂内完成预铺及不足位移检测后,至少应将所有滚轮滑床板与尖轨、基本轨形成组件并进行固定后发运至施工现场,以使道岔制造厂内的组装精度得以良好保持。

3 应用与结论

中铁宝桥(南京)有限公司道岔在时速350公里60 kg/m钢轨18号高速道岔的研制过程中,在继承国内高速道岔既有成熟制造工艺的基础上,结合该道岔上道后运营实际情况,针对既有线道岔上道后的质量现状,进行了上述系统化的工艺优化。2011年5月19日,铁道部运输局和科技司在南京主持召开了“60-18单开道岔[客专线(07)009]”厂内试制试铺技术审查会。经过专家组对厂内试铺的道岔进行了考察和检验后认为:时速350公里60 kg/m钢轨18号高速道岔的试制工作进行了充分的技术准备,合理布置生产线,安装和调试大型设备,进行了钢轨感应加热、喷风淬火冷却、轨顶帽型通长加工等多项工艺攻关,并强化检测手段,采用ERP生产管理系统,编制各类工艺文件,为高质量、高精度地完成该道岔试制打下了坚实的基础,道岔的设计制造达到了制造技术标准的要求,同意通过厂内试制试铺技术审查,可上道使用。这标志着该系列工艺优化能够确保高速道岔零部件的加工制造精度,满足了高速道岔的设计与铺设要求,工艺方案有效可行。

参考文献

50kg/m 篇5

1 测试综述

通过测试既有货物列车通过12号道岔时系统的动力响应,验证了重载道岔的安全性、稳定性以及道岔部件的承载强度和设计合理性,主要包括安全性指标、道岔部件的变形情况、振动加速度、道岔部件的强度等。测试车辆为HX机车牵引的C80运煤专用车,共取得31次直向有效数据和5次侧向有效数据。

2 道岔动力性能测试的数据分析

2.1 轮轨力参数

岔位为大秦线正线道岔,直向通过年运量约为1.5×109t,侧向通过的年运量约为1×108t。道岔轮轨力测试断面布置在尖轨尖端和侧向导曲线处。

2.1.1 直向通过

脱轨系数实测最大值为0.29,平均值为0.04~0.06,且脱轨系数最大值随速度的加快有增大的趋势。减载率实测最大值为0.23,平均值为0.04~0.08,减载率最大值随速度的加快有增大的趋势,但平均值随速度的快加有略微减小的趋势。轮轴横向力实测最大值为52.6 k N,平均值为4.5~8.4 k N,轮轴横向力最大值随速度的加快有增大的趋势,而平均值随速度的加快有略微减小的趋势。横向水平力实测最大值为31.0 k N,平均值为4.1~5.1 k N,横向水平力最大值随速度的加快有增大的趋势,而平均值随速度的加快有略微减小的趋势。

2.1.2 侧向通过

脱轨系数实测最大值为0.72,平均值为0.10~0.11,脱轨系数最大值随速度的加快有增大的趋势。减载率实测最大值为0.20,平均值为0.04~0.05,减载率最大值随速度的加快有增大的趋势。轮轴横向力实测最大值为43.2 k N,平均值为14.0~16.6 k N,轮轴横向力最大值随速度的加快有减小的趋势。横向水平力实测最大值为60.6 k N,平均值为8.3~9.1 k N,横向水平力最大值随速度的加快有增大的趋势。

2.2 道岔区部件的变形值

2.2.1 直向通过

直向通过时道岔区部件变形的最大值为1.26 mm。曲基本轨轨头横向位移表现为双方向,实测内、外双方向变形的最大值为1.22 mm和1.08 mm,且随着速度的加快,直曲基本轨横移最大值有增大的趋势。尖轨顶宽30 mm处直曲基本轨轨头横向位移表现为双方向,直基本轨实测内、外双方向的变形最大值为0.69 mm和0.59 mm,曲基本轨实测内、外双方向最大值为0.37 mm和0.43 mm,且随着速度的加快,直曲基本轨横移最大值有增大的趋势。护轨平直段轨头横向位移表现为朝向线路内侧,主要受到轮背冲击,实测变形最大值为1.04 mm,且随着速度的加快有明显增大的趋势。

2.2.2 侧向通过

侧向通过时道岔区部件变形的最大值为2.96 mm。直基本轨轨头横向位移表现为双方向,实测内、外双方向的最大值为1.23 mm和1.16 mm。尖轨顶宽30 mm处直曲基本轨轨头横向位移表现为朝向线路外侧,直基本轨变形最大值为1.63 mm,曲基本轨变形最大值为1.69 mm。导曲线断面内、外轨轨头横向位移均朝向线路外侧,实测外轨变形最大值为2.04 mm,内轨变形最大值为2.46 mm,侧向护轨平直段轨头横向位移表现为双方向,实测内、外双方向变形最大值为0.74 mm和0.59 mm。尖轨尖端开口量实测变形最大值为1.54 mm。

2.3 振动特性

部件振动特性测点选择在尖轨一动、二动处钢轨和尖轨一动处轨枕。

2.3.1 直向通过

尖轨一动和二动位置处钢轨实测振动加速度最大值为145.1g和145.8g,且随速度的加快有明显增大的趋势。尖轨一动处轨枕实测振动加速度最大值为38.8g,且随速度的加快有缓慢增加的趋势。

2.3.2 侧向通过

尖轨一动和二动位置处钢轨实测振动加速度最大值为102.9g和155.8g,且随速度的加快有明显增大的趋势。尖轨一动处轨枕实测振动加速度最大值为2.5g,随速度的加快其变化并不明显。

2.4 钢轨部件的强度

道岔区钢轨部件的强度测点布置在尖轨顶宽30 mm和50 mm处的曲尖轨。C80列车以16.2~23.8 km/h的速度侧向、顺向通过12号道岔时,曲尖轨30 mm、50 mm处断面轨底应力实测最大值为129.2 MPa和150.5 MPa。

3 结论

3.1 安全性参数

C80列车以5~80 km/h的速度直向顺向,以10~40 km/h的速度侧向顺向通过12号道岔时,脱轨系数实测最大值为0.72,小于良好限度0.8;减载率实测最大值为0.34,小于第二限度0.6;轮轴横向力实测最大值为72.7 k N,小于25 t轴重要求的83.6 k N的标准值,横向水平力最大值为106.9 k N。

3.2 道岔区部件的变形

C80列车以5~80 km/h的速度直向顺向,以10~40 km/h的速度侧向顺向通过12号道岔时,尖轨尖端断面、尖轨30 mm处断面、侧向导曲线断面基本轨轨头横向位移实测最大值为2.96 mm,护轨平直段轨头横向位移最大值为1.28 mm。尖轨尖端开口量实测最大值为1.54 mm,小于4 mm的限值要求。

3.3 振动特性

C80列车以5~80 km/h的速度直向顺向,以10~40 km/h的速度侧向顺向通过12号道岔时,尖轨一动、二动位置处钢轨实测振动加速度最大值为145.1g和155.8g,且随速度的加快有明显增大的趋势。尖轨一动、二动位置处轨枕实测振动加速度最大值为64.7g和18.1g,尖轨一动处轨枕振动加速度随速度的加快有明显增大的趋势,尖轨二动位置处轨枕振动加速度与速度的关系不明显。

3.4 钢轨部件强度

钢轨部件强度满足重载道岔的技术要求。

摘要：大秦线大量开行了万吨、两万吨重载列车,导致道岔伤损严重,缩短了道岔的使用寿命。为了进一步延长道岔的使用寿命,研究设计了75 kg/m的钢轨12号轨型道岔,从钢轨的材质、平面线型、结构等方面综合考虑了尖轨和辙叉的耐磨性,并专门设计了重载道岔用岔枕和转换设备,从总体上提升了重载道岔的使用性能。此外,为了充分验证道岔的综合性能,对该道岔进行了动力性能测试。

关键词：重载铁路,道岔,振动加速度,安全性指标

参考文献