阅读说明：本技术 一种三种材料焊接制成的耐极端气候的菱形道岔 (Extreme-climate-resistant rhombic turnout made of three materials through welding ) 是由 吴义伟 周建新 郭俊 蔡韶峰 董程亮 陶绍力 俞玉龙 于 2020-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种三种材料焊接制成的耐极端气候的菱形道岔,包括叉心、钢轨和合金钢轨腿,所述合金钢轨腿沿车辆行驶方向延伸,所述合金钢轨腿的横截面大于所述钢轨的横截面,所述叉心上焊接有所述合金钢轨腿,所述耐磨合金钢顶部同向开设有与所述叉心上的叉心轨槽配合的轨腿轨槽,所述钢轨焊接在所述合金钢轨腿端部,所述合金钢轨腿两两连接形成菱形道岔,所述合金钢轨腿之间通过夹板连接结构固定连接,且相连的两个所述合金钢轨腿的端部之间的距离小于8mm。本发明由于合金钢轨腿截面较大,热胀冷缩在长度方向上产生的形变量减少,这样连接处的钢轨轨缝就可以减小,受极端气候影响较小。(The invention discloses an extreme climate resistant diamond turnout welded by three materials, which comprises a fork center, a steel rail and alloy steel rail legs, wherein the alloy steel rail legs extend along the running direction of a vehicle, the cross sections of the alloy steel rail legs are larger than that of the steel rail, the alloy steel rail legs are welded on the fork center, rail leg rail grooves matched with the fork center rail grooves on the fork center are formed in the top of wear-resistant alloy steel in the same direction, the steel rail is welded at the end parts of the alloy steel rail legs, the alloy steel rail legs are connected in pairs to form the diamond turnout, the alloy steel rail legs are fixedly connected through a clamping plate connecting structure, and the distance between the end parts of the two connected alloy steel rail legs is smaller than 8 mm. The alloy steel rail has larger cross section, so that the deformation quantity generated in the length direction by expansion with heat and contraction with cold is reduced, the steel rail gap at the joint can be reduced, and the influence of extreme weather is less.)

一种三种材料焊接制成的耐极端气候的菱形道岔

技术领域

本发明涉及一种三种材料焊接制成的耐极端气候的菱形道岔。

背景技术

在轨道领域中，两条轨道相交位置常常采用菱形道岔结构，现有道岔结构基本能满足大部分情况下的使用寿命和可靠性要求，但是，在极端气候出现比较频繁的地区，例如冬夏两季气温变化很大，常出现高温警报或低温警报的地区，又或者昼夜温差很大的环境，通常的钢轨因截面积较小发生热胀冷缩后，在长度方向的膨胀量较大，导致道岔结构在在材质和结构上都因此受到比较大的影响，这样的道岔结构的强度、可靠性不足，因此对于极端气候较多的地区，现有技术中的道岔结构适应性不佳，使用寿命短，需要频繁维护。此外这种结构不仅强度不足，还必须在钢轨之间的轨缝部位留出足够大的间隙，这些间隙较大，又会让车辆经过时车辆与钢轨端部在此处产生比较大的冲击，进一步缩短了道岔结构的可靠性和使用寿命，造成一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于三种材料焊接制成的耐极端气候的菱形道岔，以解决现有技术中钢轨容易因为极端气候导致温度变化剧烈，进而令钢轨端部膨胀量较大，轨缝部位间隙必须保证一定大小，从而引发车辆与接头箱子，从而造成道岔结构易损，需要频繁维护的问题。

所述的一种三种材料焊接制成的耐极端气候的菱形道岔，包括叉心和钢轨，还包括合金钢轨腿，所述合金钢轨腿沿车辆行驶方向延伸，所述合金钢轨腿的横截面大于所述钢轨的横截面，所述合金钢轨腿上部为耐磨合金钢而下部为柔韧性较好的低合金钢基座，所述耐磨合金钢焊接在所述低合金钢基座上，所述叉心上焊接有所述合金钢轨腿，所述耐磨合金钢顶部同向开设有与所述叉心上的叉心轨槽配合的轨腿轨槽，所述钢轨焊接在所述合金钢轨腿端部，所述合金钢轨腿两两连接形成菱形道岔，所述合金钢轨腿之间通过夹板连接结构固定连接，且相连的两个所述合金钢轨腿的端部之间的距离小于8mm。

优选的，所述合金钢轨腿分为一类钢轨腿、二类钢轨腿和三类钢轨腿，所述一类钢轨腿一端焊接在所述叉心上而另一端设有所述夹板连接结构，所述二类钢轨腿焊接在所述叉心和所述钢轨之间，所述三类钢轨腿一端焊接到所述钢轨而另一端设有所述夹板连接结构，所述叉心之间通过所述一类钢轨连接，三类钢轨腿连接到所述一类钢轨腿端部。

优选的，所述耐磨合金钢的横截面为矩形且厚度大于所述低合金钢基座，所述低合金钢基座从所述耐磨合金钢的左右两侧伸出的部分为轨腿底脚，所述轨腿底脚顶部为斜坡。

优选的，所述轨腿轨槽一侧为工作边，而另一侧为非工作边，所述非工作边铣削形成护轨结构。

优选的，所述合金钢轨腿的宽度不小于150mm而高度不小于159mm，相连的两个所述合金钢轨腿的端部之间的距离等于3mm。

优选的，所述夹板连接结构包括对称设在合金钢轨腿的端部左右两侧的夹板槽，设于所述夹板槽中的夹板、螺栓和螺母，所述夹板两端通过所述螺栓和所述螺母固定在两个合金钢轨腿的端部。

优选的，所述夹板的截面为C形，所述夹板的外侧面被所述螺栓或所述螺母压在所述夹板槽中，所述夹板的内侧形成固定槽，所述螺栓穿过一对所述夹板和所述合金钢轨腿与所述螺母连接固定，所述螺栓的螺栓头和所述螺母在固定后位于所述固定槽中。

本发明的优点在于：由于合金钢轨腿的截面较大，热胀冷缩在长度方向上产生的形变量减少，这样连接处的钢轨轨缝就可以减小，合金钢轨腿之间的间隙减少至3mm。随着轨缝变小，车轮通过夹板连接结构的接头位置时，收到接头的冲击变小，加上合金钢轨腿的强度本身也明显大于普通钢轨，因此道岔的使用寿命得到增长，受极端气候的影响也大大降低，并且减少了火车通过时的噪声，提高了乘客的舒适度。

夹板连接结构连接相邻的合金钢轨腿，适用于不同宽度和高度的合金钢轨腿，连接后通过合金钢轨腿间的间隙能适应极端气候导致的热胀冷缩，适应性好，同时固定后结构可靠，能保证足够的连接强度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1所示结构的局部放大图。

图3为本发明中合金钢轨腿的剖面图。

图4为本发明中在三类钢轨腿与钢轨之间连接处的剖视图。

图5为本发明中合金钢轨腿在设有夹板连接结构位置的剖面图。

图6为本发明中合金钢轨腿在设有夹板连接结构位置的侧面视图。

图7为本发明中夹板的结构示意图。

图中的附图标记为：1、钢轨，2、合金钢轨腿，21、耐磨合金钢，211、夹板槽，22、低合金钢基座，221、轨腿底脚，23、轨腿轨槽，231、工作边，232、非工作边，3、叉心，4、夹板连接结构，41、夹板，2-1、一类钢轨腿，2-2、二类钢轨腿，2-3、三类钢轨腿。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1-7所示，本发明提供了一种三种材料焊接制成的耐极端气候的菱形道岔，包括叉心3、钢轨1和合金钢轨腿2，所述合金钢轨腿2沿车辆行驶方向延伸，所述合金钢轨腿2的横截面大于所述钢轨1的横截面，所述叉心3上焊接有所述合金钢轨腿2，所述耐磨合金钢21顶部同向开设有与所述叉心3上的叉心3轨槽配合的轨腿轨槽23，所述钢轨1焊接在所述合金钢轨腿2端部，所述合金钢轨腿2两两连接形成菱形道岔，所述合金钢轨腿2之间通过夹板连接结构4固定连接，且相连的两个所述合金钢轨腿2的端部之间的距离小于8mm。进一步在针对R25M的小半径的菱形道岔，所述合金钢轨腿2的宽度不小于150mm而高度等于159mm，相连的两个所述合金钢轨腿2的端部之间的距离等于3mm。

由于合金钢轨腿2的截面较大，热胀冷缩在长度方向上产生的形变量减少，这样连接处的钢轨1轨缝就可以减小，针对R25M的小半径的菱形道岔，合金钢轨腿2相连两端的间隙从现有标准的8mm轨缝间隙减少至3mm。随着轨缝变小，车轮通过夹板连接结构4的接头位置时，收到接头的冲击变小，加上合金钢轨腿2的强度本身也明显大于普通钢轨1，因此道岔的使用寿命得到增长，受极端气候的影响也大大降低，并且减少了火车通过时的噪声，提高了乘客的舒适度。

所述合金钢轨腿2分为一类钢轨腿2-1、二类钢轨腿2-2和三类钢轨腿2-3，所述一类钢轨腿2-1一端焊接在所述叉心3上而另一端设有所述夹板连接结构4，所述二类钢轨腿2-2焊接在所述叉心3和所述钢轨1之间，所述三类钢轨腿2-3一端焊接到所述钢轨1而另一端设有所述夹板连接结构4，所述叉心3有四个，相互间通过所述一类钢轨腿2-1两两连接，所述二类钢轨腿2-2形成道岔与钢轨1相连的短边，所述一类钢轨腿2-1与三类钢轨腿2-3连接后形成与钢轨1相连的长边。自重重且强度高的合金钢轨腿2，能有效抵抗冲击，更好的实现轨道框架的固定，道岔的结构强度也得到了大幅提高。

所述合金钢轨腿2上部为耐磨合金钢21而下部为柔韧性较好的低合金钢基座22，所述耐磨合金钢21通过高强度耐磨焊料焊接在所述低合金钢基座22上，所述耐磨合金钢21的横截面为矩形且厚度大于所述低合金钢基座22，所述低合金钢基座22从所述耐磨合金钢21的左右两侧伸出的部分为轨腿底脚221，所述轨腿底脚221顶部为斜坡。斜坡改善弹条的扣压固定效果，能更好地对合金钢轨腿2进行固定。

所述轨腿轨槽23一侧为工作边231，而另一侧为非工作边232。所述耐磨合金钢21的材料为NM360，所述低合金钢基座22的材料为Q345钢材。这样NM360提供较好的耐磨性、机加工性能和材料强度，从而能通过机加工铣削轨槽，并能实现将所述非工作边232铣削形成护轨结构，这种护轨结构刚度高，且长度较长，整个菱形区域均有护轨，能有效保障行车的安全和平稳。Q345钢材韧性好、价格低，适于作为基座并能减少成本。其中三类钢轨腿2-3在端部与U75V材质的钢轨1焊接也能保证足够的焊接强度。

所述夹板连接结构4包括对称设在合金钢轨腿2的端部左右两侧的夹板槽211，设于所述夹板槽211中的夹板41、螺栓和螺母，所述夹板41两端通过所述螺栓和所述螺母固定在两个合金钢轨腿2的端部。

所述夹板41的截面为C形，所述夹板41的外侧面被所述螺栓或所述螺母压在所述夹板槽211中，所述夹板41的内侧形成固定槽，所述螺栓穿过一对所述夹板41和所述合金钢轨腿2与所述螺母连接固定，所述螺栓的螺栓头和所述螺母在固定后位于所述固定槽中。

上述结构连接两个合金钢轨腿2的过程方便，且适用于不同宽度和高度的合金钢轨腿2，连接后通过合金钢轨腿2间的间隙能适应极端气候导致的热胀冷缩，适应性好，同时固定后结构可靠，能保证足够的连接强度。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。