阅读说明：本技术 一种合金钢轨腿及一种三种材料焊接制成的小半径菱形道岔 (Alloy steel rail leg and small-radius rhombic turnout welded by three materials ) 是由 周建新 吴健康 疏文龙 蔡韶峰 徐斌 肖波 张云香 于 2020-07-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种合金钢轨腿及一种三种材料焊接制成的小半径菱形道岔,合金钢轨腿包括位于上部的耐磨合金钢和位于下部的低合金钢基座,所述耐磨合金钢焊接在所述低合金钢基座的顶面上,所述合金钢轨腿沿车辆行驶方向延伸,所述耐磨合金钢的横截面大于线路上钢轨的横截面,所述耐磨合金钢顶部同向开设有与所述叉心轨槽配合的轨腿轨槽,所述合金钢轨腿端部连接到叉心、钢轨或另一个合金钢轨腿,所述叉心和所述钢轨焊接到所述合金钢轨腿端部,相连的所述合金钢轨腿之间留有空隙。合金钢轨腿的材质性能、质量和截面都比轻质轨道大,因此小半径道岔在该部分的结构强度得到明显增强,合金钢轨腿自重重,能有效抵抗冲击,保证道岔的磨耗较低。(The invention discloses an alloy steel rail leg and a small-radius diamond turnout welded by three materials, wherein the alloy steel rail leg comprises wear-resistant alloy steel positioned on the upper part and a low alloy steel base positioned on the lower part, the wear-resistant alloy steel is welded on the top surface of the low alloy steel base, the alloy steel rail leg extends along the driving direction of a vehicle, the cross section of the wear-resistant alloy steel is larger than that of a steel rail on a line, rail leg rail grooves matched with the fork center rail grooves are formed in the top of the wear-resistant alloy steel in the same direction, the end part of the alloy steel rail leg is connected to a fork center, a steel rail or another alloy steel rail leg, the fork center and the steel rail are welded to the end part of the alloy steel rail leg, and a gap is reserved between. The alloy steel rail legs are larger than light rails in material performance, quality and section, so that the structural strength of the small-radius turnout at the part is obviously enhanced, the alloy steel rail legs are heavy in self weight, impact can be effectively resisted, and the turnout is ensured to be lower in abrasion.)

一种合金钢轨腿及一种三种材料焊接制成的小半径菱形道岔

技术领域

本发明涉及一种合金钢轨腿及一种三种材料焊接制成的小半径菱形道岔。

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，当轨道为截面较小的轻质轨道，并且在此处转弯半径较小时，道岔部分的整体结构强度比较弱，容易因为火车行驶产生的冲击造成道岔磨耗比较严重，使用寿命较短的问题。如果完全采用整体道岔，不仅运输困难，而且布置收到限制较大，很多环境无法使用这样的结构，因此需要一种结合强度较高、并且布置效果与现有技术相近，不易受环境阻碍布置的道岔结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于一种合金钢轨腿及一种三种材料焊接制成的小半径菱形道岔，以解决现有技术中轻质钢轨在小半径道岔中结构强度不足，使用中磨耗严重，导致道岔使用寿命大幅下降的问题。

所述的合金钢轨腿，包括位于上部的耐磨合金钢和位于下部的低合金钢基座，所述耐磨合金钢焊接在所述低合金钢基座的顶面上，所述合金钢轨腿沿车辆行驶方向延伸，所述耐磨合金钢的横截面大于线路上钢轨的横截面，所述耐磨合金钢顶部同向开设有与所述叉心轨槽配合的轨腿轨槽，所述合金钢轨腿端部连接到叉心、钢轨或另一个合金钢轨腿，所述叉心和所述钢轨焊接到所述合金钢轨腿端部，相连的所述合金钢轨腿之间留有空隙。

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，所述低合金钢基座左右两侧从所述耐磨合金钢下面伸出形成轨腿底脚，所述轨腿底脚顶部为斜坡。

优选的，所述合金钢轨腿一端设有焊接到所述叉心的焊接段，所述焊接段中的所述耐磨合金钢的左右两侧对称设有凹槽，所述凹槽一端在所述耐磨合金钢端面开口而另一端在所述焊接段起始处封闭，所述焊接段的低合金钢基座的宽度朝端面方向向内收窄直至与所述耐磨合金钢的底部宽度一致。

优选的，所述合金钢轨腿为一类钢轨腿，所述合金钢轨腿一端设有用于与另一个合金钢轨腿连接的夹板槽。

优选的，所述合金钢轨腿为二类钢轨腿，所述合金钢轨腿一端端面与所述钢轨的端部焊接在一起。

优选的，所述合金钢轨腿为三类钢轨腿，所述合金钢轨腿一端设有用于与另一个合金钢轨腿连接的夹板槽，另一端设有与所述钢轨的端部焊接在一起的过渡段，所述过渡段中的工作边沿车辆行驶方向延伸，而其中的非工作边朝叉心方向延伸并向所述工作边方向倾斜，直至所述过渡段的最窄处符合护轨结构到工作边的距离要求。

优选的，所述过渡段从所述钢轨起沿所述轨腿轨槽方向依次设有第一过渡部分和第二过渡部分，所述第一过渡部分的非工作边的倾斜角度大于所述第二过渡部分的非工作边。

本发明还提供了一种三种材料焊接制成的小半径菱形道岔，包括叉心和钢轨，所述叉心之间、所述叉心与所述钢轨之间均通过前述的合金钢轨腿连接，所述叉心分为上部耐磨板和下部基座，所述上部耐磨板与所述耐磨合金钢的材质相同，所述下部基座和所述低合金钢基座的材质相同，所述上部耐磨板通过所述高强度耐磨焊料焊接在所述下部基座上，所述低合金钢基座顶部的焊接面与所述下部基座顶部的焊接面高度一致。

本发明的优点在于：合金钢轨腿的材质性能、质量和截面都比轻质轨道大，因此小半径道岔在该部分的结构强度得到明显增强，由于材料性能和质量的增加，造成合金钢轨腿自重重，能有效抵抗冲击，更好的实现轨道框架的固定，使用中产生的磨耗也大大降低。合金钢轨腿在与叉心焊接处减少焊接面积，并通过相同的双层合金结构令二者焊接时能形成相同材料焊接，有效提高提高焊接质量。

此外本发明通过过渡段和作为护轨结构的非工作边，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。当车轮经过所述过渡段时，能比较平滑地调整车轮横向偏移量，从而让护轨结构能对车轮生效，起到保护作用而不会在火车进入时产生较大冲击和震动。

附图说明

图1为本发明中合金钢轨腿的剖面图。

图2为本发明中二类钢轨腿与钢轨焊接的剖视图。

图3为本发明中三类钢轨腿与钢轨焊接的剖视图。

图4为本发明中合金钢轨腿彼此相连的端部的结构示意图。

图5为本发明中三种材料焊接制成的小半径菱形道岔的结构示意图。

图6为图5所示结构的局部放大图。

图7为本发明中合金钢轨腿与钢轨焊接处的结构示意图。

图8为本发明中叉心的剖视图。

图9为合金钢轨腿与叉心焊接处的剖面图。

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，233、第一过渡部分，234、第二过渡部分，24、凹槽，3、叉心，31、上部耐磨块，32、下部基座，33、叉心轨槽，4、夹板连接结构,5、焊接段，6、过渡段。

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1-9所示，本发明提供了一种合金钢轨腿2和一种三种材料焊接制成的小半径菱形道岔，所述合金钢轨腿2用于构成所述的小半径菱形道岔，小半径菱形道岔除合金钢轨腿2外，还包括构成两条轨道的钢轨1和四个叉心3。

合金钢轨腿2包括位于上部的耐磨合金钢21和位于下部的低合金钢基座22，所述耐磨合金钢21焊接在所述低合金钢基座22的顶面上。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左右两侧从所述耐磨合金钢21下面伸出形成轨腿底脚221，所述轨腿底脚221顶部为斜坡,改善了弹条对合金钢轨腿2的扣压效果，安装更可靠。所述合金钢轨腿2沿车辆行驶方向延伸，所述耐磨合金钢21的横截面大于线路上钢轨1的横截面，便于与钢轨1焊接。

耐磨合金钢21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，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。

根据两个端部连接部件的不同，合金钢轨腿2分为一类钢轨腿、二类钢轨腿和三类钢轨腿。不同类型的合金钢轨腿2在端部有不同的连接结构。道岔由于采用合金钢轨腿2，其截面积大于普通钢轨1，增强了强度。由于材料性能和质量的增加，造成合金钢轨腿2自重重，能有效抵抗冲击，更好的实现轨道框架的固定。

一类钢轨腿一端焊接在叉心3上，所述合金钢轨腿2在这一端设有焊接到所述叉心3的焊接段5，所述焊接段5中的所述耐磨合金钢21的左右两侧对称设有凹槽24，所述凹槽24一端在所述耐磨合金钢21端面开口而另一端在所述焊接段5起始处封闭，所述焊接段5的低合金钢基座22的宽度朝端面方向向内收窄直至与所述耐磨合金钢21的底部宽度一致。耐磨合金钢21在焊接部分的腰部加工出一个槽，低合金钢基座22也同样在此处减小端面面积，这样合金钢轨腿2的端面减少了焊接面积，从而提高焊接质量。

一类钢轨腿的另一端用于连接其他合金钢轨腿2，设有夹板槽211配合夹板连接结构4与合金钢轨腿2的端部连接，该结构中相连的所述合金钢轨腿2之间留有空隙，以适应热胀冷缩导致的形变。

二类钢轨腿一端通过上述结构相同的焊接段5与叉心3焊接，而另一端的端面直接与钢轨1的端面焊接相连。

三类钢轨腿一端设有与一类钢轨腿上结构相同的夹板槽211以连接其他合金钢轨腿2，而三类钢轨腿的另一端设有与所述钢轨1的端部焊接在一起的过渡段6，所述过渡段6中的工作边231沿车辆行驶方向延伸，而其中的非工作边232朝叉心3方向延伸并向所述工作边231方向倾斜，直至所述过渡段6的最窄处符合护轨结构到工作边231的距离要求。所述过渡段6从所述钢轨1起沿所述轨腿轨槽23方向依次设有第一过渡部分233和第二过渡部分234，所述第一过渡部分233的非工作边232的倾斜角度大于所述第二过渡部分234的非工作边232。这样当车轮经过所述过渡段6时，能比较平滑地调整车轮横向偏移量，从而让护轨结构能对车轮生效，起到保护作用而不会在火车进入时产生较大冲击和震动。

在所述小半径菱形道岔中，各个叉心3通过相互连接的一类钢轨腿两两连接成菱形道岔，二类钢轨腿形成道岔连接叉心3和钢轨1的短边，一类钢轨腿和三类钢轨腿相连形成连接叉心3和钢轨1的长边，长边因为长度明显大于短边，为方便设置，采用两段合金钢轨腿2相连的结构。

所述叉心3分为上部耐磨块31和下部基座32，所述上部耐磨块31与所述耐磨合金钢21的材质相同，所述下部基座32和所述低合金钢基座22的材质相同，所述上部耐磨块31通过所述高强度耐磨焊料焊接在所述下部基座32上，所述低合金钢基座22顶部的焊接面与所述下部基座32顶部的焊接面高度一致。

所述耐磨合金钢21和所述上部耐磨块31的材料为NM360，所述低合金钢基座22和所述下部基座32的材料为Q345钢材。这样由于叉心3和合金钢轨腿2的材料和层叠结构都相同，相互间基本是相同材料焊接在一起，因此能焊接比较容易，并且焊接强度较高，这也提高了道岔的结构强度。二类钢轨腿和三类钢轨腿的端部与U75V材质的钢轨1焊接也能保证足够的焊接强度，道岔的叉心3和多个组件焊接为一整体框架，结构稳定，可靠性强。

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。