阅读说明：本技术 一种三种材料焊接制成的双轮缘和单轮缘焊接式合金钢辙叉 (Double-rim and single-rim welding type alloy steel frog made of three materials through welding ) 是由 蔡韶峰 吴健康 江峰 王力红 夏仕敏 徐斌 鲁子超 于 2020-09-09 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双轮缘和单轮缘焊接式合金钢辙叉,包括叉心块、双轮缘轨道和单轮缘轨道,所述叉心块上设有叉心轨槽,所述叉心轨槽包括双轮缘槽和单轮缘槽,所述双轮缘槽和所述单轮缘槽交叉,所述双轮缘轨道焊接在所述双轮缘槽的两端,所述单轮缘轨道焊接在所述单轮缘槽的两端,每个所述双轮缘槽具有配合双轮缘车轮两边轮缘的一对轮缘轨槽,两个轮缘轨槽之间的宽度与双轮缘轨道的顶部宽度相同。本发明适用于单轮缘轨道和双轮缘轨道交叉的结构,并解决了不同类型轨道交叉时车轮通过不稳定、安全性差的的缺陷,并且这种辙叉整体性强,耐磨性好。(The invention discloses a double-rim and single-rim welded alloy steel frog made of three materials by welding, which comprises a fork core block, a double-rim rail and a single-rim rail, wherein a fork core rail groove is formed in the fork core block, the fork core rail groove comprises a double-rim groove and a single-rim groove, the double-rim groove and the single-rim groove are crossed, the double-rim rail is welded at two ends of the double-rim groove, the single-rim rail is welded at two ends of the single-rim groove, each double-rim groove is provided with a pair of rim rail grooves matched with rims at two edges of a double-rim wheel, and the width between the two rim rail grooves is the same as the width of the top of the double-rim rail. The crossing frog is suitable for a structure with crossed single-rim rails and double-rim rails, overcomes the defects of unstable passing and poor safety of wheels when different types of rails are crossed, and has strong integrity and good wear resistance.)

一种三种材料焊接制成的双轮缘和单轮缘焊接式合金钢辙叉

技术领域

本发明涉及一种三种材料焊接制成的双轮缘和单轮缘焊接式合金钢辙叉。

背景技术

在轨道领域中，合金钢辙叉叉心是一股线路和另一股路线的轨线平面交叉设备，通常在轨道线路，工厂专用线等地方大量铺设。当两股线路由于受地形、空间和功能限制，造成轨型不同，交叉角非标，轨道线型较为复杂时，传统的锰钢辙叉和合金钢辙叉将很难使用，加工成本很高，此时合金钢辙叉叉心的优越性就凸显出来了。

然而目前工厂中轨道车(如车间平板车)由于行走机构采用的是双轮缘车轮，相应的轨道也采用相配合的工字轨，但这种工字轨与火车上所用的单轮缘轨道的工字轨相比，在型号和高度上都不一致。而目前已有的辙叉基本为单轮缘轨道之间的交叉连接，当工厂专用线中存在上述双轮缘轨道与一般单轮缘轨道发生交叉时，现有的合金钢的叉心结构难以适应单轮缘轨道和双轮缘轨道交叉的结构，由于双轮缘轨道对轨槽深度、工作边设置和槽底与轮缘之间关系均不同于现有的轨道相交的辙叉结构，故需要一种新的改进方案解决上述问题。

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双轮缘和单轮缘焊接式合金钢辙叉，以解决现有技术中辙叉结构不能适用于双轮缘轨道和单轮缘轨道的交叉连接，也无法保证车辆通过叉心时安全可靠的问题，而且还解决了现有组合式辙叉在应用时整体性较差，维护困难的问题。

所述的一种三种材料焊接制成的双轮缘和单轮缘焊接式合金钢辙叉，包括叉心块、双轮缘轨道和单轮缘轨道，所述叉心块上设有叉心轨槽，所述叉心轨槽包括双轮缘槽和单轮缘槽，所述双轮缘槽和所述单轮缘槽交叉，所述双轮缘轨道焊接在所述双轮缘槽的两端，所述单轮缘轨道焊接在所述单轮缘槽的两端，每个所述双轮缘槽具有配合双轮缘车轮两边轮缘的一对轮缘轨槽，两个轮缘轨槽之间的宽度与双轮缘轨道的顶部宽度相同。

优选的，所述轮缘轨槽各处槽深相同，所述单轮缘槽包括与所述双轮缘轨槽交叉的中间部分、靠近所述单轮缘轨道的叉心边缘部分和过渡部分，所述中间部分与所述轮缘轨槽的槽深相同，所述叉心边缘部分的槽深大于所述轮缘轨槽的槽深，所述过渡部分连接所述中间部分和所述叉心边缘部分并在二者间实现槽深的平滑过渡。

优选的，所述过渡部分包括第一过渡段和第二过渡段，所述第一过渡段连接所述叉心边缘部分，所述第二过渡段连接在所述第一过渡段和所述中间部分之间，所述第二过渡段的槽底水平倾角小于所述第二过渡段的槽底水平倾角，所述第一过渡段的槽底不接触单轮缘车轮，所述第二过渡段的槽底与所述单轮缘车轮接触，抬升所述单轮缘车轮至所述中间部分的槽底高度。

优选的，所述直线型浅槽的槽深为22mm，所述曲线型深槽的槽深为47mm，所述第一过渡段和第二过渡段连接处的槽深为30mm，所述第一过渡段的长度为50mm，所述第二过渡段的长度为480mm。

优选的，所述过渡部分的槽宽从所述叉心边缘部分起向所述中间部分方向的一段长度内均匀变窄形成槽宽变化段。

优选的，所述槽宽变换段的长度为150mm，所述槽宽变换段在连接所述叉心边缘部分的槽宽为65mm，所述槽宽变换段靠近所述中间部分一端的槽宽为50mm。

优选的，所述叉心块包括上耐磨块和下基座块，在所述上耐磨块上加工所述叉心轨槽，所述上耐磨块通过高强度耐磨焊料焊接在所述下基座块顶部，所述下基座块两侧底部焊接有耳板。

优选的，所述双轮缘轨道和所述单轮缘轨道为高度和型号不同的工字型轨道，所述双轮缘轨道和所述单轮缘轨道的顶面均与所述上耐磨块的顶面平齐。

本发明的优点在于：能适用于双轮缘轨道和单轮缘轨道交叉处，通过槽宽变化段和两个过渡段，不仅有效约束了车辆横向偏移的范围，而且保持车轮再通过叉心时的平缓地托举起车轮，从而保持不易调整的双轮缘槽的结构，有效保证行驶过程中轨道车辆和火车的稳定性，而且有效地防止了运行过程中车轮与叉心发生撞尖意外，大大提高了乘车人员的安全性。

此外本发明通过通过NM400耐磨合金钢和Q235普通碳素结构钢二者的焊接连接制成叉心块，在保证耐磨性和使用寿命的前提下降低了叉心块生产成本，加工制造也比较方便高效。叉心块再与U75V材料的高锰钢钢轨焊接连接，实现辙叉的整体焊接，保证了耐磨效果、强度和成本可控，对于不同材料间的焊接部位通过合适的焊接方法和可靠的检测方式保证焊接处强度可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中叉心块的结构示意图。

图3为图2所示结构在A-A方向的剖面图。

图4为图2所示结构在B-B方向的剖面图。

图5为图2所示结构在C-C方向的剖面图。

图6为图2所示结构在D-D方向的剖面图。

图7为双轮缘车轮的结构示意图。

图中的附图标记为：1、叉心块，11、单轮缘槽，111、中间部分，112、第一过渡段，113、第二过渡段，114、叉心边缘部分，115、槽宽变化段，12、双轮缘槽，121、轮缘轨槽，13、耳板，14、上耐磨块，15、下基座块，16、交叉点，2、双轮缘轨道，3、单轮缘轨道。

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双轮缘和单轮缘焊接式合金钢辙叉，包括叉心块1、双轮缘轨道2和单轮缘轨道3，所述叉心块1上设有叉心轨槽，所述叉心轨槽包括双轮缘槽12和单轮缘槽2，所述双轮缘槽12和所述单轮缘槽2交叉，所述双轮缘轨道2焊接在所述双轮缘槽12的两端，所述单轮缘轨道3焊接在所述单轮缘槽2的两端，每个所述双轮缘槽12具有配合双轮缘车轮(如图7所示)两边轮缘的一对轮缘轨槽121，两个轮缘轨槽121之间的宽度与双轮缘轨道2的顶部宽度相同。

所述轮缘轨槽121为直线型浅槽，所述单轮缘槽2为曲线型深槽，所述轮缘轨槽121各处槽深相同，所述单轮缘槽2包括与所述双轮缘轨槽121交叉的中间部分111、靠近所述单轮缘轨道3的叉心边缘部分114和过渡部分，所述中间部分111与所述轮缘轨槽121的槽深相同，所述叉心边缘部分114的槽深大于所述轮缘轨槽121的槽深，所述过渡部分连接所述中间部分111和所述叉心边缘部分114并在二者间实现槽深的平滑过渡。

所述过渡部分包括第一过渡段112和第二过渡段113，所述第一过渡段112连接所述叉心边缘部分114，所述第二过渡段113连接在所述第一过渡段112和所述中间部分111之间，所述第二过渡段113的槽底水平倾角小于所述第二过渡段113的槽底水平倾角，所述第一过渡段112的槽底不接触单轮缘车轮，所述第二过渡段113的槽底与所述单轮缘车轮接触，抬升所述单轮缘车轮至所述中间部分111的槽底高度。不仅槽底高度为了配合不同轨型交叉需要进行过渡，槽宽处于控制车轮横向偏移的目的也要改变，所述过渡部分的槽宽从所述叉心边缘部分114起向所述中间部分111方向的一段长度内均匀变窄形成槽宽变化段。

所述叉心块1包括上耐磨块14和下基座块15，在所述上耐磨块14上加工所述叉心轨槽，所述上耐磨块14通过高强度耐磨焊料焊接在所述下基座块15顶部，所述下基座块15两侧底部焊接有耳板13。

所述双轮缘轨道2和所述单轮缘轨道3为高度和型号不同的工字型轨道，所述双轮缘轨道2和所述单轮缘轨道3的顶面均与所述上耐磨块14的顶面平齐。焊接成型后的叉心块1在其端面上采用异型焊接方法焊接双轮缘轨道2和单轮缘轨道3。

叉心轨槽的具体实施例如下：所述直线型浅槽的槽深为22mm，所述曲线型深槽的槽深为47mm，所述第一过渡段112和第二过渡段113连接处的槽深为30mm，所述第一过渡段112的长度为50mm，所述第二过渡段113的长度为480mm。所述槽宽变换段的长度为150mm，所述槽宽变换段在连接所述叉心边缘部分114的槽宽为65mm，所述槽宽变换段靠近所述中间部分111一端的槽宽为50mm。

本发明中为了配合双轮缘车轮与双轮缘轨道2的配合关系，需要开始一对轮缘轨槽121，轮缘轨槽121彼此靠紧的一侧为工作边。这样两个轮缘轨槽121与单轮缘槽2形成两个相交点，相交点附近和两个相交点之间的单轮缘槽2为属于中间部分111，而单轮缘槽2在叉心块1边缘处的部分即为叉心边缘部分114。双轮缘车轮时由于对应的双轮缘槽12的槽深需要保持一定深度，因此从进入叉心到相交点位置时，需要让火车的单轮缘车轮在单轮缘槽2中使其高度平滑过渡到相交点的槽深。

本方案的在过渡部分靠近叉心块1边缘的部分形成槽宽变化段，让单轮缘槽2中轮缘与槽底接触很少到不再接触的部分形成槽宽变大的结构，从而在车轮进入或离开叉心时对车辆的约束范围进行改变，从而减少在叉心上车轮横向偏移的范围。

此外叉心块1中通过两个过渡段让单轮缘槽2的槽底将单轮缘车轮托起，平滑过渡到交叉点16位置，其中第一过渡段112用于在较短距离内迅速抬升高度，令两个过渡段的连接处能与单轮缘车轮的轮缘接触，实现托举效果，而第二过渡段113则起到在较长距离内较平缓地将车轮过渡托举到与轮缘轨槽121底部相当的高度，让火车能相对平稳地通过叉心，而当单轮缘车轮通过两个交叉点16，向叉心块1边缘方向移动时，又通过第二过渡段113将单轮缘车轮平缓地降到与单轮缘槽2工作边接触的位置，并进一步在第一过渡段112处恢复到进入时的槽深，这是轮缘与槽底不接触，保持工作边的接触可靠，能平稳地移动到单轮缘轨道3上。上述结构相结合具有在通过叉心时防止车轮撞尖的效果。

此外本方案中叉心块1的上耐磨块14可采用NM400耐磨合金钢，虽然成本较高但耐磨性好，适于机加工，因此能较准确地实现上述轨槽的加工，精度高，使用寿命长。而下基座块15可以采用成本较低的Q235普通碳素结构钢，通过二者的焊接连接，在保证耐磨性和使用寿命的前提下降低了生产成本，再与U75V材料的高锰钢钢轨焊接完成本辙叉结构中叉心块1与单轮缘钢轨3的连接。

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。