莱钢科技 ２０１１年４月 冶金铁路道岔转辙器稳固装置研究与应用 张 明，蔡玉萍，姜立松，田 杰，崔佃才 （运输部） 摘要：在分析冶金铁路道岔转辙器部分病害的基础上，提出开发转辙器稳固装置的方案并进 行自主研制，通过应用前后的比对情况，对稳固装置进行结构调整，以加强冶金铁路道岔转辙 器部分的稳定性。 关键词：转辙器加强结构锁定稳固 。前言 证基本轨不影响尖轨扳动，基本轨没有设置轨距杆， 所以在冶金重载机车和车辆的频繁作用下，基本轨 冶金企业铁路受生产因素影响，具有承载力大、 外侧安装的普通型轨撑无法满足所需的支撑力，容 使用频率高的特点，道岔是铁路连接交叉设备，包括 易造成基本轨方向难以长期保持，严重时基本轨外 转辙器、辙又及护轨、连接部分等，由于构造复杂，技 翻变形。 术参数较多，是铁路运输设备的薄弱环节。其中转 １．３尖轨跟端轨距扩大超限 辙器部分病害出现频率最高，是制约道岔安全状态 尖轨跟端处于导曲线前部，可以看作是导曲线 的瓶颈，对道岔转辙器基本结构、病害形成机理、材 的缓冲段，尖轨比基本轨高６ ｍｍ，不足以平衡抵消 料更换周期进行分析研究，通过改进转辙器结构、增 重载机车高速运行时的横向作用力，尖轨跟端受到 设构件，形成系统性较强的整体稳固装置，实现加强 机车的横向推力和对接头的纵向冲击力双重作用， 道岔转辙部分稳定性的目的。 由此造成接头错牙，轨距扩大等病害。此外列车通 １ 道岔转辙器病害及产生机理 过道岔辙跟时站螺栓受到轮对的震荡力，易松动失 效，检修中，用扳手旋紧螺栓，上边紧固，下边轴转， 冶金铁路道岔型号偏小，种类多样，通常是７ 无法拧紧。 等小号道岔通行重载机车和车辆。莱钢铁路道岔受 １．４尖轨扳动不灵活 地形条件，绝大部分为７ 和９ 道岔，轨型繁杂， 尖轨尖端是将机车从一股线路引入另一股的转 存在问题较多，一旦出现故障将直接影响行车安全 向始点，又因岔前接头对轮轨相互作用力的影响，轨 和企业的生产经营。 道受到的震荡力加大，容易使转辙器第一连杆两侧 １．１ 曲线型尖轨轧伤与侧面磨耗 的枕木攒动，影响连杆的扳动作业。 一般Ｐ６０—７ 道岔均安设有迎轮护轨，但４３ ２道岔转辙器稳固装置的研制 ｋｇ／ｍ和５０ ｋｇ／ｍ钢轨道岔无护轨保护尖轨，机车通 过道岔时，由于重载机车轴距较大，小号道岔转辙角 通过病害及产生机理分析可知，道岔转辙器 度大、曲线半径小，造成曲线型尖轨前部顶面受到轮 病害产生的原因可以归结为轨道受到的轮对作用 对踏面和轮缘的轧、挤、撞、碾作用，加快了尖轨轧伤 力超过了轨道的承载能力，因此可以从增加轨道 和磨耗速率。 承载力，稳固转辙器结构框架的角度考虑方案的 １．２基本轨方向外翻变形 制定。 尖轨处于岔前与导曲线的过渡段，尖轨受到轮 ２．１ 增设减磨护轨，减缓尖轨轧伤和磨耗 对的横向推力时，将作用力传递给上股基本轨，为保 相同的研究对象和条件下（同样的轨道、机车、 速度等），轮对对轨道的横向作用力相对稳定，在尖 作者简介：张明（１９８４一），男，２００７年７月毕业于山东理工大学交通 轨前直股基本轨内侧，尖轨尖端前部增设减磨护轨， 工程专业。助理工程师，主要从事铁道检修工作。 同时对其护轨垫板加以改进，以加大岔前部分整体 ２７ 张 明，等：冶金铁路道岔转辙器稳固装置研究与应用 第２期（总第１５２期） 抗横移的能力，通过增加轮对对减磨护轨的横向作 用力，减小尖轨受到的横向作用力，最大程度减轻了 轧伤、磨耗压力。护轨的设置在尖轨前至绝缘接头 间共四根轨枕，如图１所示，同时对轨撑垫板进行更 换，以提高护轨的整体性能。 以ＰＳＯ一７号道岔为例： 护轨选用Ｐ４３型钢轨，护轨顶面高于基本轨顶 面１３ ｍｍ，符合机车车辆底部安全运行要求，垫板 由底板、撑板、台板和挡肩焊接构成。每组６块。 护轨同基本轨组装时，其轨底底面高度差为２５ ｍｍ，允许偏差为±０．５ ｍｉｌｌ，由图２可知，垫板上 设计的台板高度已经保证了该尺寸。轮缘槽宽度尺 寸４４ ｍｍ，该尺寸可通过不同厚度的调整片得以实 现。 直段基本轨 一一。…’一一…’…。 五ｉｉ ……。一…¨． 图１ 减磨护轨现场安装示意 ｜ｌ 图２减磨护轨轨撑垫板设计制作 ２．２设计加强型通长滑床板，防止基本轨外翻变形 加强型通长滑床板设计制作见图３。 硷 图３加强型通长滑床板设计制作 普通滑床板两侧轨撑与钢轨接触面小，钢轨受 力后，不足以抵消横向推力，仍会存在基本轨外翻等 病害。同时滑床板由螺栓固定在轨枕上，长此以往， 轨枕钉孔扩大，需更换轨枕。将股道两侧的滑床板 ２８ 和轨撑进行了重新设计制作，将普通轨撑设计为加 强ｕ型轨撑，延长枕木上两块滑床板长度，用螺栓 固定，连为一体，在实现轨距稳定的基础上，增强了 轨道框架的横向阻力。 ２．３ 设计尖轨跟端锁定装置。整治轨距扩大和螺栓 松动 站场道岔群咽喉处或重要道岔行车频繁，道岔 的尖轨跟端接头受列车横向推力变化量较大。设计 制作了道岔尖轨跟端可调轨距拉杆，两端分别连接 扳 钢轨，通过两端加工的正反丝扣调整拉杆的长短，进 而调整轨距。轨距拉杆的可调整伸缩量为２０ ｍｍ， 完全可以满足轨距变化要求。回 为解决松动螺栓不易旋紧的难题，在辙根垫板 下面焊接两个条形垫板，形成辙跟垫板站螺栓锁定 槽固定站螺栓头部，达到紧固效果。 ２．４制作转辙器连杆专用支撑 为防止转辙器拉杆两侧枕木攒动，嚣 根据枕木间 距制作了专用枕木支撑来固定拉杆两侧的枕木，使 得枕木位置相对固定，以减少对连杆的影响，确保转 辙器的正常转动。 ３实施效果 道岔转辙器稳固装置推广应用一年多以来，道 岔整体稳定性得到提升，使得道岔转辙器成为一个 整体稳固框架，转辙部分的检修次数减少２／３，保证 了行车安全。 １）尖轨前引用减磨护轨技术，对机车车辆轮对 进行微调导向，以减轻道岔曲股尖轨的磨耗和撞击， 使维护检修工作由过去的月度检修一次延长到季度 检修一次，尖轨的寿命由平均１年更换一次延长至 ３年以上，岔前部分的横向移动也基本上得到了控 制；同时配合对与尖轨紧靠的基本轨顶面进行打磨， 进一步延长了尖轨使用寿命。 ２）加强型通长滑床板的应用，将道岔转辙部分 的直股曲股用螺栓和道钉紧密连接，使转辙部成为 一个大框架，保持了框架的技术尺寸，控制住轨距变 化率，ｕ型轨撑的应用减少了基本轨轨距扩大、外翻 的病害。 ．３）尖轨跟端接头轨距锁固装置的设计改进，从 垂向和横向两个角度稳定了尖轨跟部结构，接头压 溃、错牙等病害得到了有效整治，站螺栓锁定槽对站 螺栓的扭矩长期保持起到了稳定作用。 （下转第３９页） 莱钢科技 剧了不均性； ２）增加铁素体相在变形区域的连续性，改善 ２０１１年４月 ［４］吴玖．国内外双相不锈钢的发展［Ｊ］．石油化工腐蚀与防 护，１９９６，１３（１）：６—８． 奥氏体在组织中分布的均匀性，降低奥氏体相 尺寸等都可以达到提高２２０５双相不锈钢塑性的 目的。 ［５］舒先进，张淑琴，宋志刚．００Ｃｒ２２Ｎｉ５Ｍｏ３Ｎ双相不锈钢热 加工性能的试验研究［Ｊ］．钢管，２００４，３３（６）：１５—１９． ［６］王远明．双相钢Ｘ４ＣｒＮｉＭｏ２５７Ｆ的组织、性能及试生产 ［Ｊ］．特钢技术，１９９７（３）：４８—５２． 参考文献 ［１］吴玖，等，著．双相不锈钢［Ｍ］．北京：冶金工业出版社， ［７］姜世振，吴玖，韩俊媛等．双相不锈钢热塑性的研究［Ｊ］． 钢铁，１９９５，３０（７）：５５—５９． ［８］吴玖，宋志刚．双相不锈钢在热轧生产过程中的热变形 １９９９：３１—３５． 行为［Ｊ］．不锈，２００３，４：８一ｌ１． ［２］汪建羽．双相不锈钢材料及其工程应用［Ｊ］．石油化工设 ［９］Ｎ．Ａｋｄｕｔ，Ｊ．Ｆｏｃｔ．Ｐｈａｓｅ ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ 计，２００６，２３（２）：４０—４３． ｈｉｇｈ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｄｕｐｌｅｘ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌｓ［Ｊ］．Ｓｃｎｐｔａ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉ— ［３］张豪，董飞，陈继志．双相不锈钢研究进展．材料开发与 ｅａ ｅｔ Ｍａｔｅｒｉａｌｉａ，１９９５，３２（１）：１０３—１０８． 应用［Ｊ］．２００８，２３（２）：５７—５９． Ｉｎ－ｓｉｔｕ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ２２０５ Ｄｕｐｌｅｘ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ ａｔ Ｒｏｏｍ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｗａｎｇ Ｙｕｅｘｉａｎｇ ，Ｌｉｕ Ｚｈｅｎｙｕ ，Ｚｈａｏ Ｙｉｎｇｊｉｅ ，Ｚｈｏｕ Ｐｉｎｇ （１ Ｔｈｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｅｎｔｅｒ；２ Ｔｈｅ Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｒｏｌｌｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｓｔｅｎｉｔｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｅｒｒｉｔｅ ｉｎ ２２０５ ｄｕｐｌｅｘ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ ｄｕｒｉｎｇ ｄｙｎａｍｉｃ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｉｎ－ｓｉｔｕ ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔ，ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ，ｔｈｅ ｆｅｒ－ ｉｒｔｅ ｆｉｒｓｔ ｂｅｃａｍｅ ｄｅｆｏｒｍｅｄ，ｕｎｉｆｏｒｍ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｗｏ ｐｈａｓｅｓ ｗａｓ ｏｂｖｉｏｕｓ，ａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｔｒｎｃ－ ｔｕｒｅ’Ｓ ｕｎｉｆｏｒｍ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｉｆｅｄ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ．Ｉｔ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｏｆ ｔｅｓｔｅｄ ｓｔｅｅｌ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｅｒｒｉｔｅ’Ｓ ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ａｎｄ ｈｏ— ｍｏｇｅｎｉｚｉｎｇ ａｕｓｔｅｎｉｔｅ ｉｓｌａｎｄｓ ｉｎ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｕｐｌｅｘ ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ；Ｉｎ—ｓｉｔｕ ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔ；ｍｕｈｉｐｈａｓｅ ｓｔｅｅｌ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ （上接第２８页） 铁路检修作业量的一半以上，莱钢运输部通过多 ４）转辙器连杆专用支撑将枕木位置固定，消除 年摸索试验，对提高铁路检修质量，减少劳动强 了因枕木串动造成的转辙器连杆扳动困难的安全隐 度的技术革新项目从功能上、效果上进行整合， 患，确保尖轨连杆的正常拉动作业。 有序安置使用，对提高道岔整体稳定性具有明显 ４ 结语 效果。随着重型机车、重载车辆在冶金企业中的 推广应用 铁路作为运营基础，必将向重型稳固 冶金企业铁路道岔型号受地形、生产经营等各 方向发展。 类因素的影响，型号、轨型都偏小，道岔检修占到 特邀编辑：段崇义 Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｉｘｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ ｏｆ Ｓｗｉｔｃｈｅｓ ｆｏｒ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ Ｒａｉｌｗａｙ Ｚｈａｎｇ Ｍｉｎｇ，Ｃａｉ Ｌｉｐｉｎｇ，Ｊｉａｎｇ Ｌｉｓｏｎｇ，Ｔｉａｎ Ｊｉｅ，Ｃｕｉ Ｄｉａｎｃａｉ （Ｔｈｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｄｅｐｔ．） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｐａｒｔ ｄｉｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｅｓ ｆｏｒ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｒａｉｌｗａｙ，ｔｈｅ ｐｌａｎ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｆｉｘｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｅｓ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｂｅｆｏｒｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｆｔｅｒ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｏｆ ｉｆｘｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｅｓ ｏｆｒ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ ｒａｉｌ． ｗａｙ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｗｉｔｃｈｅｓ；ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｓｔｕｃｔｕｒｅ；ｌｏｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｆｉｘｉｎｇ ３９
