P50-9#专线4151道岔扣件改造设计.doc

p50-9#专线4151道岔扣件改造设计盛明群 张海宁摘要：，通过对道岔扣件的改造设计，模型制作、试验，并经过多次修正改进，使改进后的轨距挡板逐步完善，加工生产后应用于现场，效果良好。关键词：轨距挡板设计；轨距挡板改进设计；生产试验1概述我段管内专线4151图号混凝土枕道岔(p50-9)，其扣件系统由铁座、扣板、铁座垫片组成，其外形轮廓为椭圆形组合式，上道运营后由于磨耗其耦合性能下降，容易脱落，造成轨距块离缝普遍，尤其导曲部离缝较大，轨距扩大明显，存在一定安全隐患。为确保列车安全、平稳、不间断运行，很有必要对此型小号码道岔扣件进行研究、改造、设计。（1）现场调查通过对谢桥站繁忙专线4151道岔的定期观察和研究，发现p509号混凝土枕道岔扣件系统存在一定缺陷，其扣板与后座间耦合不良，容易造成后座被挤出，或把混凝土枕挡肩挤坏；另扣板容易磨损，造成扣板与钢轨间离缝较大，间隙一般在3-10mm之间，最大者可达15mm，致使轨距扩大，轨距红线经常存在。现场道岔扣件病害见图1：图1：专线4151道岔扣件病害挡肩挤坏 扣件离缝 扣件磨耗（2）资料收集通过对4151图号混凝土枕道岔设计单位的电话了解，知道现在此种型号道岔已废止，不在生产，扣件系统也没有优化改造。通过研究，我们发现此型道岔扣件系统并不复杂，因此，我们可以自己改造设计，自己加工，方能解决生产实际问题。2初步设计2.1设计原则在现场实地测量钢轨与混凝土枕挡肩间的有关数据，参照既有道岔扣件形状、尺寸，现场进行改造设计，经现场试验、优化后（参照i型弹条形状），最终定型，加工生产。2.2 设计步骤此型道岔设计扣件分为三种：导曲部扣件、直股及岔心部扣件、接头部扣件，改造后的三种扣件为通用型，即适用于专线4151道岔各部（p509#）。三种扣件形状基本相同，只在前部靠压钢轨轨脚端不同（压舌），尺寸上略有变化。轨距挡板后座采用弹条i型扣件后座，即尼龙挡板座，其规格有06、35、24、010几种。设计时设计出三种规格的轨距挡板，通过实物模型制作及现场试验，进行修正改进，在实物模型基本定型后，再次进行现场试验，找出不足后进行最后一次修正改进，最终实物模型定型，进行加工生产，应用于现场。2.3平面图及立面图绘制2.3.1 p50-9#专线4151道岔直股及岔心部轨距挡板图形设计在现场实地测量直股及岔心部钢轨轨脚与混凝土枕挡肩间的有关数据，参照既有道岔扣件尺寸，直接画出草图，标出尺寸数据。具体设计形状及尺寸如图2：图2：直股轨距挡板平面、立面图（单位：mm）2.3.2p50-9#专线4151道岔导曲部轨距挡板图形设计在现场实地测量导曲部钢轨轨脚与混凝土枕挡肩间的有关数据，参照直股挡板尺寸，其后部形状及尺寸相同，只是前部压舌形状及尺寸不同（斜头），画出图形，标出尺寸数据。具体设计形状及尺寸如图3：图3：右开导曲部轨距挡板平面、立面图图（单位：mm）3 二次改进设计3.1实物模型制作扣件图形设计出来后，接下来的问题是如何进行实物制作。在机修车间的联系下，找到机械加工生产企业，他们在看了图纸后确定：实物模型采用厚度为25mm钢板制作，用机床刨切出来，最终实物采用拉模铸造工艺，用铸钢加工生产。制作出来的直股实物模型如图4：（部分，其他二种略） 图4：p50直股挡板实物模型图（单位：mm）立面 平面 背面3.2 改进3.2.1改进设计模型实物制作出来后，立即到现场进行试验，发现模型前部压舌与轨脚密贴不好（应有1：4斜坡）、模型笨重费料、局部尺寸不合适等问题，参照弹条i型挡板外形，对直股、导曲部挡块进行改进，对直接头进行设计。3.2.1.1 图5：p50-9#专线4151道岔直股轨距挡板改进设计图（单位：mm） 3.2.1.2 图6 ：p50-9#专线4151道岔导曲股轨距挡板改进设计图(单位：mm) 3.2.1.3 p50-9#专线4151道岔接头部轨距挡板图形设计在现场实地测量接头部钢轨轨脚与混凝土枕挡肩间的有关数据，参照直股挡板尺寸，其后部形状及尺寸相同，只是前部压舌尺寸不同（压舌短），画出图形，标出尺寸数据。具体设计形状及尺寸如图7：图7：接头部轨距挡板平面、立面图（单位：mm）3.2.2 现场试验再改进改进后的实物加工出来后，我们立即到现场进行试验，效果基本良好。直股、导曲部、接头部轨距挡板各部尺寸合适，密贴良好，弹条半圆形压槽中间凸出部分可以不要；直股挡板在岔心部及转辙部试验时，发现模型宽度略大，需要减去4毫米，修改后通用于直股、岔心部、转辙部及道岔前后连接部。因此，定型图最终确定下来。 3.2.2.1图8:p50-9#专线4151道岔直股、岔心、转辙部及前后轨距挡板定型图(单位：mm)3.2.2.2图9:p50-9#专线4151左开道岔导曲部轨距挡板定型图(单位：mm)3.2.2.3图10:p50-9#专线4151右开道岔导曲部轨距挡板定型图(单位：mm)3.2.2.4图11:p50-9#专线4151左开道岔导曲接头轨距挡板定型图(单位：mm)3.2.2.5图12:p50-9#专线4151道岔直股接头轨距挡板定型图(单位：mm)3.2.3 改进后实物制作3.2.3.1 图13:p50-9#专线4151道岔直股轨距挡板实物图3.2.3.2 图14:p50-9#专线4151左开道岔导曲股轨距挡板实物图3.2.3.3 图15:p50-9#专线4151道岔直股接头轨距挡板实物图4 效果检验整套p50-9#专线4151道岔轨距挡板扣件系统生产出来后，我们在现场进行了整组试装，安装后道岔各部扣件尺寸合适、密贴良好。经试用一段时间后，各项力学性能指标达到规范要求，扣件整体耦合良好，抗撞击能力好，无松动、不密贴现象。大大提升了安全储备，为行车安全提供了有力保障。4.1 图16：导曲部扣件安装效果图 4.2图17：直股扣件安装效果图4.3 图18：接头扣件安装效果图 4.4图19：局部扣件安装效果图5 不足与思考改造后的扣件不足之处是加工生产成本偏高，原因是小加工生产厂家按重量计价，不论数量多少，主要是生产工艺落后，加工成本大。如果能把我们的设计交国内大中型生产企业加工生产，并采用环保树脂材料,一定能大大降低成本，减少成本投入，并能做到批量生产规模。参考文献：1、专线4151道岔铺设图 2、弹条i型轨距挡板实物作者1简介：盛明群 男 高级工程师 上海铁路局阜阳工务段线路科轨控主任 电话：048482345