60轨18号单开道岔设计.doc

大学毕业设计60kg/m钢轨18号单开道岔设计Design for the 18-sized Simple Turnout with 60kg/m Rail20 届 学院专 业 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 年 月 日摘 要随着经济的快速增长，人类的生活节奏逐渐加快，因此人类对日常出行方式也提出了新的要求。旅客不仅仅需要舒适的乘车空间，还对旅途时间提出了更高的要求。如今城镇的人口密度越来越大，人们的出行需求也逐渐增多，因此在现有轨道铁路里程的确定情况下，必须缩短列车间隔，增加列车车次，而这不仅仅需要科学的列车运行管理，也需要提高列车的运营速度。道岔是铁路轨道的重要组成部分，同时道岔的直向过岔速度和侧向过岔速度反应国家的铁路装备水平，同时对列车的运营速度有着至关重要的影响。因此，我们可以通过改善轨道的道岔结构，来达到提速的目的。随着客运专线的建设的推进，道岔的作用再一次凸显出来。机遇极为难得，挑战空前严峻，道岔工作者都应致力于道岔的研究改善工作，为铁路的提速工作做出应有的贡献。本文主要通过改善道岔的尖轨部分、转辙器部分、连接部分、辙叉部分、护轨部分等方面，来提高道岔的直向过岔速度和侧向过岔速度。主要进行了单开道岔总体结构平面的布置；高锰钢整铸辙叉平面形式与尺寸及辙叉横纵断面的尺寸设计；转辙器半切线形曲线尖轨尺寸、直尖轨弯折及尖轨的水平与垂直刨切的设计与计算；辙叉和护轨等设备结构的尺寸、辙叉咽喉和护轨查找间距的设计与计算；最后，绘制了总平面布置图、转辙器细部图及辙叉护轨细部图。关键字：道岔 尖轨 转辙器 高锰钢整铸辙叉 AbstractWith the rapid economic growth, human pace of life gradually accelerated , so the human way to travel daily also raised new demands. Travelers only need a comfortable ride space , but also on the journey time to make a higher demand . Today, the towns population density is increasing , peoples travel demand is gradually increasing, and therefore under certain circumstances existing railway track mileage , train intervals must be shortened , increasing train trips , which requires not only scientific train operation management, also need to improve the operating speed of the train .Turnout is an important part of the railway track , while vertical and lateral speed over turnout response over the country s railway equipment level , and has a critical influence on the operating speed of the train. Therefore, we can improve the structure of track turnouts to achieve the purpose of increasing speed . With promoting the construction of passenger line, turnout plays a more and more important role. Opportunity is extremely rare , but serious challenges unprecedented . turnout workers should be working on improving working turnouts for speed railway work in order to make due contributions .In this paper, by improving the terms of the tip portion of the rail turnouts, derailleur parts, connecting parts, part frog, part of the guard rail, to improve vertical and lateral speed over turnout. Mainly for the single turnout overall structure of planar layout ; entire cast frog high manganese steel flat form and size, and the size of the frog cross the profile design ; derailleur half the size of a tangent curve sharp track , straight track bends and sharp track design and calculation of horizontal and vertical slicing ; frog the size and structure of the guard rail and other equipment , frog design and calculation of the throat and find the guard rail spacing ; Finally, draw a total floor plan, derailleur detail diagram and detailed diagram frog guard rail.Key words: turnout switch rail switching points cast manganese steel frog目 录第1章 绪论11.1 研究背景与意义11.2 国内外现状及发展动态11.2.1 国内现状及动态11.2.2 国外现状及动态21.3 毕业设计主要内容2第2章 单开道岔总体平面设计32.1 设计参数32.2 转辙器计算32.2.1 尖轨初步计算32.2.2 尖轨最小轮缘槽宽度计算52.2.3 尖轨长度计算62.3 辙叉尺寸计算82.3.1 辙叉角计算82.3.2 辙叉长度82.4 道岔主要尺寸计算82.4.1 曲线后插直线长92.4.2 道岔理论长度92.4.3 道岔实际长度102.4.4 道岔后长102.4.5 道岔前长102.5 配轨计算102.6 导曲线支距计算112.7 岔枕的布置132.7.1 岔枕的间距132.7.2 岔枕的长度13第3章 转辙器163.1 基本轨163.1.1 曲基本轨的弯折163.1.2 直基本轨173.2 曲线尖轨尖端的刨切173.2.1 曲线尖轨轨头的刨切173.2.2 曲线尖轨轨底的刨切193.3 直尖轨的尖端刨切193.3.1 直尖轨轨头的水平刨切193.3.2 直尖轨轨底的水平刨切20第4章 高锰钢整铸式直线辙叉214.1 辙叉部分间隔尺寸214.1.1 辙叉咽喉轮缘槽宽度214.1.2 查照间距224.1.3 有害空间计算234.1.4 辙叉翼轨平直段轮缘槽宽度234.2 护轨各部分尺寸计算234.2.1 护轨各部分轮缘槽宽度计算244.2.2 护轨各部分长度计算244.3 辙叉的纵断面254.4 辙叉的部分横断面264.4.1 辙叉咽喉的断面264.4.2 辙叉理论尖端的断面264.4.3 心轨轨头宽20mm的断面264.4.4 心轨轨头宽30mm的断面264.4.5 轮缘槽开口端始端断面264.4.6 设置焊塞钢销断面274.4.7 辙叉跟端轨端的断面274.5 辙叉翼轨和心轨的部分轨头宽度274.5.1 辙叉趾端翼轨和跟端心轨轨头宽度274.5.2 辙叉咽喉和正对辙叉理论尖端处的翼轨轨头宽度274.5.3 正对心轨轨头宽处的翼轨轨头宽度274.5.4 轮缘槽展宽和开口部分的翼轨轨头宽度28第5章 结论与展望295.1 结论295.1.1 尖轨和转辙器设计295.1.2 连接部分设计295.1.3 辙叉和护轨设计295.2 展望29参考文献31致 谢32附 录33附录A 外文翻译33A.1 英文33A.2 汉文42附录B 设计图纸57B.1 总平面布置图（图号：01）57B.2 转辙器细部图（图号：02）57B.3 辙叉和护轨细部图（图号：03）57大学毕业设计第1章 绪论1.1 研究背景与意义随着社会的日益发展，人们的生活节奏的逐渐加快，旅客希望在路上的时间越少越好。同时客流和物流的压力与日俱增，而且面对着公路和民航的激烈竞争，因此在现有铁路里程的情况下，我们必须增加客货列车的运行速度，提高轨道的运行效率，增加铁路运输的竞争力。铁路运输作为我国社会发展的大动脉，有着极其重要的经济和社会价值，必须与时俱进，保持足够的竞争力。而道岔的技术水平比较集中地反映了一个国家铁路轨道的发展水平，同时，作为衡量道岔主要性能指标的直向过岔速度和侧向过岔速度从一个方面比较集中的反映了铁路装备的整体水平。我们可以通过解决影响列车运行速度的三大难题之一的轨道道岔问题，来达到目的1。1.2 国内外现状及发展动态 1.2.1 国内现状及动态我国铁路道岔工业从无到有、从小到大，道岔品种从“轻、小、老、杂”发展到具有一定规模和水平，基本同步于或稍滞后于铁路轨道的发展2。解放初期我国共有300多种道岔，这些道岔由100多种钢轨制造，仅单开道岔就有6、7、8、9、10、11、12、15、16、24号共十种道岔，而且即使是同一种轨型同一号码的道岔也可能分为多种形式，如40B钢轨8号道岔，就有“旧型”、“新型”、“暂定型”、“战时型”等多种，这给道岔的养护维修和更换带来了极大的不便。建国后铁道部于1950年颁发的铁道建筑标准图集中，规定了8、10和12号等三种号码，38kg/m、43kg/m和50kg/m钢轨等三种轨型共9种单开道岔的型式尺寸，简称“50型”道岔。随后铁道部又规定了“53”型、“55”型和“57”型道岔。此后为研制适应轴重21-23t，直向容许过岔速度80-100km/h的道岔，在铁道部科学技术委员会、工务局、基本建设总局等单位主持下，由专业设计院、山海关桥梁厂、铁道部科学研究院及各铁路局共同开展了道岔标准化工作。1962年通过了我国第一代标准型单开道岔的标准，简称“62”型单开道岔。针对“62”型道岔在使用中发现的薄弱环节进行修改设计，修改部分标准并取消相关型号道岔，研制成功“75”型道岔。随着60kg/m钢轨的推广应用，考虑到60kg/m钢轨是提供重载和较高行车速度情况下使用的，采用了比“75”型道岔更高一级的技术标准，研制成功了“92”型道岔。随着我国经济的迅速发展，铁路受到公路、民航的强烈竞争，开发快速、准高速或高速列车列入了我国铁路议事日程，并研制成功提速道岔。而99型道岔是在提速道岔的基础上，针对提速道岔存在的问题，对结构设计进行了多方面优化，并采用了许多新的工艺研制成功的。目前大量推广应用的是“75”型道岔、“92”型道岔和“99”型道岔，但随着客运专线的推广和普及，迫切需要解决大号码高速道岔存在的各种问题。1.2.2 国外现状及动态世界各国铁路道岔经历了一个比较长的发展过程，基本遵循与铁路正线运行速度相适应的模式。以日本新干线和法国为代表的高速铁路的成功运营，有力地促进了道岔技术的发展，道岔总体水平才有了质的飞跃。从道岔直向过岔速度看，达到与区间正线完全相同的水平，法国和德国的高速道岔直向过岔速度都有超过300 km/h 的记录3。为了办理反向行车业务时限速造成时间损失，道岔侧向过岔速度较高的大号码道岔得到迅速发展，世界各国道岔目前道岔侧向最高容许速度已达到230km/h。为适应列车高速行车的需要，侧向导曲线半径逐渐增大，平面线型由初期的圆曲线变为抛物线或更复杂的线型。道岔结构更加强化、紧凑、平顺，沿线路方向的结构刚度均匀，运行效果平稳、舒适。道岔轨下基础由木枕发展到预应力混凝土枕，又发展到无碴整体道床。道岔安装装置和转换设备更趋科学、合理、安全。安装了道岔安全监测系统，对尖轨密贴状态、转辙机工作状态等各项直接关系行车安全的参数进行监测并将数据通过网络传送到管理中心。1.3 毕业设计主要内容普通单开道岔设计包括单开道岔总平面设计、转辙器设计和辙叉设计。单开道岔总平面设计包括转辙器计算、辙叉尺寸计算、道岔主要尺寸计算、配轨设计、导曲线支距计算和岔枕布置。转辙器设计包括基本轨和尖轨的设计。辙叉设计包括部分心轨和翼轨的轨头宽度、辙叉纵断面、部分横断面设计以及辙叉部分间隔尺寸计算和护轨计算。33第2章 单开道岔总体平面设计2.1 设计参数表2-1 单开道岔总平面设计主要参数表轨距轨缝钢轨类型导曲线半径道岔号数1435mm8mm60kg/m800m182.2 转辙器计算2.2.1 尖轨初步计算尖轨采用半切线形曲线尖轨(以下尖轨计算参见图2-1)。设侧股轨道中心线的半径为()，则尖轨工作边的曲率半径B实际尖端图2-1 半切线形曲线尖轨R理论尖端qA。A。OAbR轨缝中心2.2.1.1 始转辙角计算尖轨尖端始转辙角是曲线尖轨或导曲线工作边实际起点的半径与垂直线的夹角4。始转辙角计算公式如下 式中，尖轨曲线变为切线处的尖轨顶宽，本设计中取30mm。根据式(2-1)，计算得2.2.1.2 曲线尖轨理论起点至实际尖端之间的距离计算曲线尖轨理论起点至实际尖端的距离计算公式如下 根据式(2-2)，计算得2.2.1.3 尖轨尖端前部基本轨长度基本轨前端长是道岔与连接线路或与另一组道岔之间的过渡段。由于 式中，为尖轨尖端的轨距值，S为正常轨距值，i为容许的规矩递变率。所以故根据我国在18号道岔上采取的标准值2.2.1.4 尖轨动程尖轨动程为尖轨尖端非作用边与基本轨作用边之间的拉开的距离，规定在距尖端380mm的第一根连接杆中心处量取。由铁路线路维修规则规定，AT型弹性可弯式尖轨采用尖轨动程52.2.1.5 转辙角计算尖轨跟端所对的圆心角为转辙角取尖轨跟端支距转辙角计算公式如下 根据公式(2-3)，计算得 2.2.1.6 曲线尖轨长度计算曲线尖轨计算公式如下 根据式(2-4)，计算得2.2.2 尖轨最小轮缘槽宽度计算当尖轨处于列车直向通过位置时，应保证在最不利的条件下，即轮对一侧的车轮轮缘紧贴直股尖轨，另一侧车轮能顺利通过，而轮缘不撞击曲线尖轨的非工作边6。 如图2-2所示。t0tmin图2-2 曲线尖轨轮缘槽 最小轮缘槽宽度应满足的计算条件如下 式中，S标准轨距1435mm；轮载作用下轨距弹性挤开量，取；道岔部分的轨距允许几何形为偏差，取；轮背距离允许的最小值，取；轮缘厚度允许的最小值，取。则可得最小轮缘宽度7，为了缩短尖轨长度，根据经验，可减少至65mm。2.2.3 尖轨长度计算2.2.3.1 尖轨最小轮缘槽宽度计算及其检算设尖轨跟端支距为，尖轨动程为，尖轨扳开后，尖轨突出处距尖轨理论起点的距离为x，这时尖轨工作边与基本轨工作边之间的距离为T，此处的尖轨轨头顶宽为b，尖轨转辙杆安装位置距尖轨尖端的距离为，如图2-3所示。根据三角形相似关系，有 令，则可得尖轨突出点（最小轮缘槽位置）距尖轨尖端的距离8为 根据式（2-7）得图2-3 曲尖轨最小轮缘槽宽计算qRRR因此，尖轨非工作边与基本轨工作边之间的轮缘槽宽须满足 根据式得计算结果符合我国现行标准，但此时的尖轨比较长。需要重新调整尖轨跟端支距，以适当的缩短尖轨长度。重新调整跟端趾距，重新计算得转辙角 曲线尖轨2.2.3.2 尖轨最小轮缘槽宽度检算及其尖轨长度计算尖轨最突出处距尖轨理论起点的距离尖轨工作边与基本轨工作边的轮缘槽宽度计算结果符合国家现行标准。取尖轨工作边与基本轨工作边的轮缘槽宽。曲线尖轨因为尖轨跟部为弹性可弯式结构9，尖轨长度增加，作为尖轨跟部的固定部分。即曲线尖轨直线尖轨转辙器的另一跟尖轨为直尖轨。直尖轨的尖端和跟部应与曲线尖轨的尖端和跟部对齐。即直尖轨长 根据式，计算得同曲线尖轨，直尖轨长度增加，得2.3 辙叉尺寸计算2.3.1 辙叉角计算辙叉角计算公式如下 式中，道岔号数，本设计采用18号道岔。根据式，计算得2.3.2 辙叉长度本设计中辙叉尺寸采用我国标准道岔辙叉尺寸，详见表2-2。表2-2 辙叉尺寸表钢轨类型(kg/m)道岔号数辙叉全长辙叉前长n辙叉后长m601812600mm2851mm9749mm2.4 道岔主要尺寸计算道岔主要尺寸主要包括曲线后插直线长、道岔理论长度、道岔实际全长、道岔后长及道岔前长等10，见图2-4。现分别计算如下文。S qmba O 图2-4 单开道岔总图单开道岔总图2.4.1 曲线后插直线长为减少车辆对辙叉的撞击，避免车轮与辙叉前接头相撞，并使辙叉两侧的护轨完全铺设在直线上，要求设计曲线后插直线长。其长度计算公式如下 根据式，计算得一般要求K的长度为24m，最短不得短于辙叉趾距加上接头夹板的一半。即所以满足要求。2.4.2 道岔理论长度道岔理论长度计算公式如下 根据式，计算得2.4.3 道岔实际长度道岔实际全长计算公式如下 根据式，计算得2.4.4 道岔后长道岔后长计算公式如下 根据式，计算得2.4.5 道岔前长道岔前长计算公式如下 根据式，计算得 2.5 配轨计算一组单开道岔，一般有8根连接轨，分4股，每股2根。其长度计算公式分别为 式中，道岔实际全长；曲线尖轨实际尖端至导曲线实际起点的距离；基本轨长度，取；尖轨尖端处轨距，取；钢轨轨头宽；尖轨尖端前部基本轨长度。代入数据，计算得详细配轨情况见表2-3表2-3 配轨明细表轨号长度(mm)11500216861273116970115001697012731204032.6 导曲线支距计算在单开道岔上，以直股基本轨作用边为横坐标轴，导曲线上工作边上各点距此轴的垂直距离为导曲线支距。每间隔2000mm求算导曲线支距。如图2-5所示。支距起点坐标 支距终点坐标yiy1图2-5 尖轨支距计算OA结果如下表2-3 导曲线支距计算表所示。表2-3 尖轨支距计算表(mm)00.019355 0.999813 0.000000 0 150 20000.021853 0.999761 0.000052 41 191 40000.024351 0.999703 0.000110 88 238 60000.026849 0.999640 0.000173 139 289 80000.029346 0.999569 0.000244 195 345 100000.031844 0.999493 0.000320 256 406 120000.034342 0.999410 0.000403 323 473 140000.036840 0.999321 0.000492 394 544 160000.039337 0.999226 0.000587 470 620 180000.041835 0.999125 0.000688 551 701 200000.044333 0.999017 0.000796 638 788 220000.046831 0.998903 0.000910 729 879 240000.049328 0.998783 0.001030 825 975 260000.051826 0.998656 0.001157 926 1076 280000.054324 0.998523 0.001290 1033 1183 289180.055470 0.998460 0.001353 1083 1233 表中计算的最终结果同终点坐标值吻合。2.7 岔枕的布置岔枕采用的是钢筋混凝土岔枕，岔枕的间距和长度如下。2.7.1 岔枕的间距2.7.1.1 岔枕间距选用的原则(1) 岔枕的间距布置是与转辙器、辙叉的主要尺寸和配轨长度相互配合进行计算确定的；(2) 岔枕的间距应尽量保持一致。转辙器及辙叉范围内的岔枕间距，应较区间线路平均间距减少10%，其他部位可减少05%，并取为5mm的倍数；(3) 岔枕间距不宜过大，最大不易超过650mm。岔枕间距也不宜过小，过小则影响捣固作业。当采用机械捣固时，两岔枕最小净距不得小于120mm，人工捣固时不得小于220mm；(4) 道岔钢轨接头处的岔枕间距，一般应与区间线路同类型钢轨接头相同，并使钢轨工作边的轨缝位于间距的中心。如使用扣件时，间距大小还应考虑扣件螺栓与夹板螺栓互不相碰；(5) 岔枕间距的计算，在转辙器部分按直线上股计算，连接部分及扭转过渡部分按直线下股计量，辙叉及叉后部分按辙叉角平分线方向计算。2.7.1.2 岔枕间距选用的长度 (1) 岔枕间距除拉杆处及轨缝调节区段外，统一采用530mm间距；(2) 在设置转辙杆处，岔枕间距为580mm；(3) 转辙器及辙叉范围内的岔枕间距采用525mm。(4) 岔枕端部伸出各工作边的距离M与区间线路保持一致，即2.7.2 岔枕的长度2.7.2.1 道岔前轨缝中心至导曲线跟端的岔枕长度由于钢筋混凝土岔枕最长者为4.9m，级差为0.1m，因此岔枕长度的选择原则为尖轨尖端前部基本轨岔枕长度为2.5m，然后导曲线支距每增加100mm，岔枕进一级。由于尖轨转辙角比较小，在尖轨实际尖端到导曲线原点间的曲尖轨近似为直线尖轨。所以当尖轨离直基本轨的距离为100mm时，第一个进级点距尖轨尖端的距离为所以尖轨尖端与第一个进级点范围内的岔枕长度为2.6m。由于岔枕长度采用100mm进级，所以岔枕长度进级点距导曲线原点的距离，如表2-4所示。表2-4 岔枕长度进级点距导曲线原点距离计算表(mm)2000.999750 0.022349 2397 27003000.999625 0.027371 6419 28004000.999500 0.031605 9808 29005000.999376 0.035334 12794 30006000.999251 0.038705 15494 31007000.999126 0.041805 17976 32008000.999001 0.044690 20286 33009000.998876 0.047400 22456 340010000.998751 0.049962 24507 350011000.998626 0.052399 26459 360012000.998501 0.054727 28323 3700注：为上一进级点与该进级点之间范围内的岔枕长度。2.7.2.2 辙叉部分岔枕布置由于从导曲线跟端往后的辙叉部分，导曲线钢轨变为与水平方向夹角为的直线钢轨，因此里轨偏离基本轨之间的距离和岔枕进级点距导曲线原点的距离须满足即因此辙叉部分岔枕的长度如表2-5所示。表2-5 辙叉部分岔枕长度计算表(mm)130030132380014003193239001500337324000160035532410017003733242001800391324300190040932440020004273245002100445324600由于两条线路间的间距越来越大，岔枕从分级点开始，两条线路分别按照基本轨线路布置，即岔枕长度为2.5m。具体岔枕布置如附录B.1(单开道岔总平面布置图)所示。第3章 转辙器转辙器采用矮型特种截面钢轨藏尖式半切线性曲线尖轨转辙器。具体设计方式如下文所述12。3.1 基本轨3.1.1 曲基本轨的弯折曲基本轨采用取长为25000mm钢轨制作，按照转辙器各部分的轨距在工厂事先弯折成规定的折线。具体弯折情况，如下所述。3.1.1.1 第一弯折长度的计算为避免弯折连接道岔始端的鱼尾板，曲基本轨的始端需保持不短于半块鱼尾板的平直段，这里采用第一弯折段的长度为420mm。3.1.1.2 第二弯折长度的计算其值近似的按尖轨尖端前部基本轨长度减去第一弯折段的长度和左右侧尖轨水平投影的差数求得，即。3.1.1.3 第三弯折长度的计算第三弯折长度的计算为 式中，13034曲线尖轨长度； 1439尖轨跟端轨距； 尖轨的转辙角度。3.1.1.4 第四段弯折长度的计算第四弯折段为保持工作边的圆顺，其长度等于基本轨的长度减去第一、二和三弯折段的长度，即 3.1.2 直基本轨直基本轨长度选取25000mm标准断面的普通钢轨制作。3.2 曲线尖轨尖端的刨切3.2.1 曲线尖轨轨头的刨切3.2.1.1 曲线尖轨轨头的水平刨切尖轨轨头的水平刨切，包括尖轨轨头工作边和非工作边两部分的侧面刨切。对尖轨轨头的工作边水平刨切，考虑到尽可能地增大尖轨轨头断面，一般采用斜刨切。这个斜刨切的坡度越缓，越能增加轨头的断面，也越能增加车轮轮缘爬上尖轨的可能。为保证行车安全，尖轨工作边的斜刨切坡度，应大于车轮轮缘外侧的坡度。为尽可能的增加尖端各部分的断面积，尖轨工作边轨头水平刨切线，采用尖轨轨面向下为1:5()，这个坡度顺延至低于基本轨轨面50mm处，改变为水平线。1:5斜线与水平线用半径16mm的圆弧连接。尖轨轨头非工作边的水平刨切，一般应为垂直的，以保证尖轨非工作边与基本轨工作边的密贴。尖轨采用矮型特种截面钢轨。加工时，将基本轨的轨头下颚轨距线以下做1：3的斜切，使尖轨尖端藏于基本轨的轨距线下，形成藏尖式结构。保证了尖轨尖端不被车轮轧伤，尖轨在动荷载作用下保持了良好的竖向稳定性。尖轨跟端采用弹性可弯式跟端结构。弹性可弯式尖轨在跟端前23根岔枕处，将轨底削去一部分，使与轨头同宽，形成柔性部位，使尖轨具有能从一个位置扳到另一个位置的足够的弹性。尖轨非工作边的水平刨切起点与尖轨的弯折点都在一个断面上，这个断面距尖端的距离，等于尖轨轨头的刨切长度(参见图3-1)。5782310346654827346520305070R=800717.5图3-1 尖轨刨切(mm) 根据式得尖轨轨头宽5、20、30和50mm等断面距尖轨尖端的距离，可如下进行计算。尖轨轨头宽5mm断面尖轨轨头宽20mm断面尖轨轨头宽30mm断面尖轨轨头宽50mm断面3.2.1.2 曲线尖轨轨头的垂直刨切尖轨轨头的垂直刨切轮廓线与基本轨轨顶相同，即有与基本轨相同的轨顶圆弧，轨头连接圆弧和轨面横坡。矮型特种截面钢轨加工成尖轨时，尖轨顶宽50mm以后直到尖轨跟端，尖轨和基本轨是等高的，尖轨顶宽为2050mm这一段为过渡段，尖轨尖端低于基本轨23mm，如图3-2所示。图3-2 顶面与基本轨等高的尖轨(mm)基本轨顶面2231452050703.2.2 曲线尖轨轨底的刨切3.2.2.1 曲线尖轨轨底的水平刨切为使尖轨密贴基本轨时，尖轨非工作边的轨底不与基本轨工作边的轨底相抵触，必须将尖轨非工作边的轨底进行水平刨切。尖轨轨底的水平刨切是按照垂直于尖轨轨底进行施刨的。在尖轨尖端断面，应不使尖轨密贴基本轨时，尖轨轨底内侧与基本轨轨底上颚的连接圆弧相接触。尖轨轨底水平刨切的起点与尖轨尖端的距离，即刨切长度，可按下式计算。式中，为尖轨轨底水平刨切起点处基本轨轨底中心与尖轨轨底中心的距离，即式中，基本轨高度； 矮型特种断面钢轨轨顶中心至内侧轨底边缘的宽度。在本设计中3.2.2.2 曲线尖轨轨底的垂直刨切尖轨轨底的垂直刨切与水平刨切的长度相同，即。为使尖轨密贴基本轨时，尖轨轨底重叠到基本轨的轨底上，尖轨各断面的轨底垂直刨切。应按尖轨轨底与基本轨轨底倾斜后最低点相平齐计算。3.3 直尖轨的尖端刨切3.3.1 直尖轨轨头的水平刨切为缩短转辙器正线轨距加宽段的长度，缩短尖轨轨头和轨底刨切段的长度，以及尽可能地缩短曲线尖轨扳离基本轨时要求的最小轮缘槽宽度，一般曲线尖轨转辙器中的正线直尖轨轨头水平刨切起点以后部分的工作边，保持平行于正线基本轨，即直线尖轨轨头刨切起点以后部分的轨距保持为基本轨距。直线尖轨轨头刨切长度由下式计算式中，直线尖轨轨头水平刨切起点处的轨距。因此直线尖轨尖端轨腰中心偏离理论尖端的距离与曲线尖轨相同，即为7mm。尖轨尖端至尖轨轨头宽5、20和50mm控制截面的距离，可按下列比例法计算出。尖轨轨头宽5mm断面尖轨轨头宽20mm断面尖轨轨头宽50mm断面3.3.2 直尖轨轨底的水平刨切直线尖轨轨头水平刨切起点以后部分的侧线基本轨工作边弯曲成与曲线尖轨相适应的半径。直线尖轨轨底的水平和垂直刨切长度，计算公式如下 因此第4章 高锰钢整铸式直线辙叉本设计中采用高锰钢固定式(整铸)直线式辙叉13。高锰钢是一种含碳和含锰量较高的合金钢。经热处理后，在常温下呈奥氏体组织，有优良的抗拉强度和塑性；在承受动力冲击荷载的情况下，有优良的耐磨性能。高锰钢整铸辙叉是高锰钢浇铸的整体辙叉，由于心轨和翼轨同时浇铸，整体性和稳定性良好。可以不设辙叉垫板而直接铺设在岔枕上。这种辙叉具有使用寿命长，养护维修方便的优点。4.1 辙叉部分间隔尺寸道岔辙叉及护轨部分需要确定的间隔尺寸主要是辙叉咽喉轮缘槽宽、查照间距及、护轨轮缘槽宽、翼轨轮缘槽宽和辙叉有害空间。4.1.1 辙叉咽喉轮缘槽宽度辙叉咽喉轮缘槽宽如图4-1所示，计算公式为为保证车轮顺利通过辙叉咽喉，应保证在最不利的情况下，即最小车轮对一侧车轮轮缘紧贴基本轨时，另一侧车轮轮缘槽不撞击翼轨。这时最不利的组合为 式中，道岔轨距允许范围内的最大值；T轮对内侧轴距。现考虑到轮对车轴弯曲后内侧轴距减少2mm；取；D轮缘厚度，取最小值d=22mm。考虑到道岔轨距允许的最大误差3mm，轮对车轴弯曲后内侧距减少2mm，取车辆轮为计算标准，则图4-1 查找间距和护轨尺寸计算(mm)4.1.2 查照间距护轨作用边至心轨作用边的查照间距，由图4-1可知，的计算公式为此间隔为保证车轮轮对在最不利的条件下，最大轮对一侧轮缘受护轨的引导，而另一侧轮缘不撞击辙叉心，所以有 考虑到车轴弯曲后使得轮背内侧距增大2mm，则因为，只能存在正误差，允许的范围为(13911394)mm，取。护轨作用边至翼轨作用边的查照间距，由图4-1可知，的计算公式为为保证最小车轮通过时不被楔住，所以有 取T较机车轮更小的车辆轮为计算依据，并考虑到车轴弯曲后对轮对内侧距的减小值为2mm，则因此，只能存在负误差，允许范围为(13461348)mm，取。4.1.3 有害空间计算从辙叉咽喉至实际尖端之间的距离，称辙叉的有害空间。有害空间的长度可用下式计算 式中，叉心实际尖端宽度，取10mm。因为很小，可近似的取所以所以18号道岔的有害空间为4.1.4 辙叉翼轨平直段轮缘槽宽度根据图4-1，为使具有最小轮背内侧距的轮对自由通过辙叉的平直段14，应有 代入有关数据，得考虑到制造时可能出现负公差，铁路工务规则规定为45-48mm，我国定型道岔采用46mm。从辙叉心轨尖端至心轨宽50mm处，均应保持此宽度。 辙叉翼轨轮缘槽也有过渡段和开口段，与护轨情况相同，其终端轮缘槽分别为68mm和90mm。辙叉翼轨各部分长度及其总长，可比照护轨作相应计算。4.2 护轨各部分尺寸计算护轨设于辙叉的两侧，用以空盒子车轮的轮缘，使之进入设定的轮缘槽内，防止与叉心碰撞。护轨的防护范围，包括辙叉咽喉至叉心顶宽50mm的一段长度，并要求有适当的余裕，在平面图中，它由中间平直段、两段缓冲和开口段组成。护轨平直段是起防护作用的部分，缓冲段和开口段起将车轮平顺地引入护轨平直段的作用(参见图4-1)。4.2.1 护轨各部分轮缘槽宽度计算4.2.1.1 护轨平直段轮缘槽宽度护轨平直段轮缘宽应保证不超出规定的允许范围，即 式中，S标准轨距；辙叉心工作边至护轨轨头外侧工作边的最小距离；2护轨在使用中，轨头磨耗的调整限度。根据式(4-6)，计算得铁路工务规则规定，护轨轮缘槽平直段为42-44mm。4.2.1.2 终端轮缘槽宽度计算为使车轮轮缘能够顺利进入护轨轮缘槽内，护轨平直段两端分别设置缓冲段及开口段。缓冲段的角度与尖轨冲击角相同，终端轮缘槽为保证有和辙叉咽喉轮缘槽相同的通过条件，即 .4.2.1.3 开口段终端轮缘槽宽度计算开口段终端轮缘槽宽度要保证线路轨距为最大允许值时，具有最小宽度的轮对能顺利通过，而不撞击护轨的终端开口，即实际应用中，通常采用90mm。4.2.2 护轨各部分长度计算4.2.2.1 护轨平直段长度计算护轨的平直段相当于自辙叉咽喉起至心轨轨顶宽50mm处止，外加两侧各100300mm，一般取150mm。则 (4-7)式中，t辙叉咽喉轮缘槽宽(=68mm)。根据式(4-6)，计算得4.2.2.2 护轨缓冲段长度计算因缓冲段的角度与尖轨冲击角相同，护轨缓冲段长度的水平投影护轨缓冲段的实际长度，因为值很小，则，即.4.2.2.3 护轨开口段长度计算本设计中，护轨开口段长度取。4.3 辙叉