專利名稱：運行無顛簸震動承載能力大的無縫鋼軌雙斜焊接面結構的制作方法
技術領域：
本發明屬軌道列車無縫鋼軌焊接的技術領域，具體說是將現有的斜交于鋼軌軸向 的單斜焊接面改為雙斜焊接面。
背景技術：
本發明人的專利申請案(申請號為200910206270. 7)和(申請號為 201010250990. 6)，兩者都增大了焊接面的切向和軸向承載能力。前者設計了與y軸平行， 與χ軸斜交α角的單斜焊接面，當車輪踏面通過軌頭踏面單斜焊接面的焊縫時，只能消除 列車的上下顛簸；后者設計了與χ軸平行，與y軸斜交β角的單斜焊接面，當車輪輪緣通過 軌頭側面單斜焊接面的焊縫時，只能消除列車的左右震動，這對高速重載列車運行的穩順 性、安全性和耐久性仍存在不足。因此，設計一種既能增大焊接面切向和軸向承載能力，而 且當列車通過焊接面的焊縫時又能同時消除上下顛簸和左右震動的雙斜焊接面空間方位 結構，是鋼軌整體無縫焊接亟需解決的問題。

發明內容
本發明為了解決上述存在的問題，提出一種既能增大焊接面的切向和軸向承載能 力，又能在列車通過焊接面的焊縫時同時能消除上下顛簸和左右震動，且能有效地應用鋁 熱焊工藝的雙斜焊接面新結構。下面結合附圖和附表對本發明進行描述本發明由鋼軌和焊縫構成，其中鋼軌1的焊縫呈雙斜焊接面Aa e，雙斜焊接面Aa 0 與鋼軌1的空間方位關系為ABCD直平面為垂直于ζ軸的橫截面Atl，ABCD直平面繞y軸旋 轉α角后得到ABEG斜面，ABEG斜面再繞BE旋轉β角后得到BEDH斜面，即雙斜焊接面 Aae ；雙斜焊接面Aae與χ軸成α角，與Y軸成β角。附表1、附表 2 和附表 3 中當，=1·5 —= 2 ；當，=2^ = 2.2 ；當，=2.4、
L0y^0xL0y^0xtOy
，=2.5 ；相應的α角和β角的搭配值均可選定為a = 30°、β = 30°，a = 30°、β
Z0x
=45°，a = 45° ,β =30° ,a =45° ,β =45° ,a =45° ,β =60°，a =60°、 β = 45°，a = 60°、β = 30°，a = 30°、β = 60°，a = 60°、β = 60°，以上的σ Qz為沿ζ向的許用正應力，τ Qy和τ 0χ分別為沿y向和χ向的許用剪應 力。車輪踏面和車輪輪緣與鋼軌為同步接觸，即車輪踏面6與雙斜焊接面Aa 0在軌頭 踏面的斜焊縫5為左右搭接，相應的車輪輪緣8與雙斜焊接面Aa 0在軌頭側面的斜焊縫7 為前后搭接。兩條平行鋼軌1上的雙斜焊接面Aa 0錯位排列，錯位長度大于一節車廂的長度。雙斜焊接面Aa 0采用的焊接工藝為鋁熱焊。
下面結合附圖進一步說明1.雙斜焊接面的方位關系如

圖1所示，Aae為與橫向χ成α角與垂向y成β角 的雙斜焊接面。雙斜焊接面的形成雙斜焊接面Aae的方位關系的形成如圖2所示，焊接面ABCD 為垂直于ζ軸的橫截面Atl，AB⑶平面繞y軸旋轉α角后得到ABEG斜面，然后ABEG斜面再 繞BE旋轉β角后得到斜面BEDH，即雙斜面Aae。η為雙斜焊接面BEDH的法向矢量，它分 別與χ軸的交角為(η-α ‘)、與y軸和ζ軸的交角為β ‘、Y ‘角。其中a =Z CBE, β = Z CDF, α ‘ = /OCB, β ' =Z OCD, γ ' = Z OCE ；2.雙斜面的三角函數關系參照圖2:CF = BC · sin a ， CE = CF/cos a , BF = BC · cos a , OF = CF · sin β = BC · sin a · sin β ,
EF = CF · tg a = BC · sin a · tg a , OC = CF · cos β = BC · sin a · cos β
cos a


權利要求
一種運行無顛簸震動承載能力大的無縫鋼軌雙斜焊接面結構，由鋼軌和焊縫構成，其特征在于鋼軌(1)的焊縫呈雙斜焊接面Aαβ，雙斜焊接面Aαβ與鋼軌(1)的空間方位關系為ABCD直平面為垂直于z軸的橫截面A0，ABCD直平面繞y軸旋轉α角后得到ABEG斜面，ABEG斜面再繞BE旋轉β角后得到BEDH斜面，即雙斜焊接面Aαβ；雙斜焊接面Aαβ與x軸成α角，與Y軸成β角。
2.按權利要求1所述的運行無顛簸震動承載能力大的無縫鋼軌雙斜焊接面結構，其特征在于當，二 1 ·5、> = 2 ;當，=2、> = 2.2 ;當，=2.4、^ = 2.5 湘應的 α 角和 βiOyτ0χL0yτ0χiOy7Ox角的搭配值均可選定為 a = 30°、β = 30°，a = 30°、β = 45°，a = 45°、β = 30°，a = 45°、β = 45°，a = 45°、β = 60°，a = 60°、β = 45°，a = 60°、 β = 30°，a = 30°、β = 60°，a = 60°、β = 60°，以上的σ Clz為沿ζ向的許用正應力，τ M和Ttlx分別為沿y向和χ向的許用剪應力。
3.按權利要求1和2所述的運行無顛簸震動承載能力大的無縫鋼軌雙斜焊接面結構， 其特征在于車輪踏面和車輪輪緣與鋼軌為同步接觸，即車輪踏面(6)與雙斜焊接面Aae在 軌頭踏面的斜焊縫(5)為左右搭接，相應的車輪輪緣(8)與雙斜焊接面Aae在軌頭側面的 斜焊縫(7)為前后搭接。
4.按權利要求1、2和3所述的運行無顛簸震動承載能力大的無縫鋼軌雙斜焊接面結 構，其特征在于兩條平行鋼軌(1)上的雙斜焊接面々。0錯位排列，錯位長度大于一節車廂的 長度。
5.按權利要求1所述的運行無顛簸震動承載能力大的無縫鋼軌雙斜焊接面結構，其特 征在于所述的雙斜焊接面Aae采用的焊接工藝為鋁熱焊。
全文摘要
運行無顛簸震動承載能力大的無縫鋼軌雙斜焊接面結構屬軌道列車無縫鋼軌焊接的技術領域，本發明鋼軌的焊縫呈雙斜焊接面，它與鋼軌的垂向成α角，與鋼軌的橫向成β角，兩條平行鋼軌上的雙斜焊接面錯位排列，錯位長度大于一節車廂的長度；本發明的雙斜焊接面可進一步改善鋼軌焊接面的應力狀態，增加焊接面的承載能力，且能同時消除列車的上下顛簸和左右震動，把兩條平行鋼軌的雙斜焊接面左右錯位排列，錯位的長度大于一節車廂的長度，更可增加列車運行的穩順性和耐久性，更有利于將簡便的現有鋁熱焊工藝用于無縫鋼軌的焊接。
文檔編號E01B11/52GK101967779SQ20101050353
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月4日 優先權日2010年10月4日
發明者宋玉泉, 王明輝, 管曉芳 申請人:吉林大學