轍叉
轍叉(frog)使車輪由一股鋼軌越過另一股鋼軌的設備,由叉心、翼軌和聯(lián)結(jié)零件組成。按平面形式分,有直線轍叉和曲線轍叉兩類;按構(gòu)造類型分,有固定轍叉和活動轍叉兩類。
直線式固定轍叉分兩種,即整鑄轍叉和鋼軌組合式轍叉。
整鑄轍叉用高錳鋼澆鑄的整體轍叉。高錳鋼是一種錳、碳含量均較高的合金鋼,具有較高的強度、良好的沖擊韌性,經(jīng)熱處理后,在沖擊荷載作用下,會很快產(chǎn)生硬化,使表面具有良好的耐磨性能,同時,由于心軌和翼軌同時澆鑄,整體性和穩(wěn)定性好。
鋼軌組合式轍叉用鋼軌及其他零件經(jīng)刨切拼裝而成,由長心軌、短心軌、翼軌、間隔鐵、轍叉墊板及其他零件組成。它取材容易,無特殊工藝要求,加工制造方便,但零件多,養(yǎng)護工作量大,已很少使用。
道岔號碼N與轍叉角α的關系為N=cotα。叉心兩側(cè)作用邊之間的夾角稱轍叉角,其交點稱轍叉理論尖端。由于制造工藝原因,實際上轍叉尖端有6~10mm寬度,稱轍叉實際尖端。
翼軌翼軌與轍叉間形成必要的輪緣槽,引導車輪行駛。翼軌作用邊開始彎折處稱為轍叉咽喉,是兩翼軌作用邊之間的最窄距離。固定轍叉中從轍叉咽喉至實際尖端之間,有一段軌線中斷的空隙,為道叉的“有害空間”。道岔號碼愈大,轍叉角愈小,有害空間愈大。車輪通過較大的有害空間時,叉心容易受到撞擊。為保證車輪安全通過有害空間,必須在轍叉相對位置的兩側(cè)基本軌內(nèi)側(cè)設置護軌,借以引導車輪的正確行駛方向。
可動轍叉轍叉?zhèn)€別部件可以移動,以保證列車過岔時軌線的連續(xù),消除有害空間。縱斷面上的幾何不平順可大大減少,顯著降低轍叉部位的輪軌相互作用,提高運行平穩(wěn)性,延長轍叉使用壽命。可動轍叉有可動心軌式轍叉、可動翼軌式轍叉、及其他消害滅有害空間的轍叉
可動心軌式轍叉心軌可動,翼軌固定。其優(yōu)點是列車作用于心軌的橫向力能直接傳遞給翼軌,保證了轍叉的橫向穩(wěn)定性。心軌與轉(zhuǎn)轍器轉(zhuǎn)換同步,不會在誤認進路時發(fā)生脫軌事故。其缺點是制造復雜,較固定式轍叉長。可動心軌轍叉包括兩根翼軌、長心軌、短心軌、轉(zhuǎn)換設備及各種聯(lián)結(jié)零件,見下圖。可動心軌式轍叉分鋼軌組合型及錳鋼型兩類,其心軌跟端有鉸接式和彈性可彎式兩種。
可動翼軌式轍叉心軌固定,翼軌可動。又可分為單側(cè)翼軌可動或雙側(cè)翼軌可動兩種型式。其優(yōu)點是可以設計成與既有固定式轍叉互換的尺寸,避免引起站場平面的變動;缺點是橫向穩(wěn)定性較差,翼軌的固定裝置結(jié)構(gòu)復雜。
其他消滅有害空間的轍叉形式,如德國UIC60型鋼軌道岔,用滑動的滑塊填塞轍叉輪緣槽。
中國從1972年開始,先后在一些主要干線上試鋪了12號彈性可彎式心軌活動轍叉道岔,其中技術含量較高的可動心軌式提速道岔,其直向通過速度可達到160km/h。長心軌跟端為彈性可彎式,短心軌跟端為滑動端。直向不設護軌,側(cè)向為防止心軌側(cè)面磨耗而設置有防磨護軌。長短心軌均用60AT軌制造,長心軌第一牽引點在軌底下部設有轉(zhuǎn)換凸緣。翼軌用60kg/m普通鋼軌制造,對應長心軌轉(zhuǎn)換凸緣部位,翼軌內(nèi)側(cè)軌底進行刨切,后來又改進為特種斷面翼軌。
固定轍叉幾何形位主要是轍叉咽喉輪緣槽、查照間隔及D1及D2、護軌輪緣槽、翼軌輪緣槽和有害空間。
轍叉咽喉輪緣槽確定的原則是保證具有最小寬度的輪對一側(cè)車輪輪緣緊貼基本軌時,另一側(cè)車輪輪緣不撞擊轍叉的翼軌。
查照間隔D1護軌作用邊至心軌作用邊的距離。其確定原則是,具有最大寬度的輪對通過轍叉時,一側(cè)輪緣受護軌的引導,而另一側(cè)輪緣不沖擊叉心或滾入另一線。D1只能有正誤差,不能有負誤差,容許變化范圍為1391~1394mm。
查照間隔D2為護軌作用邊至翼軌作用邊的距離。其確定原則是,具有最小寬度的輪對直向通過時不被卡住。D2只能有負誤差,不能有正誤差,容許變化范圍為1346~1348mm。
轍叉翼軌平直段輪緣槽為保證兩查照間隔不超出規(guī)定的容許范圍,采用不同的D1、D2組合,得到其變化范圍為43~48mm,中國鐵路規(guī)定采用46mm。從轍叉心軌尖端至心軌寬50mm處,均應保持此寬度。
可動心軌轍叉幾何形位主要有轍叉咽喉輪緣槽與翼軌端部輪緣槽。轍叉咽喉輪緣槽根據(jù)轉(zhuǎn)轍機的參數(shù)來決定,其理論寬度不小于90mm,并不大于152mm。現(xiàn)已使用的60kg/m鋼軌12號可動心軌轍叉中,這個值采用120mm。翼軌端部的輪緣槽寬度不小于固定式的轍叉咽喉寬度。


