高速铁路上的无缝钢轨,是如何解决热胀冷缩的?看完涨知识了
以前的火车都会听到碾压轨道的声音,哐当、哐当”,而今天坐在高速散亮哗动车上的我们,几乎听不到这种有节奏的声音了,这种声音其实是来自钢轨接头的地方。
在以前的铁路上,靠近钢轨观察,会发现冲行每两节钢轨之间键歼,都会留有一点空隙,这样做是为了解决钢轨的热胀冷缩问题。
如果没有这个缝隙的话,钢轨受热伸长就会相互挤压,使整条铁路变形,显然这样对行车安全不利。
为了避免这种现象的发生,必须在钢轨之间预留缝隙,但这种缝隙会对车轮产生冲击,列车运行速度过高时,火车会有脱轨的危险。
当列车时速超过140公里以后,就必须使用无缝钢轨,大家肯定会想到,没有了缝隙,铁轨的热胀冷缩问题怎么解决呢?
简单来说,就是用扣板和螺栓,将铁轨死死的压装在轨枕上,将钢轨受热变形的力,转移到有弹性的紧固件上,从而来抑制热胀冷缩;每个紧固件可以提供1吨的力,另外制作无缝钢轨,要选热胀冷作形变较小的材料。
无缝钢轨在刚生产的出来的时候,也是一节一节的,通过无缝钢轨焊接机,将两根钢轨相邻两端升温至1000度以上,然后将两根轨道挤压到一起。
这样焊接出来的轨道,可以达到500米长;钢轨运输到铺设现场,与其他钢轨再次焊接,最终形成几百公里长的无缝钢轨。
说到这里,不得不佩服国人的智慧,如今机械设计领域,越来越多人加入进来,想学习机械设计的朋友,制图工具可以选择 迅捷CAD编辑器标准版 ,很多新手在第一次体验后,就爱不释手了。
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现在大家都知道,高速铁路上的无缝钢轨,是如何解决热胀冷缩问题的,这可是我国自主研发的技术。
“防振松轨距可调式轨道连接装置”
一、系统构成
防振松轨距可调式轨道连接装置,轨道连接装置由底座、盖板、唐氏螺纹紧固件(复合螺纹螺栓、左右旋螺母、平垫)和调节螺钉组成。唐氏螺纹螺栓的头部绞接在底座凹槽内,唐氏螺纹螺栓通过盖板的螺栓孔由左右旋螺闹消母、平垫固定,用以提高其防松性能:底座的尾部有一凸台,在凸台的中部有螺纹孔,螺纹孔内安装一个调节螺钉。调节螺钉可以调节盖板模向移动的位置,从而达到调整轨距的目的,调整范围为±10m。
在联接时,使用两只不同旋向的螺母:工作支承面上的螺母称为紧固螺母,非支承面上的螺母称为锁紧螺母。使用时先将紧固螺母预紧,然后再将锁紧螺母预紧。在振动、冲击的情况下乱亏,紧固螺母会发生松动的趋势,但是,由于紧固螺母的松退方向是锁紧螺母的拧紧方向,锁紧螺母的拧液陪知紧恰恰阻止了紧固螺母的松退,导致紧固螺母无法松动。防振松技术采用的是纯结构防松方式,它是建立在唐氏螺纹的基础上,依靠两种不同旋向的螺纹的自身矛盾解决防松,它既保留了螺纹紧固件拆卸方便的特点,又解决了防松问题。
1、准备材料:需要准备崩坏星弯铁轨,崩坏星弯铁轨连接件,螺栓和螺母,崩坏星弯铁轨紧固件,崩坏星弯铁轨支撑件,安装斜撑,崩坏星弯铁轨及其它辅助材料等。
2、调整轨道尺寸:需要将崩坏星弯铁轨的长度、宽度和高度调整到要求的尺寸,以保证其能够安装到要求的位置。
3、安装铁轨:将铁轨安装在崩坏星弯铁轨上,并用螺栓和螺母固定,确保铁轨不会松动。
4、安装铁轨支撑件:将铁瞎肆轨支撑件安装在铁轨上,以确保铁轨在运行过程中不会发生变形。
5、安装斜撑:将斜撑安装在铁轨上,以支撑铁轨的信神键抗弯承载能力。
6、安装崩坏星弯铁轨连接滑巧件:将崩坏星弯铁轨连接件安装在铁轨上,以便在安装完成后将铁轨连接在一起。
7、安装崩坏星弯铁轨紧固件:将崩坏星弯铁轨紧固件安装在铁轨上,以确保铁轨的稳定性。
8、安装其它辅助材料:根据设计要求,将其它辅助材料安装在铁轨上,以满足铁轨的使用要求。
完成以上步骤之后,崩坏星弯铁道就制作完成了。
钢轨连接零件
track fastening
连接钢轨或连接钢轨及轨枕的零件。前者称接头连接零件;后者称中间连接零件。其作用是长期有效地保证钢轨与钢轨以及钢轨与轨枕间的可靠连接,尽可能地保持钢轨携中的连续性与整体性,阻止钢轨相对于轨枕的纵向移动,确保轨距正常,并在机车车辆的动力作用下充分发挥缓冲减振性能,减缓线路残余变形的积累。
接头连接零件 包括夹板、螺栓及弹簧垫圈等。①夹板。俗称鱼尾板,用与钢轨相同的钢料制成。多为双头形,上下两侧均为斜面,与钢轨头部底面及底部顶面相楔合。②螺栓。一种紧固件,借助螺帽对夹板的压力夹紧钢轨。为制止螺帽紧固后因列车的振动作用而松动,需加弹簧垫圈。螺栓一般用高碳钢制成,直径不宜过大,以免过分削弱钢轨和夹板的强度。有些国家还在螺栓四周增加一个尼龙套管,起减振和制止螺帽松动的作用。钢轨接头是轨道的薄弱环节,为减少钢轨接头,可将标准长度的钢轨焊接成一定长度的长钢轨。
中间连接零件 也称扣件,根据配合使用的不同轨枕类型而有各种不同的组合。①木枕扣件,包括普通道钉和铁垫板。这种扣件的优点是零件少,安装方便,但扣着力小。为改善木枕扣件的性能,许多国家用螺纹道钉或弹簧道钉代替普通道钉,或改用混凝土轨枕上已经行之有效的各种不同类型扣件。②混凝土轨枕扣件,包括锚固螺栓、铁垫板、扣压件及弹性垫层等(a)锚固螺栓。供紧固扣压件之用,有各种不同的锚固方法。中国铁路上使用的硫磺锚固是以一定配合比的硫磺、黄沙、水泥和石蜡混合加热熔化成胶体,注入轨枕的预留孔中渣棚,作为固定锚固螺栓的介质,其抗拔力、持久性和绝缘性能均很好。(b)铁垫板。起分散钢轨垂直压力的作用,增设挡肩后还能部分承担由钢轨传来的横向力,但由于混凝土轨枕的抗压强度很大如隐则,一般均可以不设。(c)扣压件。有刚性及弹性两类。刚性扣压件主要为扣板式;弹性扣压件则有使用板材的弹片式和使用棒材的弹条式两种。(d)弹性垫层。在列车通过时起缓冲减振作用,并可提高混凝土轨枕的绝缘性能。有橡胶垫板、塑料垫板、软木橡胶垫板及木垫板等,而以橡胶垫板效果最好。
中国铁路上普遍使用的是扣板式混凝土轨枕扣件和以弹条代替扣板的弹条式混凝土轨枕扣件。这些扣件依靠调整扣板式扣件的扣板号码或弹条式扣件的挡板座及轨距挡板号码以调整轨距。锚固螺栓紧固扣压件的缺点是安装及养护比较费时。
有些国家研制了一些新型的无螺栓弹性扣件,其中比较有代表性的为英国的潘德罗尔 (Pandrol)扣件及瑞士的菲斯特 (Fist)扣件(见彩图[钢轨连接零件──菲斯特型扣件]、[钢轨连接零件──潘德罗尔型扣件])这类扣件的优点是不需要进行螺栓涂油和拧紧、更换螺帽等作业,因而能大大地减少扣件的养护工作量。缺点是无法调整扣压件对钢轨的扣压力;用增减垫层的方法将钢轨高度再调高15~20毫米,也有困难。在无缝线路上使用时,放散钢轨温度应力,也较困难。
1、无缝钢轨无缝钢轨的在焊接处是通过紧固件来抑制热涨冷缩的,每个紧固件提供1吨的力,两端各100个紧固件。共计200吨的力。
无缝轨就是把铁轨因为热胀冷缩导致的温度形变控制在两个轨枕之间。
2、高铁轨道都是高架蚂悉梁结构、钢筋混凝土材料,钢轨与路面的温度、膨胀系数都是一致的,无需对钢闷运轨的热胀冷缩做特殊处理。列车经过时造成的升温效应微乎其微,靠弯道以及弹陆腊簧和橡胶材料的辅助完全能够消化。
扩展资料:
高铁无缝钢轨的生产方式:
无缝钢轨在刚生产出来的时候,也是一节一节的,通过无缝钢轨焊接机,将两根钢轨相邻两端升温至1000度以上,然后两根轨道挤压到一起。
这样焊接出来的轨道,可以达到500米长。经过焊接、打磨、检验一道道工序的钢轨,将被运输到铺设现场,再与其它轨道再次焊接,最终成为几百公里长的无缝轨道。
参考资料来源:百度百科——无缝钢轨
百度百科——高铁
百度百科——无缝线路
道夹板也就是鱼尾板的安装注意事项:
1、降低摩擦系数。这可以通过多方面的渠道来实现,例如进行表面处理,改善表面质量或在材料接触表面加入某局山种形式的中介物等。
2、减小滑移销空振幅。即是减小钢轨与鱼尾板间相对作用的幅度。可以通过钢轨与鱼尾板间紧固力的调整减小滑移振幅,也可以通过改善接头状况,减小冲击作用来减小滑移振幅。
据观察,胶接鱼尾板很少发生断裂现象,这也表明了控制滑移振幅对鱼尾板寿命的影响。
3、减小接触压力。影响接触压力的因素比较多,减小接触压力将减小钢轨与鱼尾板间相互作用力的强度。
工况条件、轴重、车速等都会对其有较大的影响,其中有些是在工作条件下必须承受的,如载荷、车速等,有些是可以通过改善工况条件加以调整的,如保持适当的轨缝、良好的接头养护等。
另外,钢轨与鱼尾板配合面的儿何形状也将影响到接触压力的大小。
扩展资料:
道夹板失效的原因:
季节对鱼尾板的失效来说也是一个重要因素。从现场使用的情况来看,冬季鱼尾板折损较其它季节明显增多。通过对鱼尾板冷脆温度的测定可以看到,国内广泛应用的B7材质鱼尾板在-60℃至室温范围内其冲击值已在测定的下平台,因此可以认为材料的冷脆温度不是造成冬季鱼尾板大批断裂的主要原因。
进一步的分析认为,冬季鱼尾板的断裂可能与冬季轨缝的变化有关,冬季轨缝的增加会加大鱼尾板尤其是第三、四螺栓孔中部的拉应力,此附加应力将造成鱼尾板失效数量的增加。
一切加剧鱼尾板与钢亏腊瞎轨接触表面间相互作用的因素都将促使鱼尾板产生裂纹,鱼尾板与钢轨的表面状态,包括宏观与微观状态,鱼尾板与钢轨之间紧固力的大小、配合的几何形状,轮载与行车速度,接头的基本状况等都是影响鱼尾板裂纹的因素。
参考资料来源:百度百科-鱼尾板
中铁山桥集团教授级高级工程师于宝东在接受记者采访时明确表示:“现在铁路上没有缝隙是真的。”长度可达数十公里或数百公里,整个导轨没有导轨接缝。”也许有人知道铁路铁轨互相连接街道的地方总是留有空隙。这是专门为钢轨受热膨胀的拉伸而准备的。否则,如果铁轨受热,就会互相挤压、扭曲,变成象牙值,整个铁路就会变形。现在这个缝隙消失了,那条铁颂好粗轨的热膨胀、冷轴问题怎么解决呢?
吴保东工程师表示:“其核心技术是采用高强度弹性紧固件,按压导轨的导轨底部,防止导轨发生热膨胀、冷轴变形。就像锁上了一样。”原来,无缝导轨第一次生产时,也是一个部分。通过无缝导轨焊机将两条导轨的相邻两端加热到1000度以上,然后将两条导轨挤压在一起。这样焊接的轨道可以达到500米长。经过焊接、抛光、检查工序的钢轨被运往包装现场,与其他钢轨重新焊接,最终成为数百公里长的光滑钢轨。
吴保东袜亮工程师解释说:“中国南方一年四季温差不大,更适合设置无缝线路。”在中国北方,夏天和冬天的温差比较大,定期释放钢轨的应力,把紧固件都打开就可以了。南方不需要释放压力。西南交通大学教授国家轨道交通电气化及自动化工程技术研究中心主任高锡彬:高速铁路电气化铁路的接触网是列车获取电力的唯一途径。接触网的特点是没有露天勃起和预备用。农民(覆盖的)地膜、工地上的灰尘网、塑料大棚、塑料袋、风筝线等在刮风的时候随着大风飘来。这种东西叫做漂浮物。
悬浮物可能漂浮在接触网的手腕臂上,如果是金属悬浮物(如银箔纸),接触网短路可能会导致跳闸。如果漂浮的物体缠绕在接触网上,高速列车的受电弓(受电弓)运行到漂浮的地方,可能会缠绕受电弓(受电弓),甚至会导致我们区域内的接触网崩溃和网络崩溃的现象,这野镇是严重的事故。西南交通大学教授国家轨道交通电气化及自动化工程技术研究中心主任高锡彬:铁路部门为确保高速铁路的安全运行,采取了很多措施。例如,定期巡逻人员会发现一些漂浮的东西。另外,在胜利胜利地发现异物或这种悬浮物的同时,我们还可以采取技术手段,例如通过卫星图像比较发现异物。
别看轨枕的模样单调划一,貌不惊人,它的作用可不小轨枕既要支承钢轨,又要保持钢轨的位置,还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床它必须具备一定的柔韧性和弹性,硬了不行,软了也不行列车经过时,它可以适当变形以缓冲压力,但列车过后还得尽可能恢复原状
轨枕起先采用木材制造,木材的弹性和绝缘性较好,受周围介质的温度变化影响小,重量轻,加工和在线路上更换简便,并且有足够的位移阻力经过防腐处理的木枕,使用寿命也大大延长,在15年左右所以,世界上90%的铁路都使用木枕据统计,在木枕使用高峰期,全世界大约铺设了30多亿根而且大多数是松木可以想见,这得毁掉多少森林随着森林资源的减少和人们环保意识的增强,当然也因为科学技术的发展,上世纪初,有些国家开始生产钢枕和钢筋混凝土轨枕,以代替枕木然而,因为钢枕的金属消耗量过大,造价不菲,体积也笨重,没有推广开来,只有德国等少数国家还在使用而许多国家春做从上世纪50年代起,开始普遍生产钢筋混凝土轨枕
钢筋混凝土轨薯森庆枕使用寿命长,稳定性高,养护工作量小,损伤率和报废率比木枕要低得多在无缝线路上,钢筋混凝土轨枕比木枕的稳定性平均提高15~20%,因此,尤其适用于高速客运线如日本的新干线、俄罗斯的高速干线都铺设它当然,钢筋混凝土轨枕也有缺点,尤其是重量比木枕大得多比如,英国的钢筋混凝土轨枕每根重达285公斤,美国的重达280公斤,德国的较轻也有230公斤所以,在不稳固的路基及新填路基等处不宜采用;在冬季有冻胀的地段,一般不允许采用;在大量运输煤炭和矿石及线路道床严重脏污的地段,最好不采用
目前,使用木枕最多的美国正在试用一种塑料轨枕这种采用回收的聚乙烯制造的塑料轨枕的耐腐蚀性高于木枕三倍以上,而且在加工时更容易使其表面变“毛”,安装在路基上不会滑动第三个优点是安装方便,可以直接使用与木枕相同的设备和紧固件当然,塑料轨枕目前的成本要大于木枕,一旦成本降下来,将会迅速推而广之
轨枕因应用范围不同,长度数握也不同在我国,普通轨枕长度为25m,道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕,长度有26~485m多种每公里线路上铺设轨枕的数量是根据铁路运量和行车速度等运营条件来确定的,一般而言,在1520~1840根之间不言而喻,轨枕数量越多,轨道强度越大
轨枕间距:轨枕的间距应根据运量、行车速度及道床类型等条件决定间距较小时,路基、道床、钢轨以及轨枕本身所受作用力均小,但间距过小则增加工程费用,且影响道床的捣固作业轨枕间距一般为52~62厘米中国铁路一般以每公里铺设轨枕的根数间接显示轨枕间距
木枕
木枕(wood sleeper)由木材制成的轨枕又称枕木制作木枕须选用坚韧而富有弹性的木材木枕按用途可分为普通木枕、岔枕、桥枕普通木枕标准长度为2 5 m,其断面形状分为I、Ⅱ两类,用于不同等级的线路上用于道岔上的岔枕,其断面较木枕宽,长度从2600mm至4 800mm,共分12种,每种长度相差20mm,使用时根据道岔的实际宽度分组选用用于桥梁上的桥枕,其截面尺寸因主梁(或纵梁)中心间距的大小而异木枕具有弹性好、易于加工、使用方便等优点自有铁路以来,木枕就是轨枕的主要类型但是,由于取材的原因,木枕的弹性、强度和耐久不够均匀,会加大轮轨动力作用,并且要使用大量的优质木材木枕的使用寿命短,其失效原因很多,主要是腐朽、机械磨损和开裂木枕由于易腐朽,在上道前要经过防腐处理未经防腐处理的木枕称为素枕中国木材资源较缺乏,价格贵,在主要干线上已逐渐被混凝土枕取代
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1选择注册(金属铁路枕木,群组号:0604)类别的商标有5件,注册占比率达769%
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