限位器的改进.doc

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1、高速道岔尖轨温度应力应变式伸缩调节器的研制·日期：2010-10-1514:37:57  来源：中华铁道网现有限位器实物图。为解决尖轨扭曲方向病害，人为摘除限位器中的子块。（中华铁道网通讯员张海东）摘要：现有限位器结构上存在的缺陷、不易维修的弊端，不能发挥应有的作用，研制新型的高速道岔尖轨温度应力应变式伸缩调节器，最大限度满足道岔限位器实际使用上的要求。关键词：高速道岔尖轨温度应力应变式伸缩调节器；瞬间钢轨附加力的弹性消除；减少尖轨扭曲、方向的出现和限位器本身的损害；使限位器作用最大化，易维修。1前言限位器是限制止尖轨位移伸缩和

2、保证无缝道岔的锁定轨温不发生大的变化的器件，但从现有限位器的结构、限位器子母块的型件、按装、使用、修养来看，技术含量不高，限位器修养维修的空间很小，使限位器没有真正发挥应有的作用，有必要对限位器的结构进行改造，通过在限位器上按装弹性装置可制造出高速道岔尖轨温度应力应变式伸缩调节器，它可解决使用上和修养的诸多不便，可操作性强，并充分发挥限位器的性能。2对现有道岔限位器存在问题的分析2.1限位器子母块的间隙缺乏科学依据和理论推导限位器的∏型母块安装在基本轨轨腰上，T型子块按装在尖轨轨腰上，并且子母块在按装时子块的左右两侧与母块均留有

3、一定的接触间隙，此间隙是尖轨无约束自由伸缩的空间，通常定为7mm。但在实际按装时此间隙很难保证，因为子、母块是通过在钢轨上钻孔并使用连接螺栓实现子块与尖轨相连，母块与基本轨相连的按装，由于钢轨打眼存在子、母块螺距偏差及其相对位置的偏差，铺设道岔时尖轨、连接轨与基本轨位置前后左右相对位置的窜动，实际上子、母块两侧总存在不可避免的间隙误差。再者此间隙的大小应该限制在无缝道岔锁定轨温允许变化的幅度所引起的尖轨伸缩量范围内，当直、曲股连接轨扣件螺栓松动时，还应使尖轨、连接轨一并考虑伸缩量，通过此预留间隙使尖轨发生位移，释放一定的温度力，

4、同时使子母块接触受力，限制尖轨位移进一步变化和无缝道岔锁定轨温大的变化，另外预留间隙还应考虑尖轨伸缩量过大会使尖轨转换推（拉）力出现转换分力，造成尖轨转换受阻。     2.2限位器构造过于简单使子母块接触挤压受力引发连接螺栓折断、脱落及失效由于限位器的子、母块均为钢性铸件，当轨温变化幅度较大时，限位器的∏型母块为限制随尖轨位移而移动的T型子块，在温度应力、轮轨附加应力和其他附加应力的共同作用下，都表现为子、母块接触受挤压的刚性力，这种子、母两铸铁块硬碰硬的刚性接触挤压力和车轮向下的附加分力，极易造成限位器的扭转，或导致子、母块

5、两端与钢轨的连接螺栓因所受剪力过大，螺栓折断使限位器脱落失效，此时却很难对限位器进行修补，而此时也正是限位器正要充分发挥作用的时候，因为此时温度应力和尖轨的附加力最大，尖轨的伸缩位移正值最高峰，只是随限位器的失效，尖轨的温度应力进行了全部的释放，尖轨的位移得到了自由的伸缩，引起了无缝道岔锁定轨温大的波动。2.3限位器子母块作用力出现的尖轨扭曲、尖轨轨向很难通过调整限位器而整治限位器通常按装在距尖轨跟端距离为1800mm处，当由于限位器子母块相互接触作用力比较大时，并且子母块接触面比较粗糙，尖轨转换时必使限位器至尖轨跟端1800m

6、m的距离范围内的尖轨跟端部分，受阻不能自由转换，从而尖轨不能实现整体转换，极易在此处出现尖轨扭曲和尖轨方向不良，提速道岔和高速道岔尖轨较长，还按有第二限位器，由于按装限位器时不可避免的子母块间隙误差，同一尖轨的第一、第二限位器很难同时发挥作用，更容易引起和限位器处尖轨的扭曲和尖轨方向不良，引起晃车和Ⅱ、Ⅲ级分。出现这种情况，养路工区同样无法对限位器修复，有时还要人为地摘除限位器，以消灭尖轨扭曲、方向病害。此时也同样是限位器子母块相互作用温度应力最大，限制尖轨伸缩的关键时刻。3、寻找突破点和对策，研制新型的尖轨温度应力应变式伸缩调

7、节器及其功效介绍3.1研制新型尖轨温度应力应变式伸缩调节器的科学理论依据：钢轨的轨温变化伸缩量为△L=〆×L×△t，即钢轨的伸缩量△L（m），由钢轨的线膨胀系数〆（11.8×10-6/0c.m），钢轨的长度L（m），轨温的变化幅度△t（0c）确定，当尖轨被限位器限制伸缩时，尖轨将随轨温的变化而产生温度应力，根据胡克定律，温度应力为：          σt=E×ε=E×(△L÷L)=E×（〆×L×△t÷L）=(E×〆)×(L×△t÷L）=2.428×△t   Mpa(N/cm2),式中〆、E均为固定值，其中E为钢轨的弹性模量，为

8、2.058×105Mpa,通过算式的变形，可将(E×〆)＝2.428Mpa做为温度应力的弹性模量，(L×△t÷L）＝△t做为温度应力的应力变形，通过运算可以看出，温度应力σt仅与轨温的变化幅度△t（0c）成线性比例关系，而与钢轨长度无关，轨温变化幅度△t（0c）