有缝接头挑战无缝铁路

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  目前,尢缝铁路存在焊缝质量不稳定,断头率偏高,需进口人量设备和材料,耗费人量资金;日常维护存在—定难度;仍然存在有缝的危害,威胁铁路安全等一系列问题。如果研制一种不需要焊接的有缝接头与无缝铁路媲美,就可以很好地解决上述问题。无缝铁路使车轮对铁轨的接触是滚动接触,有缝接头使车轮对接缝的接触也是滚动接触,而不是冲撞,使与无缝铁路运行效果一样。这也是本文要与无缝铁路挑战所提出的问题。要解决这个问题,首先应从分析铁路振动的基本原因说起。
  
  一、铁路振动的分析
  
  要分析铁路振动的基本原因,首先来观察一下列车在运行中最基本的现象。当列车车轮压在铁轨上时,铁轨就下沉,当车轮离开时,铁轨就反弹上升,铁轨象面条一样呈波浪形上下起伏,路基也跟着上下波动。这种现象特别在铁轨头部的接缝处下沉幅度很大,幅度越大振动也就越强烈。此处如果维护不当,列车安全行驶不能保障,甚至会出现列车膛轨的恶性事故。所以,铁路接头处理不好是列车运行的重大隐患,这也是横向接缝存在的最致命的弱点。
  铁轨的横向接缝之所以引起振动,是因为当行驶的列车车轮压在接缝后面那根铁轨的一瞬间,铁轨下沉幅度很
   性。车轮通过斜缝的整个过程,仅仅是斜缝尖端‘个点是碰撞的,其余全是滚动通过。如果将斜缝尖端这一个点的冲撞也缓解掉,不就是一个很好的铁路斜缝接头了吗?!前面提到的自我磨合有缓解冲撞的作用,将这一现象应用到斜缝尖端上,将斜缝尖端加工成统一的标准,即有一小段斜面和向下弯曲的圆弧,我们称这一加工段为缓冲段(见图2轨面斜缝和B缓冲段示意图),作这样的处理使向下弯曲的圆弧面大大低丁后面那根铁轨轨面的高度,使车轮从后面冲过来就再也碰不到斜缝尖端了,车轮对铁轨的冲撞也就不存在了。示图中的B就是人为加工处理好的缓冲段。这样新型铁路接头的基本结构就是斜缝加缓冲段构成。斜角以30为宜,缓冲段长度大约是斜长的o.382黄金分割点,它的功能就是由原来的冲撞接触变为滚动接触,使列车车轮平稳过渡到前面那根铁轨上,达到无振动、无噪音,与无缝铁路运行效果一样。这就是新型铁路接头的基本结构及其功能。
  
  三、新型有缝铁路接头的优越性
  
  铁路有缝是绝对的。所以,有缝接头是必要的,不论是有缝铁路还是无缝铁路都一样需要有缝接头。它的优越性简述如下:
  1、以3030度斜角的斜缝加缓冲段的新型接头,可以一次轧制成形,工艺简单,造价低。无缝铁路焊接工艺复杂造价高;
  2、保持原来铁路的连接方式,仍用连接板,紧固螺栓紧固。与焊接工艺相比,操作简单,不增加成本;
  3、无缝铁路车轮对铁轨是滚动接触,新型有缝接头也是滚动接触,两者运行效果一样;
  4、新型接头是环保型接头,无振动、无噪音,使列车运行平稳、舒适快捷;
  5、接头仍留有2~3mm的法向间隙,使铁路自动调节热胀冷缩问题。而无缝铁路为解决热胀冷缩问题,需专设缓冲区,有缓冲区就得有有缝铁轨,又给列车带来“当当”的振动和噪音;
  6、新型有缝接头是滚动接触,没有冲撞,大大减轻了列车和铁路的日常维护工作量,节约大量设备和材料,节约资金,经济效益显著;
  7、无缝铁路的焊接丁艺要消耗大量能源。有缝铁路铺设节约大量能源,经济效益显著;
  8、新型接头是有缝接头,即使遇到地震导致铁路扭曲时,拆卸和组装快捷,抢修及时。无缝铁路遇到地震,铁路被长距离扭曲,破坏性严重,拆卸和组装比较困难,抢修不能及时;
  9、长与短的比较,长距离的无缝铁路在运输、安装和调整等作业都比较吃力。短距离的有缝铁路在运输、安装和调整等作业时就显得灵活方便。
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