铁路钢轨是支撑机车和机车方向的部件,钢轨是通过弹性扣件固定在道床的轨枕上。弹性扣件的扣压件主要是E型弹条,它通过E型弹条的弯曲和扭曲变形,产生扣压力作用在轨道上,长期有效地保证钢轨之间的可靠连接,尽可能保持轨道的整体性,阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动,确保轨距正常,从而保证轨道车辆行驶安全。另外由于火车车轮与钢轨的接触属刚性接触,
一、铁路弹条在铁路轨道中的作用及重要性
铁路钢轨是支撑机车和机车方向的部件,钢轨是通过弹性扣件固定在道床的轨枕上。弹性扣件的扣压件主要是铁路弹条,它通过铁路弹条的弯曲和扭曲变形,产生扣压力作用在轨道上,长期有效地保证钢轨之间的可靠连接,尽可能保持轨道的整体性,阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动,确保轨距正常,从而保证轨道车辆行驶安全。另外由于火车车轮与钢轨的接触属刚性接触,因此不可避免产生震动,而铁路弹条特殊的弹性结构使其还具有吸收车辆驶过时产生的冲击能量,达到减震的作用。铁路弹条是在反复交变的应力下工作,它承受弯曲、扭转、疲劳和腐蚀等多种作用,在车辆通过时,还要承受极高的瞬时冲击载荷,所以对铁路弹条的性能要求十分严格。
随着铁路运输机车车辆轴重的增加和列车运行速度的提高,以及城市轨道交通、地铁的发展,铁路弹条作为轨道结构的一个关键环节也在不断的发展中,其重要性也越来越为各国所关注。我国是一个幅原广大,气候、运输条件、地区差别很大的国家,需要各种不同性能要求的铁路弹条,满足不同轨道不同轨型的要求。如在常规线路上,需要扣压力大,弹性好的铁路弹条,满足重载、高速线路的需要;而在高架桥轨道无缝线路中,为减小钢轨与桥梁的相互作用力,要求扣件阻力较小,且保证铁路弹条有足够的弹性,即保证铁路弹条有足够低的钢度,以保证列车通过时因轨下垫层压缩引起的扣压力损失很小,扣件不松动。
可见铁路弹条虽是一个小的工务器件,但是它是轨道上一个重要的零件,因它的需求量大,每公里大约7000件,其可靠性直接关系到行车的安全。
二、世界各国采用的铁路弹条扣压件种类
视国情和使用习惯的不同,世界各国已经研制了多种铁路弹条来适应铁路运输的发展。其中最典型的有:英国潘得罗尔(PANDROL)系列铁路弹条扣件,是当今世界上最著名、有最大影响力的扣件,其扣压件采用PR系列铁路弹条、E系列铁路弹条,其使用范围遍及美国、加拿大、印度等七十多个国家和地区。
德国铁路大量使用著名的HM型扣件,扣压件采用SKL系列铁路弹条,在线路上也取得了良好的效果,在其它一些国家和地区也大量使用。
荷兰D.E型扣件和瑞士FIST扣件均采用铁路弹条作为扣压件,使用情况也很好。
日本和法国是采用弹片作为扣压件的国家,其中有著名的法国纳布勒扣件,日本东海道新干经上非常著名的102型扣件。
三、我国使用的弹片和铁路弹条扣压件
弹片扣压件工作时主要利用材料的弯曲变形性能,加工相对简易,造价也往往较低,但由于为螺栓紧固而开孔,在该部位容易出现应力集中,面弯矩最大处恰恰是截面消弱最大处。我国早期研制的拱形弹片扣件,在使用中发现螺栓拧紧容易折断,在列车通过时产生的振动易使弹片松驰,甚至有的螺母从螺栓中退出。另外轨距挡板在振动作用下易爬上轨底,造成轨距扩大,由于这种情况,目前在除地铁线路上DTⅠ、DTⅡ扣件采用弹片作为扣压件外,其它轨道线路上已不再采用弹片式扣件。
铁路弹条扣压件工作时利用材料的弯曲变形性能,又利用材料的扭转变形性能(尤其是圆形截面铁路弹条),因而弹性一般较好,同时基本上无截面削弱,所以材料的利用率较高,在常规线路上,一般希望扣压件扣压力大、弹性好,这方面铁路弹条扣件有明显的优越性。目前我国铁路及其它轨道交通上大部分都使用铁路弹条式扣压件,我国铁路弹条扣压件的形式主要有:有螺栓安装的ω结构形式的铁路弹条,如正经上使用的Ⅰ型、Ⅱ型铁路弹条、石龙桥小阻力铁路弹条、WJ-2型铁路弹条等;无螺栓安装的潘德罗尔型,如Ⅲ型铁路弹条、DTⅥ扣件用铁路弹条、广州地铁用PR型铁路弹条等;还有其他结构形式的铁路弹条,双趾铁路弹条,中间铁路弹条。
四、铁路弹条生产供应型号
1、TF-Y型铁路弹条扣件
2、Ⅰ型铁路弹条扣件
3、Ⅱ型(WJ-3)铁路弹条扣件
4、WJ-2型铁路弹条扣件
5、Ⅲ型(WJ-4)铁路弹条扣件
6、WJ-5型铁路弹条扣件
7、Ⅳ型铁路弹条扣件
8、Ⅴ型铁路弹条扣件
9、WJ-7型铁路弹条扣件
10、WJ-7A型铁路弹条扣件
11、WJ-7B型铁路弹条扣件
12、WJ-8型铁路弹条扣件
13、WJ-8A型铁路弹条扣件
14、WJ-8B型铁路弹条扣件
15、WJ-8C型铁路弹条扣件
16、DⅠ型铁路弹条扣件
17、DTⅢ-2型铁路弹条扣件
18、DTⅣ-1型铁路弹条扣件
19、DTⅥ-1型铁路弹条扣件
20、DTⅥ-2型铁路弹条扣件
21、德国福斯罗(Vossloh)系列铁路弹条扣件系统
22、SKL型铁路弹条扣件(SKL1,SKL2,SKL3,SKL12,SKL14,SKL15,SKLB15)
23、DFF14型铁路弹条扣件
24、300型铁路弹条扣件(W300-1a, W-300-lu)
25、DFF300型铁路弹条扣件
26、336型铁路弹条扣件
27、英国铁路弹条扣件系统
28、PR系列铁路弹条(PR85,PR309,PR401,PR601,PR601A)
29、E型铁路弹条扣件(E1609,E1806,E1809,E1813,E1817,E2001,E2003,E2006, E2007,E2009,E2031,E2055,E2055XL,E2056,E2063)
30、fast铁路弹条扣件
31、SFC铁路弹条扣件
32、菲斯特fist铁路弹条、ω形铁路弹条、W形铁路弹条、A型铁路弹条、B型铁路弹条、W1型铁路弹条、W2型铁路弹条、X2型铁路弹条、X3型铁路弹条、立式铁路弹条,俄罗斯铁路弹条、异形铁路弹条、小阻力铁路弹条等