JP6430231B2 - Crossing structure - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道線路の分岐器で使用されるクロッシングレールに関し、特に、クロッシングレールの構造に関する。 The present invention relates to a crossing rail used in a railroad track branching device, and more particularly to a structure of a crossing rail.
鉄道線路の分岐器における基準線と分岐線との交差部分に使用されるクロッシングレール(特許文献1参照)には、安価で且つ耐久性に優れている点から、0.5〜1.0重量%の炭素等を含有するレール鋼を使用したレール鋼製クロッシングが多用されている。
このレール鋼製クロッシングは、図7に示すように、踏面を硬化熱処理したノーズレール100と右ウイングレール101と左ウイングレール102を、間隔材103や接着材104を介して締結ボルト105とワッシャー106とナット107で締結することで構成されている。
右ウイングレール101と左ウイングレール102は、通常のレールを横曲げしてノーズレール100の側面形状に合う様に曲げ加工した後、ノーズレール100と相対する底部端を約30mm切削し、右ウイングレール101と左ウイングレール102とノーズレール100の頭部間隔を車輪が通過するのに最適な寸法である約42mmにしている。
The crossing rail (see Patent Document 1) used at the intersection between the reference line and the branch line in the branching device of the railway track is 0.5 to 1.0 weight because it is inexpensive and has excellent durability. A rail steel crossing using rail steel containing carbon or the like is often used.
As shown in FIG. 7, the rail steel crossing includes a nose rail 100, a right wing rail 101, and a left wing rail 102 that are hardened and heat-treated on a tread surface, a fastening bolt 105 and a washer 106 via a spacing member 103 and an adhesive 104. And a nut 107 for fastening.
The right wing rail 101 and the left wing rail 102 are formed by bending a normal rail to bend to fit the side shape of the nose rail 100, and then cutting the bottom end facing the nose rail 100 by about 30 mm to form the right wing. The distance between the heads of the rail 101, the left wing rail 102, and the nose rail 100 is about 42 mm, which is the optimum dimension for the wheel to pass.
ノーズレール100は、前ノーズレール108と後ノーズレール109で構成されている。前ノーズレール108は、頭部及び底部が三角形で、その側面は通常のレールと同じ断面をしており、ガス圧接の接合面113となる頭部幅は約80mmである。
後ノーズレール109は、右後ノーズレール110と左後ノーズレール111が斜めに重なり合った箇所を機械切削し、その切削面同士を突き合わせた後、従来技術であるアーク溶接等で接合面112を接合して一体化したものである。なお、後ノーズレール109におけるガス圧接の接合面113の形状寸法は、前ノーズレール108と同じである。その後、ガス圧接で前ノーズレール108と後ノーズレール109を接合面113の位置で接合し、ノーズレール100としている。
The nose rail 100 includes a front nose rail 108 and a rear nose rail 109. The front nose rail 108 has a triangular shape at the head and bottom, and its side has the same cross section as a normal rail, and the head width that forms the joining surface 113 for gas pressure welding is about 80 mm.
The rear nose rail 109 is mechanically cut at a position where the right rear nose rail 110 and the left rear nose rail 111 overlap each other, and after joining the cut surfaces, the joint surface 112 is joined by arc welding or the like which is a conventional technique. And integrated. It should be noted that the shape dimension of the gas pressure welded joint surface 113 of the rear nose rail 109 is the same as that of the front nose rail 108. Thereafter, the front nose rail 108 and the rear nose rail 109 are joined at the position of the joining surface 113 by gas pressure welding to form the nose rail 100.
ノーズレール100の製作時に、前ノーズレール108と後ノーズレール109とを接合面113でガス圧接する場合、使用するレール鋼の炭素含有量0.5〜1.0重量%のレールでは約30mmの加熱圧縮が行われる。
その後、レール頭部を約1000℃まで加熱して圧縮空気で冷却する硬化熱処理を行い、レール鋼の金属組織であるパーライト組織を微細化して、車輪との接触面である踏面をショア硬さで50〜56HSに硬化させるが、磨耗に対する耐久性を向上するために、踏面のショア硬さを57〜60HSにすることが望まれていた。
When the nose rail 100 is manufactured, when the front nose rail 108 and the rear nose rail 109 are gas-welded at the joint surface 113, the rail steel having a carbon content of 0.5 to 1.0% by weight is approximately 30 mm. Heat compression is performed.
After that, the rail head is heated to about 1000 ° C and cooled with compressed air, and the pearlite structure, which is the metal structure of rail steel, is refined, and the tread, which is the contact surface with the wheels, is shore hardened. Although it hardens to 50-56HS, in order to improve the durability with respect to abrasion, it was desired that the shore hardness of a tread should be 57-60HS.
しかしながら、炭素含有量0.5〜1.0重量%のレールを圧縮空気で冷却しても、レール鋼の微細パーライト組織の限界硬さはショア硬さで56HS程度までで、これ以上の硬さを得ようとすると微細パーライト組織の中に小さなマルテンサイト組織が発生して靱性を損なうため、56HS以上の硬さを得ることができなかった。 However, even if a rail with a carbon content of 0.5 to 1.0% by weight is cooled with compressed air, the limit hardness of the fine pearlite structure of the rail steel is up to about 56HS in shore hardness, which is more than this. However, since a small martensite structure is generated in the fine pearlite structure and the toughness is impaired, a hardness of 56 HS or more cannot be obtained.
この対応策として、同じ熱処理でより高い硬さが得られる0.05〜1.0重量%クロムなどが添加されたレールを使用すればよいが、レールにクロムを0.05%以上添加するとガス圧接性が低下し、良好なガス圧接部を得るためには30mm以上の加熱圧縮が必要となってしまう。その結果、ガス圧接時の作業時間が長くなると共に、圧縮量のロスを補うために前ノーズレール108又は後ノーズレール109をより長く準備する必要があり経済的な面で課題が存在した。 As a countermeasure, a rail to which 0.05 to 1.0% by weight chromium or the like, which can obtain higher hardness by the same heat treatment, may be used. In order to obtain a good gas pressure contact portion due to a decrease in pressure contact properties, a heat compression of 30 mm or more is required. As a result, the working time during gas pressure welding becomes longer, and it is necessary to prepare the front nose rail 108 or the rear nose rail 109 longer in order to compensate for the loss of the compression amount.
また、ノーズレール100における頭部幅30mm以下の先端部付近では、列車車輪がウイングレール101またはウイングレール102からノーズレール100に乗り移る際に強い衝撃荷重が繰り返し負荷される。従来のレール鋼製クロッシングの構造では、ノーズレール100と、左右のウイングレール101,102は、間隔材103や接着材104を介して締結ボルト105とワッシャー106とナット107で締結されており、溶接で一体化されていない。
そのため、強い衝撃荷重が繰り返し負荷される頭部幅30mm以下の先端部付近では、列車通過時の衝撃に起因してボルトの緩みが発生する場合があり、定期的なメンテナンスが必要となり作業負担がかかるという課題が存在した。
Further, in the vicinity of the tip of the nose rail 100 having a head width of 30 mm or less, a strong impact load is repeatedly applied when the train wheel changes from the wing rail 101 or the wing rail 102 to the nose rail 100. In the conventional rail steel crossing structure, the nose rail 100 and the left and right wing rails 101 and 102 are fastened by a fastening bolt 105, a washer 106 and a nut 107 via a spacing member 103 and an adhesive 104, and welded. It is not integrated with.
Therefore, in the vicinity of the tip with a head width of 30 mm or less that is repeatedly subjected to a strong impact load, the bolts may be loosened due to the impact at the time of passing through the train, and periodic maintenance is required and the work burden is increased. There was a problem of this.
本考案は上記実情に鑑みて提案されたもので、クロッシングを構成するレール同士の接合部をフラッシュバット溶接により接合することで、安価で強靭なクロッシング構造及びノーズレール、更にはクロッシング構造に使用するノーズレールの製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and is used for a crossing structure and a nose rail which are inexpensive and strong by joining the joints of the rails constituting the crossing by flash butt welding. It aims at providing the manufacturing method of a nose rail.
上記の目的を達成するため本発明(請求項1)は、前ノーズレール(12)と、これに連結する右後ノーズレール(13)及び左後ノーズレール(14)と、左右のウイングレール(31,41)を備えたクロッシング構造であって、
右後ノーズレール(13)と左後ノーズレール(14)の前ノーズレール側の側面同士をアーク溶接で所定の長さのアーク溶接面を形成するように接続して後ノーズレール(15)とし、
前記前ノーズレール(12)と前記後ノーズレール(15)とをフラッシュバット溶接で所定の長さのフラッシュバット接合面を形成するように接合してノーズレール(11)とし、
前記ノーズレール(11)で頭部幅30mm以下となる範囲のレール底部の左右端にノーズレール側接合部(20)をそれぞれ形成し、該ノーズレール側接合部(20)に相対する右ウイングレール(31)及び左ウイングレール(41)のレール底部端にウイングレール側接合部(30,40)をそれぞれ形成し、前記ノーズレール側接合部(20)と前記ウイングレール側接合部(30,40)とをそれぞれフラッシュバット溶接で接合し、
前記アーク溶接面(18)の長さをフラッシュバット接合面(16)の長さよりも長く設定すると共に、
前記ノーズレール側接合部(20)とウイングレール側接合部(30)との合計幅を、フラッシュバット溶接時の圧縮幅と余肉の逃げ場となる部分の余肉幅とから構成する
ことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention (Claim 1) includes a front nose rail (12), a right rear nose rail (13) and a left rear nose rail (14) connected thereto, and left and right wing rails ( 31, 41) having a crossing structure,
The front nose rail side surfaces of the right rear nose rail (13) and the left rear nose rail (14) are connected to form an arc welding surface of a predetermined length by arc welding to form a rear nose rail (15). ,
The front nose rail (12) and the rear nose rail (15) are joined to form a flash butt joint surface of a predetermined length by flash butt welding to form a nose rail (11).
The right wing rail which forms the nose rail side junction part (20) in the right-and-left end of the rail bottom part of the range used as the head width 30mm or less by the said nose rail (11), respectively, and opposes this nose rail side junction part (20) (31) and a wing rail side joint (30, 40) are formed at the rail bottom end of the left wing rail (41), respectively, and the nose rail side joint (20) and the wing rail side joint (30, 40) are formed. ) And each by flash butt welding ,
While setting the length of the arc welding surface (18) longer than the length of the flash butt joint surface (16),
The total width of the nose rail side joint (20) and the wing rail side joint (30) is composed of a compression width at the time of flash butt welding and a surplus width of a portion serving as a escape place of surplus <br / > It is characterized by that.
請求項2は、請求項1のクロッシング構造において、
前記ノーズレール側接合部(20)と前記ウイングレール側接合部(30,40)との接合領域は、前記ノーズレールの頭部幅30mmの位置からノーズレール先端側における100〜600mmの範囲であることを特徴としている。
Claim 2 is the crossing structure of claim 1,
The joint region between the nose rail side joint (20) and the wing rail side joint (30, 40) is in the range of 100 to 600 mm on the nose rail tip side from the position of the head width of the nose rail of 30 mm. It is characterized by that.
請求項3は、請求項1または請求項2のクロッシング構造において、
前記ノーズレール側接合部(20)とウイングレール側接合部(30)の幅は、いずれも25mmであることを特徴としている。
Claim 3 is the crossing structure of claim 1 or claim 2,
The widths of the nose rail side joint (20) and the wing rail side joint (30) are both 25 mm .
本発明の請求項1のクロッシング構造によれば、前ノーズレール(12)と後ノーズレール(15)をフラッシュバット溶接で接合するとともに、前ノーズレールと左右のウイングレールをレール底部端においてフラッシュバット溶接で接合して溶接一体構造のクロッシングとすることで、クロッシング構造を強靭化し、耐久性を向上させることができる。 According to the crossing structure of the first aspect of the present invention, the front nose rail (12) and the rear nose rail (15) are joined by flash butt welding, and the front nose rail and the left and right wing rails are flash butt at the rail bottom end. By joining by welding to form a crossing having a welded structure, the crossing structure can be strengthened and durability can be improved.
請求項2のクロッシング構造によれば、ノーズレール(11)で頭部幅30mmから先端側までのレール底部において、ノーズレールと左右のウイングレールの底部端とがフラッシュバット溶接で一体化して強化されるので、列車の車輪が乗り移る際に生じる強い衝撃荷重に耐える構造を得ることができる。 According to the crossing structure of claim 2, the nose rail and the bottom end of the left and right wing rails are integrated and strengthened by flash butt welding at the rail bottom from the head width of 30 mm to the front end side of the nose rail (11). Therefore, it is possible to obtain a structure that can withstand a strong impact load generated when a train wheel changes.
請求項3のクロッシング構造によれば、フラッシュバット溶接により50mmの接合領域が30mmに圧縮された場合に、20mmを余肉幅とすることができる。 According to the crossing structure of the third aspect, when the joining area of 50 mm is compressed to 30 mm by flash butt welding, the extra width can be set to 20 mm.
本発明のノーズレールの実施形態の一例について、図1を参照して説明する。
ノーズレール11は、前ノーズレール12と、右後ノーズレール13,左後ノーズレール14のレール鋼の重なり合う面を長手方向に切削してからアーク溶接で接合した後ノーズレール15から構成されている。前ノーズレール12は、レール鋼又はその鋼片から成り、レール底面に平行な平面方向において、一端に尖頭部を有し、他端に65〜100mmの頭部幅を有する三角レール形状で形成されている。
具体的には、前ノーズレール12は、鋼片もしくは大形のクレーンレールなどから切削して作られ、その片端は、後ノーズレール15のフラッシュバット接合面16と同じ断面形状になるように加工されている。また、フラッシュバット溶接時の底部幅や形状は、先端からフラッシュバット接合面16まで全長同じである。また、全長はフラッシュバット溶接による圧縮減少量を見越して30mm以上長いものが用いられる。
An example of an embodiment of the nose rail of the present invention will be described with reference to FIG.
The nose rail 11 is composed of a front nose rail 12 and a nose rail 15 after cutting the overlapping surfaces of the rail steel of the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14 in the longitudinal direction and then joining them by arc welding. . The front nose rail 12 is made of rail steel or a steel piece thereof, and is formed in a triangular rail shape having a pointed head at one end and a head width of 65 to 100 mm at the other end in a plane direction parallel to the rail bottom surface. Has been.
Specifically, the front nose rail 12 is cut from a steel piece or a large crane rail, and one end thereof is processed to have the same cross-sectional shape as the flash butt joint surface 16 of the rear nose rail 15. Has been. The bottom width and shape at the time of flash butt welding are the same as the entire length from the tip to the flash butt joint surface 16. Further, the total length is 30 mm or more in anticipation of the amount of compression reduction due to flash butt welding.
後ノーズレール15は、右後ノーズレール13と左後ノーズレール14の切削面をアーク溶接で接合することで、前ノーズレール12と同様の断面を一端に有するとともに、右後ノーズレール13及び左後ノーズレール14の先端部分の側辺を延長した交点で形成される三角形の頂角が前ノーズレール12と同じ三角形の角度を有するように形成されている。
すなわち、右後ノーズレール13,左後ノーズレール14は、1m当たりの単重量50kg、60kg、70kg、100kgなどのJIS規格で規定されたレールを台形状になるように配置して、図1に示す長手方向に重なった個所17を機械加工により切削除去し、図2のアーク溶接面18同士をアーク溶接により接合する。
The rear nose rail 15 has a cross section similar to that of the front nose rail 12 at one end by joining the cutting surfaces of the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14 by arc welding, and the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 13. The apex angle of the triangle formed by the intersection extending from the side of the front end portion of the rear nose rail 14 is formed to have the same triangular angle as that of the front nose rail 12.
That is, the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14 are arranged so that rails defined by JIS standards such as single weights of 50 kg, 60 kg, 70 kg, and 100 kg per meter are arranged in a trapezoidal shape as shown in FIG. The portion 17 overlapped in the longitudinal direction shown is cut and removed by machining, and the arc welding surfaces 18 in FIG. 2 are joined by arc welding.
そして、前ノーズレール12と後ノーズレール15とを、頭部幅が65〜100mmのフラッシュバット接合面16の位置でフラッシュバット溶接により接合することで、頭部形状を三角形としたノーズレール11が構成される。
ノーズレール11における三角形状となるクロッシング角θは、表1に示すように、使用用途によりJIS規定のクロッシング番数(4番〜20番)で決められ、クロッシング角θに応じて前ノーズレール12と後ノーズレール15とのフラッシュバット接合面16となる「フラッシュバット接合面の頭部幅」、及び、右後ノーズレール13,左後ノーズレール14のアーク溶接面18となる「アーク溶接部の長さ」がそれぞれ決められている。
The nose rail 11 having a triangular head shape is formed by joining the front nose rail 12 and the rear nose rail 15 by flash butt welding at the position of the flash butt joint surface 16 having a head width of 65 to 100 mm. Composed.
As shown in Table 1, the crossing angle θ that is triangular in the nose rail 11 is determined by the JIS-specified crossing number (Nos. 4 to 20) according to the usage, and the front nose rail 12 according to the crossing angle θ. “The width of the head of the flash butt joint surface” that becomes the flash butt joint surface 16 between the rear rear nose rail 15 and “the arc weld surface of the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14”. Each “length” is determined.
一般にアーク溶接面18の靱性は、フラッシュバット溶接面16よりも低いためフラッシュバット溶接面16よりも長くする必要があり、クロッシング角の一番大きいクロッシング番数4番の場合、アーク溶接面18の長さを100mm以上の110mmとしている。
また、右後ノーズレール13及び左後ノーズレール14に使用するレールの頭部幅は約65mmであり、腹部厚は約16〜17mmとしている。頭部幅が65mmよりも小さいと腹部厚が1m当たりの単重量50kgまたは60kgレールの素材レールよりも薄くなる場合があり、レールよりも縦剛性が低下して強度上問題となる。このため、最少の頭部幅を65mm以上としている。
このように、右後ノーズレール13及び左後ノーズレール14同士の長手方向のアーク溶接面18の長さをフラッシュバット溶接面16よりも長くすること、また、腹部の厚みを素材レールよりも厚くすることを目的として、前ノーズレール12(後ノーズレール15の溶接面16側)の頭部幅を65〜100mmとすることが好適である。
Generally, since the toughness of the arc welding surface 18 is lower than that of the flash butt welding surface 16, it is necessary to make it longer than the flash butt welding surface 16. In the case of the crossing number 4 having the largest crossing angle, the arc welding surface 18 The length is 110 mm which is 100 mm or more.
Moreover, the head width of the rail used for the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14 is about 65 mm, and the abdomen thickness is about 16 to 17 mm. If the head width is smaller than 65 mm, the abdominal thickness may be thinner than a material rail of a single weight 50 kg or 60 kg rail per meter, and the longitudinal rigidity is lower than that of the rail, causing a problem in strength. For this reason, the minimum head width is set to 65 mm or more.
Thus, the length of the arc welding surface 18 in the longitudinal direction between the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14 is made longer than that of the flash butt welding surface 16, and the abdomen is thicker than the material rail. For this purpose, it is preferable that the head width of the front nose rail 12 (the welding surface 16 side of the rear nose rail 15) is 65 to 100 mm.
なお、溶接個所の外側の側面形状は、使用したレールの形状のままである。
また、フラッシュバット溶接面16は接合後に全周を研磨するが、その表面には多少の凹凸が生じ、ここに間隔材や接着材を当てると不密着部が生じて密着強度が低下する。このため、実際にフラッシュバット溶接により接合する具体的な頭部幅は、間隔材を当てる位置がフラッシュバット溶接面16と重ならないように、クロッシング番数に応じて65〜100mmの間で決められている。
In addition, the side shape of the outer side of a welding location is the shape of the used rail.
Further, the entire surface of the flash butt welding surface 16 is polished after joining, but some unevenness is generated on the surface, and when a spacing material or an adhesive is applied to the surface, a non-contact portion is formed and the adhesion strength is lowered. For this reason, the specific head width to be actually joined by flash butt welding is determined between 65 and 100 mm according to the number of crossings so that the position where the spacing material is applied does not overlap the flash butt weld surface 16. ing.
次に、フラッシュバット溶接の手順について、図3を参照しながら説明する。
フラッシュバット溶接の際は、先ず、前ノーズレール12と後ノーズレール15の接合断面をグラインダー等により研磨して金属面を出したのち、フラッシュバット溶接機1の左右可動式クランプ2,2により各レールをセットして接合面16同士を突き当てる。
Next, the flash butt welding procedure will be described with reference to FIG.
At the time of flash butt welding, first, the cross section of the front nose rail 12 and the rear nose rail 15 is polished by a grinder or the like to form a metal surface, and then each of them is moved by the left and right movable clamps 2 and 2 of the flash butt welder 1. A rail is set and the joining surfaces 16 are abutted against each other.
フラッシュバット溶接機1の電源3から各レールに接触配置された電極4を介して端面間に通電し、通電時に生じる抵抗熱で端面を300℃以上に予熱する。フラッシュバット溶接に使用する電流電圧は、普通レールの溶接条件と同様で、普通レール断面積を基準とし、レール断面積の増加割合に比例した値としている。
予熱後、端面同士を離したり密着させたりするフラッシュ間隔は0.1から3mm/sとし、ここで、両端面合計で15mmの溶融を行い、その後に一気に15mm圧縮して接合は終了する。合計の圧縮量は30mmとなる。
このように、フラッシュバット溶接では、接合面16を15mm溶融させた後、更に15mmの圧縮を一気に行うため、接合面16の溶融を伴わない固相溶接であるガス圧接に較べてレールに添加されている合金元素の影響を受けずに接合することができる。
Electricity is passed between the end faces from the power source 3 of the flash butt welder 1 through the electrodes 4 arranged in contact with the rails, and the end faces are preheated to 300 ° C. or more by resistance heat generated during energization. The current voltage used for the flash butt welding is the same as the welding condition of the normal rail, and is a value proportional to the increasing rate of the rail cross-sectional area, based on the normal rail cross-sectional area.
After preheating, the flash interval at which the end faces are separated or brought into close contact with each other is 0.1 to 3 mm / s. Here, the total of both end faces is melted by 15 mm, and after that, compression is performed 15 mm at a stretch and the joining is completed. The total compression amount is 30 mm.
In this way, in flash butt welding, after the joining surface 16 is melted by 15 mm, further compression of 15 mm is performed at once, so that it is added to the rail as compared with gas pressure welding which is solid phase welding without melting the joining surface 16. It is possible to join without being affected by the alloying elements.
フラッシュバット溶接終了後、接合面16の周囲にできた余肉を機械除去し、次に、頭部が所定のクロッシング角になるように切削する。
その後、0.05〜1重量%クロムなどが添加されたレールを使用している場合は、頭部を加熱し、圧縮空気で冷却する硬化熱処理が行なわれ、踏面のショア硬さを57〜60HSにする。
また、クロムが添加されていないレールを使用している場合は、頭部を加熱し、圧縮空気で冷却する硬化熱処理が行なわれ、踏面のショア硬さを50〜56HSにする。
After the flash butt welding is completed, the surplus material formed around the joint surface 16 is mechanically removed, and then the head is cut so as to have a predetermined crossing angle.
Thereafter, when a rail to which 0.05 to 1% by weight of chromium or the like is added is used, a heat treatment for heating the head and cooling with compressed air is performed, and the shore hardness of the tread is set to 57 to 60 HS. To.
In addition, when a rail to which chromium is not added is used, a hardening heat treatment is performed in which the head is heated and cooled with compressed air, and the shore hardness of the tread is set to 50 to 56 HS.
次に、上述の手順で製作したノーズレール11を使用したクロッシング構造について、図4及び図5を参照して説明する。
クロッシング構造は、ノーズレール11と、ノーズレール11に対して両側に配置される右ウイングレール31及び左ウイングレール41とにより構成される。
ノーズレール11には、そのレール底部19の左右端にノーズレール側接合部20がそれぞれ形成されている。右ウイングレール31及び左ウイングレール41には、ノーズレール側接合部20に相対する右ウイングレール31のレール底部端32にウイングレール側接合部30が、左ウイングレール41のレール底部端42にウイングレール側接合部40がそれぞれ形成されている。そして、ノーズレール側接合部20,20とウイングレール側接合部30,40とは、それぞれフラッシュバット溶接で接合されている。
Next, a crossing structure using the nose rail 11 manufactured by the above-described procedure will be described with reference to FIGS.
The crossing structure includes a nose rail 11 and a right wing rail 31 and a left wing rail 41 arranged on both sides of the nose rail 11.
In the nose rail 11, nose rail side joints 20 are formed at the left and right ends of the rail bottom 19. The right wing rail 31 and the left wing rail 41 have a wing rail side joint 30 at the rail bottom end 32 of the right wing rail 31 facing the nose rail side joint 20 and a wing at the rail bottom end 42 of the left wing rail 41. Rail side joints 40 are respectively formed. And the nose rail side junction parts 20 and 20 and the wing rail side junction parts 30 and 40 are joined by flash butt welding, respectively.
続いて、上述したクロッシング構造の製作手順について、図5及び図6を参照して説明する。
ノーズレール11における頭部幅30mmの位置21からノーズレール先端22までの間(ノーズレール先端側における100〜600mmの範囲)のノーズレール左底部端及び右底部端に幅25mmずつの接合領域となるノーズレール側接合部20,20を加工する。
従来のクロッシング構造では、右ウイングレール31の左底部端33と、左ウイングレール41の右底部端43で、ノーズレール11の底部端に相対する部位に対して、全長を幅約30mm分だけ切削して、ウイングレール31,41とノーズレール11との頭部間隔を車輪が通過するのに最適な寸法である約42mmにしていたが、上述の例では、ノーズレール11の接合領域に相対する範囲だけに幅25mmずつの接合領域を残す(点線で表示した底部端から斜線で表示した底部端を残す)加工をすることでノーズレール側接合部20を形成する。
なお、右ウイングレール31及び左ウイングレール41には、予め硬化熱処理したクロムが添加されたレール、又は、予め硬化熱処理したクロムが添加されていないレールが使用される。
Subsequently, a manufacturing procedure of the above-described crossing structure will be described with reference to FIGS.
Between the position 21 of the head width 30 mm in the nose rail 11 and the tip end 22 of the nose rail (in the range of 100 to 600 mm on the tip end side of the nose rail), there is a joining region of 25 mm width at the left bottom end and the right bottom end. The nose rail side joints 20 and 20 are processed.
In the conventional crossing structure, the entire length of the left bottom end 33 of the right wing rail 31 and the right bottom end 43 of the left wing rail 41 is cut by a width of about 30 mm from the portion facing the bottom end of the nose rail 11. In the above example, the head spacing between the wing rails 31 and 41 and the nose rail 11 is about 42 mm, which is an optimal dimension for the wheels to pass. The nose rail side joint portion 20 is formed by performing a process of leaving a joining region having a width of 25 mm only in the range (leaving the bottom end indicated by oblique lines from the bottom end indicated by dotted lines).
The right wing rail 31 and the left wing rail 41 are rails to which chromium that has been hardened and heat-treated in advance is added, or rails that are not pre-hardened and heat treated to be chromium.
先ず、それぞれの接合領域の接合面(ノーズレール側接合部20及びウイングレール側接合部30,40)を、グラインダーで研磨して金属面にする。フラッシュバット溶接機1の左右可動式クランプ2,2によりノーズレール11とウイングレール31,41(図6の例では右ウイングレール31)をセットして接合面(ノーズレール側接合部20とウイングレール側接合部30)同士を突き当てる。
次に、フラッシュバット溶接機1の電源3から各レールの頭部に接触配置された電極4を介して端面間に通電し、通電時に生じる抵抗熱で接合面同士に通電して300℃以上に予熱する。
フラッシュバット溶接に使用する電流電圧は普通レールの溶接条件と同様で、普通レールの場合のレール接合面積を基準とし、レール接合面積の割合に比例した値とし、フラッシュ間隔は0.1から3mm/sとし、溶融長は両端面合計で15mm、圧縮工程で15mmの圧縮としている。
これにより、ウイングレール31,41とノーズレール11との頭部間隔を車輪が通過するのに最適な寸法である約42mmを確保する。
First, the joint surfaces (the nose rail side joint 20 and the wing rail side joints 30 and 40) of each joint region are polished with a grinder to form metal surfaces. The nose rail 11 and the wing rails 31 and 41 (the right wing rail 31 in the example of FIG. 6) are set by the left and right movable clamps 2 and 2 of the flash butt welder 1, and the joint surface (the nose rail side joint 20 and the wing rail). The side joints 30) are abutted against each other.
Next, electricity is applied between the end faces from the power source 3 of the flash butt welder 1 through the electrodes 4 arranged in contact with the heads of the rails, and the joining surfaces are energized to 300 ° C. or more by resistance heat generated during energization. Preheat.
The current and voltage used for flash butt welding is the same as the welding conditions for ordinary rails, and the value is proportional to the ratio of the rail joining area based on the rail joining area for ordinary rails, and the flash interval is 0.1 to 3 mm / s, and the melt length is 15 mm in total for both end faces and 15 mm in the compression process.
Thereby, about 42 mm which is an optimal dimension for a wheel to pass the head space | interval of the wing rails 31 and 41 and the nose rail 11 is ensured.
また、接合領域の幅は25mmずつなので、突き合わせると50mmの幅になるが、フラッシュバット溶接により30mm圧縮されるので20mmの間隔が残ることになる。この間隔には接合時に発生する余肉の逃げ場となる。 Further, since the width of the joining region is 25 mm each, the width becomes 50 mm when they are brought into contact with each other. This interval provides a place for escape of excess material generated during joining.
次に、反対側の左ウイングレール41とノーズレール11とを同様に接合する。
底部端同士のフラッシュバット溶接終了後、接合部の周囲にできた余肉を全て機械加工で除去し、表面を滑らかに仕上げる。
最後に、従来のレール鋼製クロッシングの場合と同様に、所定の位置に間隔材や接着材を介して、締結ボルトとワッシャーとナットで締結してレール鋼製一体クロッシングとする。
Next, the opposite left wing rail 41 and nose rail 11 are joined in the same manner.
After the flash butt welding between the bottom ends, all surplus material around the joint is removed by machining to finish the surface smoothly.
Finally, as in the case of the conventional rail steel crossing, the rail steel integrated crossing is made by fastening with a fastening bolt, a washer and a nut via a spacing member and an adhesive at a predetermined position.
上述したノーズレール11によれば、レール鋼製クロッシングの構成要素であるノーズレールに関して、前ノーズレール12と後ノーズレール15の接合にフラッシュバット溶接を用いてノーズレール11を製作することで、レールの化学組成に影響なく均一な強度を持つ接合面16を得ることができる。
また、熱処理硬度を上げるためにクロムなどの合金元素が添加されたレールを使用した場合でも同様のレール鋼製クロッシングを製作することができ、且つ、踏面ショア硬さを56〜60HSにすることで、車輪との接触による磨耗量を減少させて耐久性を向上させることができる。
According to the nose rail 11 described above, the nose rail 11 is manufactured by using flash butt welding to join the front nose rail 12 and the rear nose rail 15 with respect to the nose rail which is a component of the rail steel crossing. The joint surface 16 having uniform strength can be obtained without affecting the chemical composition.
Moreover, even when using a rail to which an alloy element such as chromium is added in order to increase the heat treatment hardness, a similar rail steel crossing can be manufactured, and the tread shore hardness is set to 56 to 60 HS. The amount of wear due to contact with the wheel can be reduced to improve durability.
更に、上述したノーズレール11を使用し、ノーズレール11の頭部幅30mmの位置21(図6)から先端の底部端(ノーズレール側接合部20とウイングレール側接合部30,40)同士をウイングレール31,41とフラッシュバット溶接で一体化するクロッシング構造とすることで、列車車輪が乗り移る際に生じる強い衝撃荷重に十分耐えるクロッシングを安価に製作することができるとともに、レール鋼製クロッシングの信頼を高めることができる。 Further, using the above-described nose rail 11, the bottom end (the nose rail side joint 20 and the wing rail side joints 30, 40) of the tip from the position 21 (FIG. 6) of the head width 30mm of the nose rail 11 is connected. The crossing structure integrated with the wing rails 31 and 41 by flash butt welding makes it possible to produce a crossing that can sufficiently withstand the strong impact load that occurs when the train wheels are transferred, and at the same time, the reliability of the rail steel crossing. Can be increased.
1…フラッシュバット溶接機、 2…左右可動式クランプ、 3…電源、 4…電極、 10…クロッシングレール(クロッシング構造)、 11…ノーズレール、 12…前ノーズレール、 13…右後ノーズレール、 14…左後ノーズレール、 15…後ノーズレール、 16…フラッシュバット接合面、 18…アーク溶接面、 19…ノーズレール底部端、 20…ノーズレール側接合部、 21…頭部幅30mmの位置、 22…ノーズレール先端、 30…ウイングレール側接合部、 31…右ウイングレール、 32…レール底部、 33…右ウイングレール左底部端、 40…ウイングレール側接合部、 41…左ウイングレール、 42…レール底部、 43…左ウイングレール右底部端、 100…ノーズレール、 101…右ウイングレール、 102…左ウイングレール、 103…間隔材、 104…接着材、 105…締結ボルト、 106…ワッシャー、 107…ナット、 108…前ノーズレール、 109…後ノーズレール、 110…右後ノーズレール、 111…左後ノーズレール、 112…アーク溶接面、 113…ガス圧接接合面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flash butt welder, 2 ... Left-right movable clamp, 3 ... Power supply, 4 ... Electrode, 10 ... Crossing rail (crossing structure), 11 ... Nose rail, 12 ... Front nose rail, 13 ... Right rear nose rail, 14 The left rear nose rail 15 The rear nose rail 16 The flash butt joint surface 18 The arc welding surface 19 The nose rail bottom end 20 The nose rail side joint 21 The head width 30 mm position 22 ... Nose rail tip, 30 ... Wing rail side joint, 31 ... Right wing rail, 32 ... Rail bottom, 33 ... Right wing rail left bottom end, 40 ... Wing rail side joint, 41 ... Left wing rail, 42 ... Rail Bottom, 43 ... Left wing rail, right bottom end, 100 ... Nose rail, 101 ... Right wing Rail: 102: Left wing rail, 103: Spacing material, 104: Adhesive material, 105: Fastening bolt, 106: Washer, 107: Nut, 108: Front nose rail, 109 ... Rear nose rail, 110: Right rear nose rail, 111 ... Left rear nose rail, 112 ... Arc welding surface, 113 ... Gas pressure welding surface.
Claims (3)
右後ノーズレールと左後ノーズレールの前ノーズレール側の側面同士をアーク溶接で所定の長さのアーク溶接面を形成するように接続して後ノーズレールとし、
前記前ノーズレールと前記後ノーズレールとをフラッシュバット溶接で所定の長さのフラッシュバット接合面を形成するように接合してノーズレールとし、
前記ノーズレールで頭部幅30mm以下となる範囲のレール底部の左右端にノーズレール側接合部をそれぞれ形成し、該ノーズレール側接合部に相対する右ウイングレール及び左ウイングレールのレール底部端にウイングレール側接合部をそれぞれ形成し、前記ノーズレール側接合部と前記ウイングレール側接合部とをそれぞれフラッシュバット溶接で接合し、
前記アーク溶接面の長さをフラッシュバット接合面の長さよりも長く設定すると共に、
前記ノーズレール側接合部とウイングレール側接合部との合計幅を、フラッシュバット溶接時の圧縮幅と余肉の逃げ場となる部分の余肉幅とから構成する
ことを特徴とするクロッシング構造。 A crossing structure including a front nose rail, a right rear nose rail and a left rear nose rail connected to the front nose rail, and left and right wing rails,
By connecting the side surfaces of the right rear nose rail and the left rear nose rail on the front nose rail side so as to form an arc welding surface of a predetermined length by arc welding, a rear nose rail is formed .
The front nose rail and the rear nose rail are joined to form a flash butt joint surface of a predetermined length by flash butt welding to form a nose rail,
Nose rail side joints are respectively formed on the left and right ends of the rail bottom within the range of the head width of 30 mm or less at the nose rail, and the right wing rail and the left wing rail at the rail bottom end opposite to the nose rail side joint. Forming a wing rail side joint, respectively, joining the nose rail side joint and the wing rail side joint by flash butt welding ,
While setting the length of the arc welding surface longer than the length of the flash butt joint surface,
The total width of the nose rail side joint and the wing rail side joint is composed of a compression width at the time of flash butt welding and a surplus width of a portion that serves as a surplus escape area. Crossing structure.
前記ノーズレールの頭部幅30mmの位置からノーズレール先端側における100〜600mmの範囲である請求項1に記載のクロッシング構造。 The joint region between the nose rail side joint and the wing rail side joint is:
The crossing structure according to claim 1, wherein the crossing structure is in a range of 100 to 600 mm on a tip end side of the nose rail from a position having a head width of 30 mm of the nose rail.
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