《科技创新与品牌》杂志社创新成果

陈力求依靠创新解决铁轨连接难题



陈力求



        列车在铁路上行驶的时候,总是会发出“咯噔咯噔”的响声。因为铁路钢轨是一段一段的,当列车车轮从钢轨接头缝隙处轧过时便产生了严重振动的响声。然而,响声并不是铁路钢轨最大的问题,钢轨接头才是所有线路轨道结构的薄弱环节。钢轨接头不仅使线路变形加剧,而且缩短钢轨的使用寿命,并直接影响到安全性,是提高线路质量的制约因素。正是由于钢轨接头造成的极大危害,本文的主人公陈力求先生所发明的“插接式无鱼尾板钢轨接头连接器”(专利号:ZL200710144980.2)对解决这个问题才显得尤为重要。
        据了解,当前国内外的铁路钢轨接头的连接主要是以鱼尾板连接的方式为主,近百年来还有采用减振夹板连接及对称斜平面或对称斜梯面带钢轨接头夹板连接的形式。采用鱼尾板连接钢轨接头存在以下问题:1.鱼尾板钢轨螺栓孔存在裂纹问题,因机车车辆经几亿公里的运行负荷,冲击加载的疲劳伤损导致裂纹发生、扩展以至断裂,特别是铁路提速重载以后,此情况更加严重。据铁路有关部门对电气化重载组合列车开行后钢轨螺孔裂损数量统计分析,在发生重伤钢轨中,螺孔裂损分别占40%~70.52%,且呈逐年递增状态,裂损方向一般与水平线成45度交角,严重时能将轨头揭掉。2.由于螺栓孔四周受拉力最大,同时夹板范围内的螺孔还易腐蚀,更加剧了钢轨头的疲劳损伤。3.当机车车辆通过钢轨头时,车轮对钢轨头冲击力较大,使钢轨头处产生扣嘴、低塌、剥离等问题,严重时还会引起铁路线路翻浆、冒泥等不良后果,加大了车辆和铁路线路的维修工作量,同时还会影响旅客乘车的舒适度。采用减振夹板连接及对称平面或对称斜梯面带钢轨接头夹板的连接形式存在装配工作量大,接头变形处承载力差的问题。
为了解决这些问题,从事铁路教研工作直至退休的陈力求先生通过数年来的认真分析、深入研究,终于发明了“插接式无鱼尾板钢轨接头连接器”。



插接式无鱼尾板钢轨接头连接器示意图


        陈力求先生研制的“插接式无鱼尾板钢轨接头连接器”(也叫新型调节器),具有结构设计合理、承载能力强,调整、维护工作量小的特点,同时还具有消振功能,可消减钢轨在热胀冷缩中,接头伸缩间隙范围大的要求;由于钢轨在不同温度下会产生热胀冷缩现象,使钢轨接头伸缩变化产生大小不同的间距,该发明可使钢轨在0~250mm范围内变化,不影响机车车辆的正常运行,这样可以消减钢轨接头的维护、换轨次数;动轨与静轨采用过渡配合连接,可使动、静轨接头处在车轮的压力变化下同步升降,当车轮驶过动、静接头部分时,可使车轮与踏面平滑接触,使车轮通过钢轨接头时保证安全、无冲击,可连续平稳驶过。
        陈力求先生的这项发明不仅仅让高速列车、重载列车安全行驶并消除了各种隐患,不再有车轮与钢轨的摩擦和振动声,还解决了铁路钢轨接头采用鱼尾板连接方式存在的一系列问题。由于其承载力强,调整、维护工作量小,消振性能好,还将适应于高速铁路、城轨、地铁、隧道、桥梁、客货站场的建设使用,因而该产品的研制成功,将对我国乃至世界轨道交通建设带来很大变革。