Empalmes Forjados para Rieles Ligeros y Pesados

Un empalme forjado para rieles ligeros y pesados es un conector de acero fabricado mediante un proceso de forjado, instalado en los extremos de los rieles y que utiliza pernos de alta resistencia para conectar dos rieles en una vía continua. Los empalmes para rieles ligeros y pesados difieren en tamaño, resistencia y diseño para adaptarse a diferentes tipos de rieles (como menos de 50 kg/m para rieles ligeros y 50-75 kg/m para rieles pesados) y condiciones de operación. El proceso de forjado asegura que el empalme tenga alta resistencia, tenacidad y resistencia a la fatiga, cumpliendo con los altos requisitos de carga y vibración de la operación ferroviaria.

Según el tipo de riel, la estructura y el uso, los empalmes forjados se pueden dividir en los siguientes tipos:

（1）Empalmes para Rieles Ligeros

• Características：
  • Adaptados a tipos de rieles ligeros, como rieles de 43 kg/m, 50 kg/m o menos (comunes en trenes ligeros urbanos o ferrocarriles mineros).
  • Tamaño más pequeño, longitud de aproximadamente 400-600 mm, espesor de 10-15 mm, peso de 5-10 kg/par.
  • El número de orificios para pernos suele ser de 4, con un diámetro de 22-26 mm, equipados con pernos M20-M24.
• Escenarios de aplicación：Trenes ligeros urbanos, tranvías, ferrocarriles industriales, ferrocarriles mineros.
• Ventajas：Peso ligero, fácil instalación, bajo costo.
• Desventajas：Baja resistencia, no apto para ferrocarriles de alta velocidad o carga pesada.

（2）Empalmes para Rieles Pesados

• Características：
  • Adaptados a tipos de rieles pesados, como rieles de 50 kg/m, 60 kg/m, 75 kg/m (comunes en trenes de alta velocidad, ferrocarriles de carga).
  • Tamaño más grande, longitud de aproximadamente 600-820 mm, espesor de 15-20 mm, peso de 10-20 kg/par.
  • El número de orificios para pernos es de 4 o 6, con un diámetro de 26-30 mm, equipados con pernos de alta resistencia M24-M30 (clase 10.9).
• Escenarios de aplicación：Ferrocarriles de alta velocidad (trenes de alta velocidad), ferrocarriles de carga pesada, ferrocarriles de línea principal.
• Ventajas：Alta resistencia, resistencia a la fatiga, adecuado para alta carga por eje (>20 toneladas) y alta velocidad (>200 km/h).
• Desventajas：Peso más pesado, mayores costos de procesamiento e instalación.

（3）Empalmes Aislantes

• Características：
  • Utilizados para el aislamiento de circuitos de vía, previniendo cortocircuitos, utilizando materiales compuestos de alta resistencia o acero con tratamiento de aislamiento superficial.
  • El tamaño y la posición de los orificios son los mismos que los de los empalmes ordinarios, pero la superficie está recubierta con una capa aislante (como un recubrimiento epoxi) o se utilizan arandelas no conductoras.
• Escenarios de aplicación：Áreas de control de señal, áreas de circuitos de vía.
• Ventajas：Combina funciones de conexión y aislamiento, asegurando la estabilidad del sistema de señalización.
• Desventajas：Alto costo, la capa aislante debe inspeccionarse periódicamente.

（4）Empalmes Especiales

• Características：
  • Diseño personalizado, como empalmes ensanchados (para mejorar la estabilidad lateral) o empalmes de transición (para conectar diferentes tipos de rieles, como de 50 kg/m a 60 kg/m).
  • Se pueden equipar con placas de amortiguación o dispositivos de amortiguación para reducir la vibración y el ruido.
• Escenarios de aplicación：Áreas de desvíos, vías de puentes o condiciones de trabajo especiales.
• Ventajas：Adaptación a entornos complejos, optimización del rendimiento.
• Desventajas：Procesamiento complejo, alto costo.

Materiales y Características Estructurales

• Materiales：
  • Acero al carbono：Q235 (límite elástico de 235 MPa) utilizado para empalmes de rieles ligeros, Q345 (límite elástico de 345 MPa) utilizado para empalmes de rieles pesados.
  • Acero aleado：Como 40Cr, acero 45#, resistencia a la tracción de 600-800 MPa, adecuado para empalmes de rieles pesados de alta resistencia.
  • Acero inoxidable：304/316, resistente a la corrosión, adecuado para ambientes costeros o de alta humedad.
  • Densidad：Aproximadamente 7850 kg/m³ (acero al carbono/acero aleado), 7800 kg/m³ (acero inoxidable).
  • Tratamiento superficial：Galvanizado en caliente (espesor 60-80 μm) o recubrimiento por pulverización (80-120 μm) para protección contra la corrosión, algunos utilizan tratamiento de fosfatado para mejorar la resistencia al desgaste.
• Diseño estructural：
  • Forma：Forma de cola de pez, simétrica arriba y abajo, estrechándose en el medio, ensanchándose en ambos extremos, ajustándose al alma del riel.
  • Tamaño：Longitud 400-820 mm, ancho 120-150 mm, espesor 10-20 mm, adaptado al tipo de riel (como 50 kg/m, 60 kg/m).
  • Orificios para pernos：4-6, diámetro del orificio 22-30 mm, distancia entre orificios 100-150 mm, tolerancia ±0.2 mm.
  • Resistencia：Resistencia a la tracción >600 MPa, resistencia al corte >300 MPa, cumple con los estándares UIC 864 o TB/T 2345.
  • Holgura：Se deja un espacio de 1-2 mm entre el empalme y el riel para permitir la expansión y contracción térmica (cambio de temperatura ±40 °C).