CN108437695A

CN108437695A - 重载铁路货车轮轴系统

Info

Publication number: CN108437695A
Application number: CN201810225588.9A
Authority: CN
Inventors: 赵雷; 刁克军; 张澎湃; 程平; 王群娣; 刘凤山; 李力新; 陈广胜; 宋世勇
Original assignee: CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Current assignee: CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2018-08-24

Abstract

本发明提出一种重载铁路货车轮轴系统，包括车轴，对称设置于车轴两端的车轮以及轴承，所述车轮包括轮辋、轮毂以及设置于所述轮辋与所述轮毂之间的辐板，所述轮辋内侧面设置有至少一个可降低车轮转动噪音的降噪部，所述降噪部为具有蜂窝孔的块体。该发明的轮轴系统拆解简单防拉伤，降低了轴承组成与车轴本体以及车轮本体与车轴本体之间的微振腐蚀，降低了踏面等效锥度的磨耗率和踏面制动导致的热应力，提高了车轮本体的散热能力和轮辋抗磨性。

Description

重载铁路货车轮轴系统

技术领域

本发明属于重载铁路运输领域，尤其涉及一种重载铁路货车的轮轴系统。

背景技术

目前，随着铁路货物运输的发展，重型特种设备和日常生活用品的运输越来越频繁，为增加铁路货物运输能力，提高线路利用效率，从而需要提高单次运输的载重能力。根据目前的国内铁路货物运输，主要以25吨为主，少量线路27吨，载重量最大为80吨，而且存在车轴挠曲变形，密封脱出问题，车轮本体的径向刚度大，退卸时易拉伤轮座，车轮直径小，磨耗速度高，热容量小，车轮的踏面损伤和磨耗恶劣，车轴本体和轴承的受力条件恶劣，相互之间配合面的微振腐蚀严重。未以整体的角度考虑三者之间的关系，导致了整体系统的检修周期短，退卸频率高，寿命低，成本高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种重载铁路货车轮轴系统，该发明的轮轴系统拆解简单防拉伤，降低了轴承组成与车轴本体以及车轮本体与车轴本体之间的微振腐蚀，降低了踏面等效锥度磨耗率和踏面制动导致的热应力，提高了车轮本体的散热能力和轮辋抗磨性。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种重载铁路货车轮轴系统，包括车轴，对称设置于车轴两端的车轮以及轴承，所述车轮包括轮辋、轮毂以及设置于所述轮辋与所述轮毂之间的辐板，所述轮辋内侧面设置有至少一个可降低车轮转动噪音的降噪部，所述降噪部为具有蜂窝孔的块体。

作为本发明的进一步优化，所述降噪部为蜂窝铝块。

作为本发明的进一步优化，所述辐板为多段圆弧顺次平滑相接，以提高车轮的径向韧性。

作为本发明的进一步优化，所述轴承包括外圈和内圈，其中，所述外圈与所述内圈之间设置有密封。

作为本发明的进一步优化，所述密封包括外密封和内密封，所述外密封与所述内密封的相接处呈U型，以缓解内部空间与外部空间的压力差。

作为本发明的进一步优化，所述外圈两侧沿径向形成有凹口，所述外密封的上部卡入至所述凹口。

作为本发明的进一步优化，所述轮毂靠近所述辐板的一侧设置有注油孔。

作为本发明的进一步优化，所述车轮与所述车轴之间过盈配合，且所述车轮与所述车轴相接处错位形成有凸悬空间，以减少所述车轮与所述车轴之间的微振腐蚀。

作为本发明的进一步优化，所述车轴包括轴身，顺次连接于所述轴身两端的轴座，以及连接于所述轴座的轴颈，其中，所述轴座上过盈配合所述车轮。

作为本发明的进一步优化，所述外圈设置有用于安装传感器的传感器安装孔，以检测故障。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

1、本发明的重载铁路货车轮轴系统，其在轮辋上设置有降噪部，该降噪部的设置，有效的降低了噪声，增加了踏面制动产生的热能传播；

2、本发明的重载铁路货车轮轴系统，其轮缘采用硫化物和氧化物的渗透处理，增加了曲线、道岔工况下的润滑性能，并具有纳米分子自我修复机能；踏面采用了动力学最优的踏面曲线方程，提高了整体的运动性能；

3、本发明的重载铁路货车轮轴系统，其轴承密封采用为非接触密封结构，具有低扭矩，低摩擦的性能，并且通过内外密封的凹凸相配设置，使轴承内外空间形成压力差，在一吸一呼中，隔绝了水和灰尘的进入。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明重载铁路货车轮轴系统的结构示意图；

图2为本发明重载铁路货车轮轴系统中车轮的剖视图；

图3为本发明重载铁路货车轮轴系统中轴承的结构示意图；

图4为图3中密封处的放大图；

图5为本发明重载铁路货车轮轴系统中车轴的结构示意图。

以上各图中：10、车轴；11、轴身；12、轮座；13、轴颈；20、车轮；21、轮辋；22、辐板；23、降噪部；24、轮缘；25、踏面；26、注油孔；27、轮毂；30、轴承；31、外圈；32、内圈；33、中隔圈；34、密封；35、滚子；36、后挡；37、前盖。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明提供了一种重载铁路货车轮轴系统，该重载铁路货车轮轴系统包括车轴10，对称设置于车轴10两端的车轮20以及轴承30，所述车轮20包括轮辋21、轮毂27以及设置于所述轮辋21与所述轮毂27之间的辐板22，所述轮辋21内侧面设置有至少一个可降低车轮转动噪音的降噪部23，所述降噪部23为具有蜂窝孔的块体。

在本发明的技术方案中，通过设置有具有蜂窝孔的块体降噪部，不仅有效的降低了噪声，而且提升了车轮整体的散热性能，增加了踏面制动产生的热能传播。

上述优选的，所述降噪部23为蜂窝铝块，该蜂窝铝块优选为3～25块，厚度15mm～30mm，宽度10mm～15mm，以进一步提高散热能力，并有效降低噪声。

另外，降噪部23可通过紧固螺栓固定于轮辋上；轮辋21的外表面包括轮缘24和踏面25，其外表面横截面的形状为与钢轨接触应力较优的形状，由圆弧和直线，或圆弧、直线和高次曲线光滑过渡连接。举一具体实施例，踏面25与CN70钢轨接触点±3mm内，等效锥度为0.25～0.3，为增加耐磨性，轮辋厚度至少50mm以上，宽度要130mm～150mm内。为减少轮缘磨耗，轮缘采用润滑耐磨梯度渗透处理，增加润滑性。而所述辐板22也优选为多段圆弧顺次平滑相接，以提高车轮的径向韧性，并且该辐板22通过圆弧相接的方式，进一步提高了车轮整体的径向塑形变形和轴向刚度，减少了振动，提高了散热能力。

如图3和图4所示，本发明所述轴承30包括外圈31和内圈32，其中外圈31为整体式，内圈32为分体式，内圈32的分体式中间设置有中隔圈33，其中，所述外圈31与所述内圈32之间设置有密封34。详细如图4所示，所述密封34包括外密封341和内密封342，所述外密封341与所述内密封342的相接处呈U型，以缓解内部空间与外部空间的压力差。另外，所述外圈31两侧沿径向形成有凹口311，所述外密封341的上部卡入至所述凹口311。

所述外圈31设置有用于安装传感器的传感器安装孔38，以检测故障。通过安装传感器，形成高效的故障诊断机制，并与其它端形成诊断网络，利用故障规则，保证系统的安全。轴承前盖和后挡，根据流体学，考虑下部气流方向，利于外部杂质排除，设计成斜导流面。

另外，轴承30还进一步包括前盖37、后挡36和对称设置于中隔圈两侧的滚子35。其中，后挡和前盖外径面采用斜面结构，有效防止外部灰尘和水的进入，并促进其流动；PA66材质的防护隔圈过盈装入内圈大端内径面内；轴端通过螺栓紧固，与后挡共同作用限制轴承的内圈移动。车轮通过设置合理的过盈量，使其与车轴本体紧固一起，防止其轴向移动。

具体的，上述凹口311优选为距外圈外部端面10mm～20mm内，密封中的外密封为钢板与橡胶硫化而成，外密封的上部凸台卡入外圈凹口，下部呈型，内密封为钢板采用机械方式塑形，头部呈型，中部呈水平，尾部呈小于90°的倾斜度，外密封下部与内密封头部互插，形成小间隙密封。该种设置，防止了外部杂质、水和灰尘等的进入，尾部具有弯折边，该弯折边设有一定倾斜角度，以阻止轴承内部旋转带来的油脂飞出，有利于油脂的回流，内密封中部与内圈的大端面过盈配合，以起到密封的作用。同时，通过内密封与外密封U型连接并互成迷宫，使内外空间形成压力差，在一吸一呼中，隔绝水和灰尘的进入。

另外，所述轮毂27靠近所述辐板22的一侧设置有注油孔26，以用于车轮注油安装和退卸。

如图5所示，所述车轴10包括轴身11，顺次连接于所述轴身11两端的轴座12，以及连接于所述轴座12的轴颈13，其中，所述轴座13上过盈配合所述车轮20。所述车轮20与所述车轴10之间过盈配合，且所述车轮20与所述车轴10相接处错位形成有凸悬空间，以减少所述车轮20与所述车轴10之间的微振腐蚀。在现有技术，微振腐蚀形成的主要原因在于两个接触面间相对反复微小滑动而产生的磨损在滚道面和滚动体的接触部分上产生，而本发明通过预留凸悬空间，减少了因过盈配合钢钢接触的微振腐蚀；轴承与车轴，同样采用了凸悬结构和防护隔圈的结构，内圈和轴颈和内圈端面和后挡端面接触产生的磨蚀。

通过本发明的上述系统，拆解简单防拉伤，车轴受力均匀，且消除了应力集中，降低了轴承与车轴，车轮与车轴之间的微振腐蚀，降低了踏面等效锥度磨耗率和踏面制动导致的热应力，提高了车轮的散热能力和轮辋抗磨性；降低了轴承密封脱出的概率和轮轨尖噪声，提高了轴承防护，以及通过传感器的状态实时检测，从而保证了系统的长寿命，免维护，低成本，进一步提高了运输安全。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种重载铁路货车轮轴系统，包括车轴，对称设置于车轴两端的车轮以及轴承，其特征在于：所述车轮包括轮辋、轮毂以及设置于所述轮辋与所述轮毂之间的辐板，所述轮辋内侧面设置有至少一个可降低车轮转动噪音的降噪部，所述降噪部为具有蜂窝孔的块体。

2.根据权利要求1所述的重载铁路货车轮轴系统，其特征在于：所述降噪部为蜂窝铝块。

3.根据权利要求1所述的重载铁路货车轮轴系统，其特征在于：所述辐板为多段圆弧顺次平滑相接，以提高车轮的径向韧性。

4.根据权利要求1所述的重载铁路货车轮轴系统，其特征在于：所述轴承包括外圈和内圈，其中，所述外圈与所述内圈之间设置有密封。

5.根据权利要求4所述的重载铁路货车轮轴系统，其特征在于：所述密封包括外密封和内密封，所述外密封与所述内密封的相接处呈U型，以缓解内部空间与外部空间的压力差。

6.根据权利要求5所述的重载铁路货车轮轴系统，其特征在于：所述外圈两侧沿径向形成有凹口，所述外密封的上部卡入至所述凹口。

7.根据权利要求1所述的重载铁路货车轮轴系统，其特征在于：所述轮毂靠近所述辐板的一侧设置有注油孔。

8.根据权利要求1所述的重载铁路货车轮轴系统，其特征在于：所述车轮与所述车轴之间过盈配合，且所述车轮与所述车轴相接处错位形成有凸悬空间，以减少所述车轮与所述车轴之间的微振腐蚀。

9.根据权利要求1所述的重载铁路货车轮轴系统，其特征在于：所述车轴包括轴身，顺次连接于所述轴身两端的轴座，以及连接于所述轴座的轴颈，其中，所述轴座上过盈配合所述车轮。

10.根据权利要求1所述的重载铁路货车轮轴系统，其特征在于：所述外圈设置有用于安装传感器的传感器安装孔，以检测故障。