CN113547878B - 一种轨道交通用弹性车轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轨道交通用弹性车轮,包括轮箍以及同轴设于轮箍内的轮心,所述轮箍和轮心之间设有压环,所述轮箍、轮心和压环之间形成环形内腔,所述环形内腔内设有适于将轮箍和轮心相隔开的具有弹性阻尼性能的减震部,所述压环的远离环形内腔的一侧与所述轮心之间设有适于限制压环沿轴向移动的挡圈,所述压环靠近轴心的一侧与所述轮心之间设有适于限制压环沿周向转动的锁紧结构。本发明的弹性车轮,结构合理,便于组装和拆卸,降低运营维护成本,同时能够节约车轮安装空间的,具有高减振降噪性能和安全可靠性。

Description

一种轨道交通用弹性车轮
技术领域
本发明涉及轨道交通零部件技术领域,尤其涉及一种轨道交通用弹性车轮。
背景技术
城市轨道交通因其经济、环保、便捷的优点,成为解决城市交通拥堵问题的重要选择。传统轨道车辆大多采用刚性车轮,运行过程中产生的轮轨噪声和振动对沿线居民造成了很大的影响。据估计,70%以上的列车运行噪音与车轮-轨道的随机接触冲击相关,主要包括轮-轨接触形貌不规则引起的冲击、轮-轨接触滑移、轨道几何不规则(道岔、轨接头)与线路不规则引起的瞬态运动改变、制动引起的运动瞬态改变与轮轨摩擦滑移等,涉及冲击力、冲击时间、振动强度、音传递环境等诸因素。弹性车轮,作为一种减振降噪车轮,是世界轨道交通领域倍受关注的科技产品。
弹性车轮在车轮的轮箍与轮心之间嵌装减振橡胶,使金属脱离直接接触。在车辆运行时,减振橡胶依靠其减振阻尼作用,将轮辋和辐板的振动转化为热能吸收,从而有效缓和轮轨振动,降低车辆行驶时的噪音。
弹性车轮的轮心和压环在组装状态下是相对固定的。目前国内的弹性车轮主要通过采用传统的长螺栓连接轮心和压环,对紧固件的强度和使用寿命要求较高,一般在更换橡胶件时,需要同时更换紧固件。同时,由于螺纹孔的存在,压环厚度必须增加以保证足够的强度,增加了车轮的重量,也浪费了车轮辐板处的安装空间。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处而提出一种轨道交通用弹性车轮,结构合理,便于组装和拆卸,降低运营维护成本,同时能够节约车轮安装空间的,具有高减振降噪性能和安全可靠性。
实现本发明目的技术方案是:
一种轨道交通用弹性车轮,包括轮箍以及同轴设于轮箍内的轮心,所述轮箍和轮心之间设有压环,所述轮箍、轮心和压环之间形成环形内腔,所述环形内腔内设有适于将轮箍和轮心相隔开的具有弹性阻尼性能的减震部,所述压环的远离环形内腔的一侧与所述轮心之间设有适于限制压环沿轴向移动的挡圈,所述压环靠近轴心的一侧与所述轮心之间设有适于限制压环沿周向转动的锁紧结构。
进一步地,所述锁紧结构包括分别设于所述轮心上的第一凹槽以及设于所述压环对应位置上的第二凹槽,所述第一凹槽和第二凹槽形成一个限位腔,所述限位腔内设有相适配的限位销。
进一步地,所述第一凹槽和第二凹槽半径相同且均为半圆柱形。
进一步地,所述轮心上设有两个所述第一凹槽,且所述第一凹槽沿轮心的对角设置。
进一步地,所述环形内腔和减震部的横截面均为左右对称的V型结构,所述减震部设有多个并沿所述环形内腔均匀分布。
进一步地,所述减震部的底部与所述轮心之间设有间隙。
进一步地,所述减震部为压缩后的减震橡胶。
进一步地,所述轮心靠近压环远离减震部的一侧沿周向设有环形凹槽,所述挡圈的内圈嵌入所述环形凹槽内,外圈的直径大于所述压环的内径。
进一步地,所述轮箍的一侧沿周向对称固定安装有导线安装板,所述轮心的同一侧固定安装有连接导线,所述连接导线的另一端与导线安装板固定相连。
进一步地,所述轮心的内孔处设有注油孔,所述注油孔内设有螺堵。
采用了上述技术方案,本发明具有以下的有益效果:
(1)本发明的第一个目的是通过轮心、轮箍和压环构成一个环形内腔,并通过挡圈实现相对固定,通过设置具有弹性阻尼性能的减震部,从而将轮心和轮箍相隔开,杜绝两者接触,利用减震部的阻尼特性来缓和轮轨振动冲击,降低轮轨噪声,提高乘坐舒适性。第二个目的是利用挡圈限制压环沿轴向相对位移,通过减震部的弹力胀紧压环、轮心和轮箍,从而限制三者的相对位移,避免了螺纹连接失效和螺栓孔附近应力集中的问题,提高了车轮的安全性和稳定性;同时,由于本发明中的压环不需要加工螺纹孔,可以在保证安全性的前提下降低压环的体积和重量,节约了车轮辐板处的安装空间,便于安装和拆卸,降低运营维护成本。第三个目的是通过设置锁紧结构,限定了压环和轮心之间的周向位移,极大降低车轮迟缓的可能性,避免车轮迟缓而导致减震部与轮心或轮箍接触面发生位移而温度升高、摩擦系数降低的问题以及相邻减震部之间相互接触挤压导致减震部失效。
(2)本发明的锁紧结构采用相对设置的第一凹槽和第二凹槽形成一个限位腔,并在限位腔内安置限位销,从而形成一个无需螺栓且结构简洁的锁紧结构,并且结构牢固,实现限制压环沿轮心周向位移,避免车轮迟缓。
(3)本发明的第一凹槽和第二凹槽均为半圆柱形,加工方便,所形成的的限位腔为圆柱形,对应的限位销也是圆柱形,方便安装,简化组装和拆卸工序。
(4)本发明的轮心上设有两个所述第一凹槽,且两个第一凹槽沿轮心的对角设置,进一步提高锁紧结构的限位作用,确保压环不会沿周向转动。
(5)本发明环形内腔和减震部的横截面均为左右对称的V型结构,进一步起到对减震部的限位作用,防止减震部发生轴向位移,同时采用左右对称的结构并且减震部均匀分布于环形内腔中,保证减震部能够发挥稳定的缓和轮轨振动冲击的作用。
(6)本发明通过在减震部的底部和轮心之间设置间隙,在拆解车轮时,为压环提供移动空间,只需将压环沿轴向向车轮内侧(轮缘侧)压,即可撬出挡圈,方便拆卸。
(7)本发明的减震部为减震橡胶,是一种优异的弹性阻尼材料,具有优异的减震功能,同时成本相对较低。
(8)本发明通过设置环形凹槽,为挡圈提供锁紧安装空间,挡圈的外径大于压环的内径,从而实现限定压环轴向移动的作用。
(9)本发明通过设置导线安装板便于安装连接导线,从而实现车轮的接地回流。
(10)本发明通过设置注油孔以及用于堵住注油孔的螺堵,从而实现车轮与车轴的过盈配合压装和退轮。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中:
图1为本发明的结构示意图;
图2为图1的A-A面剖视图;
图3为图1的B-B面局部剖视图。
附图中的标号为:
轮箍1、轮心2、环形凹槽2-1、第一凹槽2-2、压环3、第二凹槽3-1、减震部4、挡圈5、锁紧结构6、限位销6-1、导线安装板7、连接导线8、注油孔9、螺堵10。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
(实施例1)
如图1至图3所示的轨道交通用弹性车轮,包括轮箍1、轮心2、压环3、减震部4、挡圈5和锁紧结构6。轮心2同轴设于轮箍1内,压环3设于轮箍1和轮心2之间,挡圈5设于压环3的左侧,从而限制压环3沿轴向移动,锁紧结构6设于压环3的底部与轮心2之间,从而限制压环3沿周向转动。轮箍1、轮心2和压环3共同形成一个环形内腔,减震部4具有弹性阻尼性能,并设于环形内腔内,从而将轮箍1和轮心2相隔开,杜绝两者接触,利用减震部4的阻尼特性来缓和轮轨振动冲击,降低轮轨噪声,提高乘坐舒适性。此外,利用挡圈5限制压环3沿轴向相对位移,通过减震部4的弹力胀紧压环3、轮心2和轮箍1,从而限制三者的相对位移,避免了传统弹性车轮结构中螺纹连接失效和螺栓孔附近应力集中的问题,提高了车轮的安全性和稳定性。在本实施例中,由于压环3不需要加工螺纹孔,可以在保证安全性的前提下降低压环3的体积和重量,节约了车轮辐板处的安装空间,便于安装和拆卸,降低运营维护成本。通过设置锁紧结构6,限定了压环3和轮心2之间的周向位移,极大降低车轮迟缓的可能性,避免车轮迟缓而导致减震部4与轮心2或轮箍1接触面发生位移而温度升高、摩擦系数降低的问题,以及相邻减震部4之间相互接触挤压导致减震部4失效,提高减震效果的稳定性。
具体地,轮心2靠近压环3远离减震部4的一侧沿周向设有横截面为半圆形的环形凹槽2-1,为挡圈5提供锁紧安装空间,挡圈5为横截面为圆形的并具有开口的圆环,挡圈5的内圈嵌入环形凹槽2-1内,外圈的直径大于压环3的内径,从而实现限定压环3轴向移动的作用。通过将环形凹槽2-1设置为半圆形,能够有效降低挡圈5锁紧接触传递的应力,延长挡圈5的使用寿命。
减震部4为压缩后的减震橡胶,是一种优异的弹性阻尼材料,具有优异的减震功能,同时成本相对较低。环形内腔和减震部4的横截面均为左右对称的V型结构,进一步起到对减震部4的限位作用,防止减震部发生轴向位移。减震部4设有多个并沿环形内腔均匀分布,保证减震部4能够发挥稳定的缓和轮轨振动冲击的作用。减震部4的底部与轮心2之间设有间隙,在拆解车轮时,为压环3提供移动空间,只需将压环3沿轴向向车轮内侧(轮缘侧)压,以撬出挡圈5,拆卸方便。
弹性车轮运行时,需保证轮心2、压环3和轮箍1之间周向位置相对固定,避免车轮迟缓,即三者周向位置发生改变。车轮的迟缓会导致减振橡胶与金属件接触面发生位移而温度升高,摩擦系数降低,或者块状减振橡胶的非接触面之间相互接触挤压导致橡胶失效。一般情况下,车轮迟缓值,即轮心2、压环3和轮箍1的相对位移超过一定数值,即认为弹性车轮失效,需要更换。同时,由于轮心2与压环3之间的接触面较小,且实际设计中无法做到很大的过盈量,如果不能限制二者的周向位移,会加大弹性车轮发生迟缓的可能性。因此本实施例设置有锁紧结构6,包括限位销6-1,压环3的内圈沿对角方向各设有一个第二凹槽3-1,轮心2与压环3相配合的面上设有分别与两个第二凹槽3-1相对应的第一凹槽2-2,第一凹槽2-2和第二凹槽3-1结构相同且均为长度30~40mm半圆柱形,加工方便。第一凹槽2-2和第二凹槽3-1形成一个圆柱形限位腔,限位销6-1为与限位腔相适配的圆柱形,方便安装,简化组装和拆卸工序,从而实现一个无需螺栓且结构简洁的锁紧结构6,并且结构牢固,实现限制压环3沿轮心2周向位移,避免车轮迟缓。
为了实现车轮的接地回流,轮箍1的左侧沿周向对称固定安装有导线安装板7,轮心2的同一侧固定安装有连接导线8,连接导线8的另一端与导线安装板7固定相连。
为了实现车轮与车轴的过盈配合压装和退轮,轮心2的内孔处设有注油孔9,注油孔9内设有用于堵住注油孔9的螺堵10。
本实施例通过轮心2、轮箍1和压环3构成一个环形内腔,并利用挡圈5限制压环3的轴向移动,从而实现环形内腔的相对固定,通过设置具有弹性阻尼性能的减震部4,从而将轮心2和轮箍1相隔开,杜绝两者接触,利用减震部4的阻尼特性来缓和轮轨振动冲击,降低轮轨噪声,提高乘坐舒适性。
利用挡圈5限制压环3沿轴向相对位移,通过减震部4的弹力胀紧压环3、轮心2和轮箍1,从而限制三者的相对位移,避免了螺纹连接失效和螺栓孔附近应力集中的问题,提高了车轮的安全性和稳定性;同时,压环3不需要加工螺纹孔,可以在保证安全性的前提下降低压环的体积和重量,节约了车轮辐板处的安装空间,便于安装和拆卸,降低运营维护成本。
通过设置锁紧结构6,限定了压环3和轮心2之间的周向位移,极大降低车轮迟缓的可能性,避免车轮迟缓而导致减震部4与轮心2或轮箍1接触面发生位移而温度升高、摩擦系数降低的问题以及相邻减震部之间相互接触挤压导致减震部失效。
上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种轨道交通用弹性车轮,包括轮箍(1)以及同轴设于轮箍(1)内的轮心(2)其特征在于:所述轮箍(1)和轮心(2)之间设有压环(3),所述轮箍(1)、轮心(2)和压环(3)之间形成环形内腔,所述环形内腔内设有适于将轮箍(1)和轮心(2)相隔开的并具有弹性阻尼性能的减震部(4),所述压环(3)远离环形内腔的一侧与所述轮心(2)之间设有适于限制压环(3)沿轴向移动的挡圈(5),所述压环(3)靠近轴心的一侧与所述轮心(2)之间设有适于限制压环(3)沿周向转动的锁紧结构(6);所述锁紧结构(6)包括分别设于所述轮心(2)上的第一凹槽(2-2)以及设于所述压环(3)对应位置上的第二凹槽(3-1),所述第一凹槽(2-2)和第二凹槽(3-1)形成一个限位腔,所述限位腔内设有相适配的限位销(6-1)。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用弹性车轮,其特征在于:所述第一凹槽(2-2)和第二凹槽(3-1)结构相同且均为半圆柱形。
3.根据权利要求2所述的一种轨道交通用弹性车轮,其特征在于:所述轮心(2)上设有两个所述第一凹槽(2-2),且所述第一凹槽(2-2)沿轮心(2)的对角设置。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通用弹性车轮,其特征在于:所述环形内腔和减震部(4)的横截面均为左右对称的V型结构,所述减震部(4)设有多个并沿所述环形内腔均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通用弹性车轮,其特征在于:所述减震部(4)的底部与所述轮心(2)之间设有间隙。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通用弹性车轮,其特征在于:所述减震部(4)为压缩后的减震橡胶。
7.根据权利要求1所述的一种轨道交通用弹性车轮,其特征在于:所述轮心(2)靠近压环(3)远离减震部(4)的一侧沿周向设有环形凹槽(2-1),所述挡圈(5)的内圈嵌入所述环形凹槽(2-1)内,外圈的直径大于所述压环(3)的内径。
8.根据权利要求1所述的一种轨道交通用弹性车轮,其特征在于:所述轮箍(1)的一侧沿周向对称固定安装有导线安装板(7),所述轮心(2)的同一侧固定安装有连接导线(8),所述连接导线(8)的另一端与导线安装板(7)固定相连。
9.根据权利要求1所述的一种轨道交通用弹性车轮,其特征在于:所述轮心(2)的内孔处设有注油孔(9),所述注油孔(9)内设有螺堵。
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