CN204506348U - 一种铁路货车及其车轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁路货车的车轴，包括轴身、依次连接于所述轴身两外侧的轮座、防尘板座和轴颈，所述轴颈配合连接有轴承；所述防尘板座由外向内依次设有圆柱段、过渡段，所述圆柱段与所述轴承的轴承后档配合，且所述圆柱段的轴长等于所述轴承后档的配合孔的轴长，所述过渡段的端面由所述圆柱段逐渐增大到所述轮座。采用这种结构，在防尘板座总轴长不变的情况下，将圆柱段的长度设为满足与轴承后档配合需求的最小长度，因而过渡段的长度远大于现有的圆弧台阶的长度，与现有技术相比，防尘板座与轮座之间的应力减小，增强了该处的抗弯强度，提高了整个车轴的工作可靠性。此外，本实用新型还公开了一种应用上述车轴的铁路货车。

Description

一种铁路货车及其车轴

技术领域

本实用新型涉及铁路车辆技术领域，尤其涉及一种铁路货车及其车轴。

背景技术

铁路货车车轴是车辆的主要承载零件，承受高频交变载荷，其疲劳裂损直接关系到行车安全，因此车轴历来都是车辆制造、运用、检修中重点关注的零部件。

请参考图1，图1为现有技术中一种车轴的结构示意图。

在该图中，车轴为台阶轴，包括中部的轴身1′，轴身1′两侧依次设有轮座2′、防尘板座3′和轴颈4′。其中轮座2′半径最大、是车轴与车轮配合的部位，防尘板座3′是轴颈4′和轮座2′的中间过渡部分，轴颈4′用于安装滑动轴承的轴瓦或滚动轴承，该轴承的轴承后档100′与防尘板座3′的外端配合连接，该轴颈4′负担着车辆的重量，并承载动载荷、静载荷。

在工作过程中，如图2所示，该图为图1所示车轴的受力分析图，车轴在两轴颈4′处通常受到轴承施加给车轴的力P1、P2，同时在两轮座2′处受到车轮施加给车轴上的力Q1、Q2。受车轴侧滚影响，P1>P2、Q1>Q2，因此能够得到图3所示的弯矩图。

由上述受力分析图和弯矩图可知，该车轴的抗弯强度不均，其中轴身1′的抗弯强度明显富裕，而该车轴的受力薄弱点为防尘板座3′与轮座2′之间的连接处，尽管设置有用于减小应力集中的圆弧31′，该处所受的应力较其他部位仍然较大，导致抗弯强度较差，工作可靠性不好。

请参考图4，图4为现有技术中另一种车轴的结构示意图。该车轴的轴身1′的横截面从内向外逐渐增大，与图1所示的车轴相比，该车轴虽然相对削弱了轴身1′的强度，但是整体来看，防尘板座3′与轮座2′之间的连接处同样是该车轴的抗弯强度薄弱点，存在同样的安全隐患。

有鉴于此，亟待进一步优化设计现有技术中的车轴，以增大车轴的薄弱点的抗弯强度，降低该部位所受的应力，提高车轴的工作可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种铁路货车的车轴，以降低其薄弱部位所受的应力，增强其抗弯强度，提高整个车轴的工作可靠性。在此基础上，本实用新型的另一目的为提供一种包括上述车轴的铁路货车。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种铁路货车的车轴，包括轴身、依次连接于所述轴身两外侧的轮座、防尘板座和轴颈，所述轴颈配合连接有轴承；所述防尘板座由外向内依次设有圆柱段、过渡段，所述圆柱段与所述轴承的轴承后档配合，且所述圆柱段的轴长等于所述轴承后档的配合孔的轴长，所述过渡段的端面由所述圆柱段逐渐增大到所述轮座。

采用这种结构，轴承后档的配合孔为圆柱孔，因此防尘板座的圆柱段能够与之形成紧密配合，由于圆柱段的长度与配合孔的长度相同，也即圆柱段的长度为满足与轴承后档配合需求的最小长度，与现有技术相比，在防尘板座总轴长不变的情况下，过渡段的长度远大于现有的圆弧台阶的长度，也就是说，该防尘板座的大部分的端面都增大，且过渡段轴向越接近轮座的位置、其端面越接近于轮座的端面。因此，与现有技术相比，防尘板座与轮座之间的应力减小，增强了该处的抗弯强度，提高了整个车轴的工作可靠性。

优选地，所述过渡段的母线包括平滑过渡的斜线和曲线，且所述过渡段与所述圆柱段平滑过渡。

优选地，所述过渡段的母线从外向内依次包括第一圆弧、第一斜线和第二圆弧，且所述圆柱段的母线经过所述第一圆弧的切线，所述第一斜线为所述第一圆弧、所述第二圆弧的外公切线。

优选地，所述过渡段的母线为斜线。

优选地，所述过渡段的母线为抛物线，且所述圆柱段的母线为所述抛物线的切线。

优选地，所述圆柱段与所述轴承后档过盈配合。

优选地，所述轴身的直径由内向外逐渐增大。

本实用新型还提供一种铁路货车，包括车轴，与所述车轴连接的轮对；所述车轴采用如上所述的车轴。

由于上述车轴具有如上技术效果，因此，应用该车轴的铁路货车也应当具有相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中一种车轴的结构示意图；

图2为图1所示车轴的受力分析图；

图3为图2所示车轴的弯矩图；

图4为现有技术中另一种车轴的结构示意图；

图5为本实用新型所提供一种铁路货车的车轴的一种具体实施方式的结构示意图；

图6为本实用新型所提供一种铁路货车的车轴的另一种具体实施方式的结构示意图；

图7为本实用新型所提供一种铁路货车的车轴的又一种具体实施方式的结构示意图；

图8为本实用新型所提供一种铁路货车的车轴的第四种具体实施方式的结构示意图。

其中，图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

轴身1′；

轮座2′；

防尘板座3′；圆弧31′；

轴颈4′；

轴承后档100′；

图5至图8所示的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

轴身1；

轮座2；

防尘板座3；圆柱段31；过渡段32；第一圆弧321；第一斜线322；第二圆弧323；

轴颈4；

轴承后档100。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种铁路货车的车轴，该车轴通过在防尘板座上设置较长的过渡段降低了其薄弱部位在工作中所受的应力，增强其抗弯强度，提高整个车轴的工作可靠性。在此基础上，本实用新型的另一核心为提供一种包括上述车轴的铁路货车。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。需要说明的是，本文中出现的方位词“外”指的是图5的中部指向左、右两端的方向，“内”指的是图5中的左、右两端指向中部的方向；应当理解，这些方位词的出现是以本领域技术人员的习惯叫法和附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本实用新型的保护范围。

请参考图5，图5为本实用新型所提供铁路货车的车轴的一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，如图5所示，本实用新型提一种铁路货车的车轴，包括轴身1、依次连接于所述轴身1两外侧的轮座2、防尘板座3和轴颈4，所述轴颈4配合连接有轴承，所述防尘板座3由外向内依次设有圆柱段31、过渡段32；所述圆柱段31与所述轴承的轴承后档100配合，且所述圆柱段31的轴长等于所述轴承后档100的配合孔的轴长，所述过渡段32的端面由所述圆柱段31逐渐增大到所述轮座2。

采用这种结构，轴承后档100的配合孔为圆柱孔，因此防尘板座3的圆柱段31能够与之形成紧密配合，由于圆柱段31的长度与配合孔的长度相同，也即圆柱段31的长度为满足与轴承后档100配合需求的最小长度，与现有技术相比，在防尘板座3总轴长不变的情况下，过渡段32的长度远大于现有的圆弧台阶的长度，也就是说，该防尘板座3的大部分的端面都增大，且过渡段32轴向越接近轮座2的位置、其端面越接近于轮座2的端面。因此，与现有技术相比，防尘板座3与轮座2之间的应力减小，增强了该处的抗弯强度，提高了整个车轴的工作可靠性。

上述过渡段32的形状可以有多种多样。

如图5所示，上述过渡段32的母线包括平滑过渡的斜线和曲线，且所述过渡段32与所述圆柱段31平滑过渡。

采用这种结构，过渡段32与圆柱段31平滑过渡能避免二者之间产生拐点而在受力情况下产生应力集中，同样地，斜线和曲线之间平滑过渡能避免过渡段32产生应力集中。因此，这种结构能保证增强防尘板座3的抗弯强度的同时，避免新的薄弱部位的产生，进一步保证车轴的工作稳定性。

具体的方案中，如图5所示，上述过渡段32的母线可以从外向内依次包括第一圆弧321、第一斜线322和第二圆弧323，且圆柱段31的母线经过第一圆弧321的切线，第一斜线322为第一圆弧321、第二圆弧323的外公切线。

这样，既实现了第一圆弧321相对于圆柱段31的平滑过渡，同时也实现了过渡段32内的平滑过渡，使得整个防尘板座3从外向内的端面逐渐增大、且避免了产生应力集中的薄弱部位。

可以想到，上述过渡段32的母线并不仅限一条斜线和两段圆弧的结构，还可以设置其他数目、其他形状的斜线和曲线。例如，两段斜线与两段圆弧的组合，或者一段圆弧、一段斜线和一段椭圆弧的组合，等等。

当然，上述过渡段32也并不仅限斜线和曲线的组合方式。

在另一种具体实施方式中，如图6所示，图6为本实用新型所提供一种铁路货车的车轴的另一种具体实施方式的结构示意图，上述过渡段32的母线为斜线。

采用这种结构，使得过渡段32的端面增大量较多，能进一步增强车轴的工作可靠性，且这种方式具有结构简单、加工方便的特点。

另一种具体方案中，如图7所示，图7为本实用新型所提供一种铁路货车的车轴的又一种具体实施方式的结构示意图，上述过渡段32的母线为抛物线，圆柱段31的母线为该抛物线的切线。

采用这种结构，同样能在增强防尘板座3的端面、增强防尘板座3的抗弯强度的同时，实现过渡段32与圆柱段31的平滑过渡，从而避免应力集中的出现。该抛物线的形状也可以多种多样，例如可以具体为椭圆的一部分，或者为双曲线的一部分，或者普通抛物线。

在另一种具体实施方式中，如图5所示，上述防尘板座3的圆柱段31与所述轴承后档100过盈配合。

过盈配合能实现二者的稳定配合，且装配过程简单，也使得轴承后档100、防尘板座3的加工过程较为简单。可以想到，圆柱段31与轴承后档100并不仅限过盈配合，例如，也可以在圆柱段31设置径向的螺纹孔，采用穿过轴承后档100的螺纹紧固件连接于螺纹孔中，同样能实现二者的稳定配合。

另一种具体方案中，如图8所示，图8为本实用新型所提供一种铁路货车的车轴的第四种具体实施方式的结构示意图，该车轴的轴身1的直径由内向外逐渐增大。

由于车轴的轴身1承受的弯矩较小，因此，如果将轴身1设置为圆柱体，其抗弯强度富裕过多，采用上述锥形轴身1后，能使轴身1的抗弯强度适当减小、但足以保证抗弯强度足够，且减小车轴的重量，减少车轴使用的原材料，减小车轴的生产、加工成本。

此外，本实用新型还提供一种铁路货车，包括车轴，与所述车轴连接的轮对；所述车轴采用如上所述的车轴。

由于上述车轴具有如上的技术效果，因此，应用该车轴的铁路货车也应当相同的技术效果，在此不再赘述。

以上对本实用新型所提供的一种铁路货车及其车轴进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种铁路货车的车轴，包括轴身(1)、依次连接于所述轴身(1)两外侧的轮座(2)、防尘板座(3)和轴颈(4)，所述轴颈(4)配合连接有轴承；其特征在于，所述防尘板座(3)由外向内依次设有圆柱段(31)、过渡段(32)，所述圆柱段(31)与所述轴承的轴承后档(100)配合，且所述圆柱段(31)的轴长等于所述轴承后档(100)的配合孔的轴长，所述过渡段(32)的端面由所述圆柱段(31)逐渐增大到所述轮座(2)。

2.根据权利要求1所述的铁路货车的车轴，其特征在于，所述过渡段(32)的母线包括平滑过渡的斜线和曲线，且所述过渡段(32)与所述圆柱段(31)平滑过渡。

3.根据权利要求2所述的铁路货车的车轴，其特征在于，所述过渡段(32)的母线从外向内依次包括第一圆弧(321)、第一斜线(322)和第二圆弧(323)，且所述圆柱段(31)的母线经过所述第一圆弧(321)的切线，所述第一斜线(322)为所述第一圆弧(321)、所述第二圆弧(323)的外公切线。

4.根据权利要求1所述的铁路货车的车轴，其特征在于，所述过渡段(32)的母线为斜线。

5.根据权利要求1所述的铁路货车的车轴，其特征在于，所述过渡段(32)的母线为抛物线，且所述圆柱段(31)的母线为所述抛物线的切线。

6.根据权利要求1-5任一项所述的铁路货车的车轴，其特征在于，所述圆柱段(31)与所述轴承后档(100)过盈配合。

7.根据权利要求1-5任一项所述的铁路货车的车轴，其特征在于，所述轴身(1)的直径由内向外逐渐增大。

8.一种铁路货车，包括车轴，与所述车轴连接的轮对；其特征在于，所述车轴采用如权利要求1-7任一项所述的车轴。