CN221023122U - 轻量化动车车轴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轻量化动车车轴，包括轮座和齿轮箱座，车轴包括中心孔，中心孔的内径为Ф60mm，轮座和齿轮箱座之间的沟槽采用单圆弧过渡形式，单圆弧的半径为R50mm。本实用新型提供的轻量化动车车轴，在减轻车轴自重的同时保证了车轴的强度指标，进而保证了轻量化动车车轴的轻量化、长寿命及高可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及动车车轴技术领域，更具体地，涉及一种轻量化动车车轴。
背景技术
随着高速列车运行速度不断提高，轮轨间工作条件更加劣化，轮轨间的冲击振动变得愈加剧烈，对轮轴的安全性、可靠性也提出了更大挑战，不但要求轮轴走行系统自重要轻，而且也要求轮轴结构具有足够的强度与抗疲劳性能。现有CR400动车组车轴(时速350km)的中心孔的内径为Ф30mm，轮座和齿轮箱座之间的沟槽采用R16-R50-R16的三圆弧连接方式，整体重量约为412kg，由于车轴的自重较大，现有技术方案并不完全满足400km/h及以上速度等级下动车组“轻量化”、“长寿命、高可靠性”的发展需要。
因此，有必要解决上述技术问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种轻量化动车车轴，以在减轻车轴自重的同时保证车轴的强度指标，进而保证了轻量化动车车轴的轻量化、长寿命及高可靠性。
基于上述目的，本实用新型提供一种轻量化动车车轴，包括轮座和齿轮箱座，所述车轴包括中心孔，所述中心孔的内径为Ф60mm，所述轮座和所述齿轮箱座之间的沟槽采用单圆弧过渡形式，所述单圆弧的半径为R50mm。
可选的，还包括轴身，所述轴身与所述轮座的过渡部分采用双圆弧过渡，所述双圆弧的半径分别为R75mm和R15mm，且半径为R75mm的圆弧的圆心到所述轮座的边缘的水平距离为L，L＝38mm～48mm。
可选的，L＝42mm。
可选的，还包括轴颈和防尘板座，所述轴颈和所述防尘板座的根部设置有退刀槽。
可选的，所述车轴的全长为2180mm，所述轴颈的直径为Ф130mm，所述轴颈的长度为191mm，所述防尘板座的直径为φ160mm，所述轮座的直径为φ200mm，所述轮座的宽度为167mm，所述轴身的直径为φ173mm。
本实用新型提供的轻量化动车车轴，包括轮座和齿轮箱座，通过将车轴的中心孔的内径设置为Ф60mm，扩大中心孔的大小不仅降低了簧下质量，提高了车辆动力学性能，同时也更加能够适配现场车轴内孔的探伤探头尺寸；将轮座和齿轮箱座之间的沟槽采用单圆弧过渡形式，且将单圆弧的半径设置为R50mm，从而保证了在更高速度等级下，车轴过渡部位具有较大的安全裕量，在减轻车轴自重的同时保证车轴的强度指标，进而保证了轻量化动车车轴的轻量化、长寿命及高可靠性。
附图说明
下面将通过附图详细描述本实用新型中优选实施例，将有助于理解本实用新型的目的和优点，其中:
图1为本实用新型一实施例的轻量化动车车轴的结构示意图；
图2为本实用新型一实施例的轻量化动车车轴的局部放大图；
图3为本实用新型一实施例的轻量化动车车轴的计算截面图。
附图标记说明：
1：轴身；2：轮座；3：齿轮箱座；4：轴颈；5：防尘板座；6：退刀槽。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型进行详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1和图2所示，本实用新型提供的轻量化动车车轴，包括轮座2和齿轮箱座3，所述车轴包括中心孔，所述中心孔的内径为Ф60mm，所述轮座2和所述齿轮箱座3之间的沟槽采用单圆弧过渡形式，所述单圆弧的半径为R50mm。
需要说明的是：当单圆弧的半径设置为R50mm时，轻量化动车车轴的安全系数提高到1.30，内径为Ф60mm的中心孔贯穿车轴全长。
本实用新型提供的轻量化动车车轴，包括轮座2和齿轮箱座3，通过将车轴的中心孔的内径设置为Ф60mm，扩大中心孔的大小不仅降低了簧下质量，提高了车辆动力学性能，同时也更加能够适配现场车轴内孔的探伤探头尺寸；将轮座2和齿轮箱座3之间的沟槽采用单圆弧过渡形式，且将单圆弧的半径设置为R50mm，从而保证了在更高速度等级下，车轴过渡部位具有较大的安全裕量，进而在减轻车轴自重的同时保证车轴的强度指标，进而保证了轻量化动车车轴的轻量化、长寿命及高可靠性。
如图1所示，还包括轴身1，轴身1与轮座2的过渡部分采用双圆弧过渡，双圆弧的半径分别为R75mm和R15mm，且半径为R75mm的圆弧的圆心到轮座2的边缘的水平距离为L，L＝38mm～48mm。本实施例中，将轴身1与轮座2的过渡部分采用双圆弧过渡，将双圆弧的半径分别设置为R75mm和R15mm，且将半径为R75mm的圆弧的圆心到轮座2的边缘的水平距离设置为38mm～48mm，从而使保障了车轴的高可靠性与安全性。
本实用新型一实施例中，具体地，L＝42mm。在综合考虑标准规定、既有加工习惯和强度前提下，通过合理调整轮座2位置和轮座2宽度尺寸，实现车轮轮毂和车轴轮座2过盈双突悬配合，当L＝42mm时，能够较好地减少微动腐蚀，较好地提高轮座2疲劳强度。
如图1所示，还包括轴颈4和防尘板座5，轴颈4和防尘板座5的根部设置有退刀槽，本实施例的退刀槽具有较高的服役可靠性与安全性，提高了轻量化动车车轴的服役可靠性与安全性。
如图1所示，所述车轴的全长为2180mm，所述轴颈4的直径为Ф130mm，所述轴颈4的长度为191mm，所述防尘板座5的直径为φ160mm，所述轮座2的直径为φ200mm，所述轮座2的宽度为167mm，所述轴身1的直径为φ173mm。具体地，载荷中心距轴肩距离为101mm，轴颈4载荷中心距为2000mm。本实施例中的轻量化动车车轴适用于时速400km的运用条件，车轴为整体锻造车轴，相对于同类型车轴具有良好的结构强度裕量和较小的车轴质量。
本实用新型一实施例中，按标准TB/T 2395-2008《铁道机车车辆动力车轴设计方法》综合考虑电制动和启动的情况，并非对空气制动、电制动、启动、混合制动(100％电制动+70％空气制动)的安全系数进行计算，工况最苛刻的混合制动强度校结果见表1，各截面位置如图3所示。
表1混合制动动力车轴安全系数结果直径为φ60mm的中心孔处的应力和安全系数计算结果见表2
表2车轴中心孔处应力和安全系数计算结果
从上述计算结果可以看出，车轴的各部位都有一定的安全裕量，车轴结构强度满足运用要求。
本实用新型提供的轻量化动车车轴，包括轮座2和齿轮箱座3，通过将车轴的中心孔的内径设置为Ф60mm，扩大中心孔的大小不仅降低了簧下质量，提高了车辆动力学性能，同时也更加能够适配现场车轴内孔的探伤探头尺寸；将轮座2和齿轮箱座3之间的沟槽采用单圆弧过渡形式，且将单圆弧的半径设置为R50mm，从而保证了在更高速度等级下，车轴过渡部位具有较大的安全裕量，进而在减轻车轴自重的同时保证车轴的强度指标，进而保证了轻量化动车车轴的轻量化、长寿命及高可靠性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种轻量化动车车轴，包括轮座和齿轮箱座，其特征在于，所述车轴包括中心孔，所述中心孔的内径为Ф60mm，所述轮座和所述齿轮箱座之间的沟槽采用单圆弧过渡形式，所述单圆弧的半径为R50mm。
2.根据权利要求1所述的轻量化动车车轴，其特征在于，还包括轴身，所述轴身与所述轮座的过渡部分采用双圆弧过渡，所述双圆弧的半径分别为R75mm和R15mm，且半径为R75mm的圆弧的圆心到所述轮座的边缘的水平距离为L，L＝38mm～48mm。
3.根据权利要求2所述的轻量化动车车轴，其特征在于，L＝42mm。
4.根据权利要求2所述的轻量化动车车轴，其特征在于，还包括轴颈和防尘板座，所述轴颈和所述防尘板座的根部设置有退刀槽。
5.根据权利要求4所述的轻量化动车车轴，其特征在于，所述车轴的全长为2180mm，所述轴颈的直径为Ф130mm，所述轴颈的长度为191mm，所述防尘板座的直径为φ160mm，所述轮座的直径为φ200mm，所述轮座的宽度为167mm，所述轴身的直径为φ173mm。
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