PL177059B1 - Zestaw kół do urządzenia transportowego - Google Patents

Abstract

1. Zestaw kól do urzadzenia transpo- rtowego, zawierajacy os i dwa kola, z których kazde ma piaste sztywno polaczona z osia i obrecz zamontowana na piascie i majaca ze- wnetrzna powierzchnie toczna, znamienny tym, ze obrecz (4) co najmniej jednego kola (2) jest zamontowana jej wewnetrzna powierzchnia (5b) slizgowo wokól zewne- trznej powierzchni (5a) piasty (3) i obrotowo wzgledem osi (1), przy czym promien zew- netrznej powierzchni (5a) piasty i promien wewnetrznej powierzchni (5b) obreczy (4) sa wieksze niz polowa promienia powierzchni tocznej (6) i te powierzchnie (5a, 5b) maja chropowatosc, przy której wspólczynnik tar- cia pomiedzy nimi zawiera sie w zakresie od 0,1 do 0,3. FIG. 1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazkujest zestaw kół do urządzenia transportowego, zwłaszcza pojazdu szynowego.

Powszechnie znane zestawy kół zawierają osie i koła, których obręcze są sztywno połączone z osiami, a na takich obręczach sztywno połączonych z piastami są ukształtowane powierzchnie toczne.

Podczas używania znanego zestawu kół, koła nie mogąporuszać się z różnymi prędkościami kątowymi, co powoduj e wzrost zużycia powierzchni tocznych kół i szyn, a także zwiększa zużycie energii.

Z opisu patentowego SU nr 1782776 (Int. Cl B60B39/14) znany jest również zestaw kół zawierający cierny ogranicznik poślizgu. W tym zestawie jedno koło jest sztywno połączone z osią, zaś drugie jest połączone z osią poprzez tuleję i przednie sprzęgło cierne dostosowane do ograniczania momentu. W tym zestawie kół, dzięki stałej sile ściskającej przedniego sprzęgła ciernego, równoważenie prędkości kątowej kół jest mało efektywne i zestaw kół pracuje tylko na trakcji szynowej i bardzo małym promieniu krzywizny, co ogranicza jego użyteczność. Ponadto ten zestaw kół ma skomplikowaną konstrukcję.

Znany zestaw kół, najbliższy technicznie do rozwiązania według wynalazku, zawiera oś i koła mające ich piasty sztywno połączone z osią. Powierzchnie toczne są ukształtowane na obręczach, z których jednajest sztywno połączona z piastą, zaś drugajest połączona do niej z możliwością obrotu. (DE, nr 3740140, Int. Cl. B60B 19/00). W tym zestawie kół, obręcz jest połączona z piastą przez przekładnię ślimakową i napędy regulacyjne, zamocowane do koła. To znacznie zwiększa złożoność konstrukcji zestawu wskutek potrzeby układu sterowania napędami, połączonymi z przetwornikami rozmieszczonymi wzdłuż trakcji urządzenia transportowego.

Zestaw kół do urządzenia transportowego, według wynalazku, zawierający oś i dwa koła, z których każde ma piastę sztywno połączonąz osiąi obręcz zamontowanąna piaście i mąjącązewnętrzną powierzchnię toczną, charakteryzuje się tym, że obręcz co najmniej jednego koła jest zamontowana jej wewnętrzną powierzchnią ślizgowo wokół zewnętrznej powierzchni piasty i obrotowo względem osi, przy czym promień zewnętrznej powierzchni piasty i promień wewnętrznej powierzchni obręczy sąwiększe niż połowa promienia powierzchni tocznej i te powierzch177 059 nie mająchropowatość, przy której współczynnik tarcia pomiędzy nimi zawiera się w zakresie od

0,1 do 0,3.

Zewnętrzna powierzchnia piasty i wewnętrzna powierzchni a obręczy mająkształt stożkowy.

Piasta zawiera co najmniej jeden kołnierz, za pomocąktórego obręcz jest przytrzymywana do piasty. Kołnierz ma końcowąpowierzchnię, która jest oddzielona od sąsiadującej z niąpowierzchni obręczy warstwą smaru.

Zestaw kół do urządzenia transportowego według wynalazku zawiera zespół piastę i obręcz połączone ze sobątak, że automatycznie zmniejsza się opór ruchu urządzenia transportowego. Konstrukcja kół jest uproszczona, niezawodność zestawu kół jest zwiększona, a zużycie powierzchni tocznej kół i szyn jest zmniejszone. Parametry obręczy i piasty są dobrane tak, że moment określony przez siły tarcia w strefie styku pomiędzy powierzchniami jest bardzo bliski momentowi przyłożonemu do kół zestawu kiedy rusza on lub toczy się. Kształt stykających się powierzchni piasty i obręczy podnosi współczynnik tarcia w porównaniu ze współczynnikiem tarcia pomiędzy kołem i szyną. Ponadto, styk wzdłuż powierzchni obrotu umożliwia przeniesienie nieuniknionego poślizgu od obszaru styku pomiędzy kołem i szyną do wewnętrznej strefy koła, która może być wykonana z materiałów odpornych na' zużycie i o ustalonych parametrach tarcia.

Przedmiotem wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment pierwszego przykładu wykonania zestawu kołowego do urządzenia transportowego w przekroju, a fig. 2 - fragment drugiego przykładu wykonania zestawu kołowego do urządzenia transportowego w przekroju.

W pierwszym przykładzie wykonania pokazanym na fig. 1, zestaw kół zawiera oś 1 i koła 2 (jedno koło zestawu jest pokazane na fig. 1). Piasta 3 każdego koła 2 jest sztywno połączona z osią 1 i ma zewnętrzną powierzchnię 5a, na której jest osadzona jej wewnętrznąpowierzchnią 5b obręcz 4. Wewnętrzna powierzchnia 5b obręczy 4 co najmniej jednego koła 2 jest zamontowana ślizgowo na zewnętrznej powierzchni 5a piasty 3 i obrotowo względem osi 1. Wewnętrzna powierzchnia 5b obręczy 4 i znajdująca się w styku z nią zewnętrzna powierzchnia 5a piasty 3 mają postać powierzchni obrotowej, na przykład cylindrycznej w przykładzie pokazanym na fig. 1. Parametry zewnętrznej powierzchni 5a piast i wewnętrznej powierzchni 5b obręczy 4, na przykład średnica, chropowatość, twardość i materiały obręczy 4 i piasty 3, są dobrane tak, że moment określony przez siły tarcia w strefie styku a pomiędzy tymi powierzchniami 5a, 5b jest bardzo bliski lub równy momentowi przyłożonemu do koła 2 zestawu, kiedy ono rusza i toczy się.

Promień powierzchni 5a, 5b jest większy niż połowa promienia powierzchni tocznej 6 koła 2, a te powierzchnie mają chropowatość, przy której współczynnik tarcia pomiędzy nimi zmienia się od 0,1 do0,3. Stykające się powierzchnie 5a, 5b koła 2 sąwykonane z materiałów odpornych na zużycie stosowanych we wszystkich napędach ciernych. Korzystnie pomiędzy nimi jest użyty smar.

Obręcz 4 jest ukształtowana z powierzchnią toczną 6 przystosowaną do współdziałania z szyną 7.

Piasta 3 ma kołnierze 9 z końcowymi powierzchniami 8 zabezpieczające obręcz 4 przed wypadnięciem z piasty 3. Końcowe powierzchnie 8 sąwykonane z materiału antyciernego, a pomiędzy nimi i sąsiadującą powierzchnią obręczy 4 znajduje się warstwa smaru.

Na fig. 2 pokazano drugi przykład wykonania zestawu kół, w którym koło 2 ma zewnętrzną powierzchnię 5a piasty 3 i wewnętrzną powierzchnię 5b obręczy 4 o kształtach stożkowych.

Zestaw kół działa następująco. Kiedy urządzenie transportowe zaczyna przemieszczać się, napęd zaczyna obracać oś 1 zestawu kół, razem z piastą 3 koła 2 i obręczą 4. Ponieważ moment pomiędzy zewnętrzną powierzchnią 51 piasty 3 i wewnętrznąpowierzchnią 5 obręczy 4, znajdujących się pod działaniem ciężaru urządzenia transportowego, w tym momencie jest większy niż moment przenoszony przez napęd na osie 1 lub równy jemu, obręcz 4 obraca się razem z piastą3 j ako całość, a urządzenie transportowe zaczyna poruszać się tak, j ak na parze kół z obręczami sztywno połączonymi do piast. Przy wzroście prędkości, para kół może napędzać powierzchnię toczną 6 kół 2 do obrotu z różnymi prędkościami kątowymi. Podczas ruchu wokół

177 059 zakrzywionego toru, obręcz 4 ślizga się względem piasty 3 i kompensuje różnice w kątowych prędkościach kół 2. Jeżeli średnice obręczy 4 zestawu kół są różne, wynik będzie taki sam

W wyniku następuje znaczne zmniejszenie zużycia kół urządzenia transportowego i szyn, a także zmniejszenie strat energii, dzięki zmniejszeniu oporów ruchu urządzenia transportowego.

Przykład wykonania wynalazku opisany wcześniej nie wyłącza możliwości użycia innego wariantu przykładów wykonania, bez odchodzenia od zakresu przyjętego technicznego rozwiązania.

Zestaw kół jest najkorzystniej używany w transporcie szynowym.

FIG. 1

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zestaw kół do urządzenia transportowego, zawierający oś i dwa koła, z których każde ma piastę sztywno połączoną z osią i obręcz zamontowaną na piaście i maj ącą zewnętrzną powierzchnię toczną, znamienny tym, że obręcz (4) co najmniej jednego koła (2) jest zamontowana jej wewnętrzną powierzchnią (5b) ślizgowo wokół zewnętrznej powierzchni (5a) piasty (3) i obrotowo względem osi (1), przy czym promień zewnętrznej powierzchni (5a) piasty i promień wewnętrznej powierzchni (5b) obręczy (4) są większe niż połowa promienia powierzchni tocznej (6) i te powierzchnie (5a, 5b) majjichropowatość, przy której współczynnik tarcia pomiędzy nimi zawiera się w zakresie od 0,1 do 0,3.
2. 2. Zestaw kół według zastrz. 1, znamienny tym, że zewnętrzna powierzchnia (5a) piasty i wewnętrzna powierzchnia (5b) obręczy (4) mają kształt stożkowy.
3. 3. Zestaw kół według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że piasta (3) zawiera co najmniej jeden kołnierz (9), za pomocą którego obręcz (4) jest przytrzymywana do piasty (3).
4. 4. Zestaw kół według zastrz. 3, znamienny tym, że kołnierz (9) ma końcową powierzchnię (8), która jest oddzielona od sąsiadującej z nią powierzchni obręczy (4) warstwą smaru.