RU1794694C - Обод железнодорожного колеса - Google Patents

Abstract

Использование: железнодорожный транспорт. Сущность изобретени : образующа  поверхность гребн  выполнена в виде кубических парабол, описанных уравнени ми: у 6,9761. iO Vx3- 0,16477х2 + 9,0026х - 150,62 и у 8.2102 - - 0,12067х3 + 6,0233х - 104,265 с соответствующим изменением образующих нерабочих поверхностей гребн , дл  фиксированных высот последнего, соответствующих параметрам вагонных и локомотивных колес. Новизна заключаетс  в том, что конусность и длина образующей рабочей поверхности обода колеса выбрана оптимальной по устойчивости и износу. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к рельсовому транспорту и может быть использовано при изготовлении и переточке железнодорожных вагонных и локомотивных колес: цельнокатаных , сборных и бандажных, примен емых на магистральном и промышленном транспорте и в метропоездах.

Известен обод железнодорожного колеса , поверхность качени  которого описана образующей параболоида вращени , выраг женной уравнением у ах , где а и b посто нные величины, равные соответственно 4,8-5,4 и 0,23-0,25 и сопр жена с вогнутой поверхностью гребн .

Недостатком данной конструкции  вл етс  существенный износ (подрез) гребн  из-за высоких контактных напр жений, относительно часто возникающих на поверхности гребн  при качении колеса по рельсу и, как показали эксплуатационные испытани , уменьшение надежности и долговечности обода железнодорожного колеса в целом .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату . вл етс  обод, у которого поверхность гребн  описана образующей параболоида вращени , выраженной уравнением у ах , где а и b посто нные величины, равные соответственно 4,8-5,4 и 0.23-0,25 и сопр жена с вогнутой поверхностью гребн , отличающейс  тем, что. с целью повышени  надежности за счет уменьшени  максимальных контактных напр жений, образующа  поверхности гребн  описана уравнением

у 0,00916х3 - 0.94595х2 + 33,83620х -399 .11480

и сопр жена с образующей описанной уравнением

у 0,00436х3 - 0.54784Х2 + 23,45590х -317 ,52420.

ю

Ј О

4

где х и у - текущие координаты, а начало координат помещено в точку пересечени  пр мой, параллельной оси вращени  колеса и касающейс  вершины гребн  с перпендикул рной к ней пр мой, ограничивающей контур колеса с внутренней его стороны, при этом 27 х 48.

Недостатками описанного обода  вл ютс  веро тность возникновени  .существенных контактных напр жений на поверхности гребн  особенно при прохож- дении подвижным составом кривых участков пути (на рассто нии ТО мм от круга катани  или 18 мм от вершины гребн ), а также и на пр мых участках из-за малого зазора между внутренними гран ми гребн  и рельса в период кинематических, колебаний .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности за счет уменьшени  контактных напр жений в зоне соприкосновени  боковой поверхности гребн  с рельсом и лучшего вписывани  подвижного состава в кривых участках пути, да и лучших условий эксплуатации за счет увеличенного зазора между внутренними гран ми гребней с рельсами.

Указанна  цель достигаетс  тем, что образующа  поверхность гребн  описана уравнением

у 6.9761. - 0,16477х2 + 9,0026х- 150,62

и сопр жена с образующей, описанной уравнением

у 8.2.101 - 0.12067Х2 + 6,0233х- 104,265,

где х и у - текущие координаты, а начало координат помещено в точку пересечени  пр мой, параллельной оси вращени  колеса , проход щей через точку пересечени  образующей поверхности качени  с кругом катани  с перпендикул рной к ней пр мой, ограничивающей контур колеса с внутренней его стороны, при этом радиусные криФормула изобретени  Обод железнодорожного колеса, содержащий гладко сопр женную с вогнутой рабочей поверхностью гребн  поверхность качени , образующа  которой описана

. уравнением с atb, где с, t - текущие координаты , начало которых совмещено с точкой

сопр жени  образующей рабочей поверхности гребн  и образующей поверхности качени ; а 4,8-5,4; b 0,23-0,25, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  срока службы колеса за счет уменьшени  частоты касаний колеса с рельсом в зоне гребн  и уменьшени  величины контактных напр 

вые, описывающие образующую нерабочей поверхности гребн  удовлетвор ют уравнени м . У -Ю- V 25,3492-(х-25,349 )2;

y -16,661-V Ц.3392-(х-13,024 )2.

если ордината вершины гребн  принимает значени  28 мм и уравнени м:

У 8-0728 -V -I Q.0732- (х- 10.073 )2 у - 1.0.258 - 14,5792-(х-10,03)2

если ордината вершины гребн  принимает значение 30 мм. Сопр жение образующих нерабочей и рабочей поверхности катани  гладкое.

Исследовани  показали, что при увеличении криволинейной конусности за счет из

менени  толщины гребн  значительно возрастает устойчивость движени  колеса на рельсе, т. е. интенсивно стабилизируетс  качение колеса на рельсе и, соответственно, ;.

уменьшаетс  износ (подрез) гребн . Таким образом найдено необходимое соответст- вне между крутильными колебани ми вагона и кинематическими колебани ми колесной пары при различных скорост х

движени .

Необходимость составной криволинейной образующей поверхности гребн  продиктована спецификой взаимодействи  гребн  с головкой среднесетевого рельса,

радиус бокового закруглени  которой в процессе эксплуатации посто нно возрастает. При этом сохран етс  минимально возможные контактные напр жени  в зоне сопр жени  поверхности гребн  с поверхностью

качени  колеса и достигаютс  наименьшие напр жени  на поверхности гребн  и, следовательно , значительно уменьшаетс  износ пары колесо-рельс.

45

жений, образующа  указанной рабочей поверхности гребн  состоит из двух гладко сопр женных между собой кривых, одна из которых сопр жена с образующей поверхности качени  и описана уравнением U - 8,2101 « - 0,12067х + 6,0233х - 104,265, а друга  описана уравнением у 6,9761 . ЮЛ3 -0,16477х2 4 9,0026х- 150.62 и гладко сопр жена с образующей нерабочей поверхности гребн  описанной уравнени ми

у -10 -V 25.3492 - ( х - 25.349 )2 до вершины гребн 

у--16,661 -V Ц 3392 -(х - 13.024 )2

после вершины гребн , при значении ординаты вершины гребн  28 мм и уравнени м у 8,0728 V 10 0732 ( х 10,073 )2 ,

до вершины гребн ,

У 10-258 -V14i5792(x-Ю.ОЗ)2

после вершины гребн , при значении ординаты вершины гребн  30 мм, где х, у - текущие координаты, начало которых совмещено с точкой пересечени  пр мой параллельной оси вращени  колеса и пересеченной с образующей поверхности качени  в точке пересечени  последней с кругом катани  с перпендикул рной ей пр мой , которой ограничен контур колеса с внутренней стороны.