RU2157746C2 - Method for restoring rolling profiles of railway road wheeled pairs and rim of railway road wheel - Google Patents
Method for restoring rolling profiles of railway road wheeled pairs and rim of railway road wheel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2157746C2 RU2157746C2 RU97121465/02A RU97121465A RU2157746C2 RU 2157746 C2 RU2157746 C2 RU 2157746C2 RU 97121465/02 A RU97121465/02 A RU 97121465/02A RU 97121465 A RU97121465 A RU 97121465A RU 2157746 C2 RU2157746 C2 RU 2157746C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- rim
- ridge
- profiles
- ridges
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области изготовления и ремонтно-восстановительных работ и может быть использовано для восстановления профилей катания и гребней железнодорожных колес. The invention relates to the field of manufacture and repair work, and can be used to restore skiing profiles and railway wheel flanges.
Известен способ восстановления профиля колес подвижного состава N 1560054, кл. B 23 P 6/00, СССР, бюл.15, 1990 г., заключающийся в том, что изношенную наружную поверхность гребня колеса восстанавливают ковкой или прокаткой путем пластической деформации материала профиля колеса до тех пор, пока наиболее приближенно не восстановится первоначальный профиль. Затем осуществляют чистовую механическую обработку до готового профиля. A known method of restoring the profile of the wheels of rolling stock N 1560054, class. B 23 P 6/00, USSR, bull.15, 1990, which consists in the fact that the worn outer surface of the wheel flange is restored by forging or rolling by plastic deformation of the wheel profile material until the initial profile is most approximately restored. Then carry out finishing machining to the finished profile.
Однако данный способ восстановления первоначального профиля не позволяет увеличить уклон поверхности катания и поперечный зазор между гребнем и головкой рельса и снизить их износ. Это ведет к снижению срока службы колеса и рельса, особенно на кривых участках пути. However, this method of restoring the original profile does not allow to increase the slope of the rolling surface and the transverse clearance between the ridge and the rail head and to reduce their wear. This leads to a decrease in the service life of the wheel and rail, especially on curved sections of the track.
Проблема состоит в следующем: вследствие существующих неточностей сборки узлов ходовых частей и колебаний вагонов колесные пары получают изначальные перекосы, которые увеличиваются в процессе эксплуатации, что приводит к длительным взаимодействиям гребней колес с рельсами. В результате гребни колес и рельсы изнашиваются. Причем наиболее сильно это явление износа проявляется на кривых участках пути. Так как колесо, катящееся по наружному рельсу, проходит больший путь по отношению к колесу, катящемуся по внутреннему рельсу, происходит изменение направления движения экипажа. Благодаря тому, что колесная пара при входе в кривую может сдвигаться, происходит автоматический выбор требуемых для вписывания в кривую диаметров поверхностей катания. Чем меньше радиус кривой пути, тем больше должно быть перемещение колесной пары относительно рельсов в поперечном направлении и разница диаметров поверхностей катания колес. Часто ширина колеи в кривой не позволяет колесной паре перемещаться в необходимых пределах в поперечном направлении, поэтому гребень наружного колеса набегает на наружный рельс, изнашивая металл как гребня, так и головки рельса. Ускоренно изнашиваются также боковые поверхности рельсов в кривых пути, несмотря на то, что их твердость в 1,5 раза выше твердости поверхностей катания гребня колеса. Процесс интенсивного износа идет до тех пор, пока за счет работы трения не будут созданы необходимые условия для перемещения и поворота колесной пары, т.е. не будут изношены гребни колес и боковые поверхности рельсов на требуемую величину. Это снижает срок службы колес и рельсов. Таким образом, в результате недостаточного уклона поверхности катания и поперечного зазора между гребнем и головкой рельса колесная пара не может свободно перемещаться в поперечном направлении и поворачиваться вокруг своей вертикальной оси, что приводит к износу и снижению срока службы колес и рельсов. The problem is the following: due to the existing inaccuracies in the assembly of the chassis assemblies and the vibrations of the wagons, the wheelsets get their initial distortions, which increase during operation, which leads to long-term interactions of the wheel flanges with the rails. As a result, wheel flanges and rails wear out. Moreover, this phenomenon of wear manifests itself most strongly in the curved sections of the path. Since the wheel rolling along the outer rail goes a longer way with respect to the wheel rolling along the inner rail, the direction of movement of the crew changes. Due to the fact that the wheelset at the entrance to the curve can move, there is an automatic selection of the diameters of the rolling surfaces required to fit into the curve. The smaller the radius of the curve, the greater should be the movement of the wheelset relative to the rails in the transverse direction and the difference in the diameters of the surfaces of the wheels. Often the track gauge in the curve does not allow the wheel pair to move to the required extent in the transverse direction, so the outer wheel flange runs on the outer rail, wearing out the metal of both the flange and the rail head. The lateral surfaces of the rails in the curved path also wear out rapidly, despite the fact that their hardness is 1.5 times higher than the hardness of the rolling surfaces of the wheel flange. The process of intensive wear continues until the necessary conditions for the movement and rotation of the wheelset, i.e. wheel flanges and side surfaces of the rails will not be worn by the required amount. This reduces the life of the wheels and rails. Thus, as a result of insufficient slope of the rolling surface and the transverse clearance between the ridge and the rail head, the pair of wheels cannot freely move in the transverse direction and rotate about its vertical axis, which leads to wear and reduced service life of the wheels and rails.
Известен также способ восстановления гребней вагонных колес, принятый за прототип по совокупности существенных признаков (патент RU N2041785, кл. B 23 P 6/00, публикация 20.08.95), заключающийся в том, что на изношенную наружную поверхность гребня вращаемого колеса наплавляют восстановительный металл последовательным наложением кольцевых валиков от основания гребня к его вершине. Затем колесо охлаждают и подвергают механической обработке. Причем изношенную поверхность гребня восстанавливают также до первоначального профиля. There is also a method of restoring the crests of wagon wheels, adopted as a prototype according to the set of essential features (patent RU N2041785, class B 23 P 6/00, publication 08/20/95), which consists in the fact that on the worn outer surface of the crest of the rotary wheel is deposited reducing metal sequential application of annular ridges from the base of the ridge to its apex. Then the wheel is cooled and machined. Moreover, the worn surface of the ridge is also restored to its original profile.
Это способ также не позволяет увеличить уклон и поперечный зазор между гребнями и головками рельсов. В результате колесная пара не может свободно перемещаться в поперечном направлении и поворачиваться вокруг своей вертикальной оси, что приводит к увеличению износа колес и рельсов, особенно на кривых участках пути, и снижению их срока службы. Известен обод железнодорожного колеса согласно ГОСТ 9036-88, с.4, содержащий гребень, внутреннюю и наружную боковую поверхность, поверхность катания. Причем расстояние между осью гребня и кругом катания колеса не обеспечивает зазор между гребнем и головкой рельса на прямых участках пути при идеальном их состоянии и в отсутствии перегрузок и перекосов. При эксплуатации такого колеса в естественных условиях с перегрузками и перекосами, описанными выше, особенно на кривых участках пути, идет интенсивный износ гребня колеса и головки рельса, из-за малого первоначального поперечного зазора между ними, не обеспечивающего разбег колесной пары в колее и необходимую разницу диаметров поверхностей катания колес. Процесс износа идет до тех пор, пока за счет работы трения не будет создан необходимый поперечный зазор между гребнем и головкой рельса, позволяющий колесной паре при необходимости свободно перемещаться в поперечном направлении и поворачиваться вокруг своей вертикальной оси, а на кривых участках пути свободно вписываться в поворот (т.е., когда траектория движения колес совпадает с кривой пути). This method also does not allow to increase the slope and the transverse clearance between the ridges and the rail heads. As a result, the wheelset cannot move freely in the transverse direction and rotate around its vertical axis, which leads to increased wear of the wheels and rails, especially in the curved sections of the track, and a decrease in their service life. A known rim of a railway wheel according to GOST 9036-88, p. 4, containing a ridge, an inner and outer lateral surface, a rolling surface. Moreover, the distance between the axis of the ridge and the wheel rolling circle does not provide a gap between the ridge and the rail head in straight sections of the track with their ideal condition and in the absence of overloads and distortions. When operating such a wheel in natural conditions with overloads and skews described above, especially on the curved sections of the track, there is intense wear of the wheel flange and the rail head, due to the small initial transverse clearance between them, which does not ensure the run of the wheel pair in the rut and the necessary difference diameters of the surfaces of the wheels. The wear process continues until the necessary transverse clearance is created between the flange and the rail head due to the friction work, allowing the wheel pair to freely move in the transverse direction if necessary and rotate around its vertical axis, and fit into the rotation on the curved sections of the path (i.e., when the trajectory of the wheels coincides with the curve of the path).
Известен обод железнодорожного колеса, принятый за прототип по совокупности существенных признаков (патент N 2041785, кл. B 23 P 6/00, публикация 20.08.95), содержащий гребень, внутреннюю и наружную боковые поверхности, поверхность катания. Причем профиль поверхности катания выполнен вогнутым, т. е. близко к изношенному. Однако расстояние между осью гребня и кругом катания колеса по рельсу выдержано, как и в предыдущем аналоге, в соответствии со стандартом, что также не обеспечивает необходимого первоначального зазора между гребнем и головкой рельса в естественных эксплуатационных условиях перегрузок и перекосов, особенно на кривых участках пути. Это, в свою очередь, не обеспечивает необходимую разницу в диаметрах поверхностей катания колес, что не позволяет колесной паре свободно перемещаться в поперечном направлении и поворачиваться вокруг своей вертикальной оси. Поэтому происходит интенсивный износ гребня колеса и головки рельса, что снижает их срок службы. Вогнутый профиль отличается от стандартного, а это требует дополнительных затрат на переделку копиров обрабатывающего и измерительного инструмента. A known rim of a railway wheel, adopted as a prototype for the combination of essential features (patent N 2041785, class B 23 P 6/00, publication 08/20/95), containing a ridge, inner and outer lateral surfaces, a rolling surface. Moreover, the profile of the surface of the skating is made concave, i.e. close to worn out. However, the distance between the ridge axis and the wheel rolling circle along the rail is maintained, as in the previous analogue, in accordance with the standard, which also does not provide the necessary initial clearance between the ridge and the rail head under natural operating conditions of overloads and skews, especially on curved sections of the track. This, in turn, does not provide the necessary difference in the diameters of the surfaces of the wheels, which does not allow the wheelset to move freely in the transverse direction and rotate around its vertical axis. Therefore, intensive wear of the wheel flange and rail head occurs, which reduces their service life. The concave profile differs from the standard one, and this requires additional costs for the alteration of copiers of the processing and measuring tools.
Задачей изобретения является увеличение срока службы железнодорожных колес путем уменьшения износа гребней колес и головок железнодорожных рельсов, что повышает их срок службы в условиях перегрузок и перекосов, особенно при эксплуатации на кривых участках пути. The objective of the invention is to increase the service life of railway wheels by reducing the wear of wheel flanges and heads of railway rails, which increases their service life in conditions of overloads and distortions, especially when operating on curved sections of the track.
Предлагаемый способ восстановления профиля поверхности катания и гребня железнодорожных колес заключается в том, что профиль поверхности катания обода и гребня смещают в сторону внутренней грани обода и поворачивают на угол в поперечной плоскости и в процессе последующей механической или другой обработки профиля. В отличие от прототипа обработки выполняют линейным перемещением профиля катания обода и гребня; поворотом профиля катания в поперечной плоскости на угол γ; одновременно поворотом профиля и его смещением в сторону внутренней грани обода. Это позволяет сместить ось гребня относительно линии катания колеса по рельсу и увеличить поперечный зазор между гребнем и головкой рельса; обеспечить разбег колесной пары в колее; изменить уклоны поверхности катания и разницу диаметров поверхностей катания колес в кривых и прямых участках пути. В результате колесная пара свободно перемещается в поперечном направлении и поворачивается вокруг своей вертикальной оси в любых условиях перекосов и перегрузок. Это позволяет колесной паре свободно вписаться в поворот на кривых участках пути, не наезжая гребнем на головку рельса, а также при проходе стрелок и крестовин, что уменьшает их износ и увеличивает срок службы. The proposed method for reconstructing the profile of the rolling surface and the flange of railway wheels is that the profile of the rolling surface of the rim and flange is shifted toward the inner edge of the rim and rotated through an angle in the transverse plane and during subsequent mechanical or other processing of the profile. In contrast to the prototype, the processing is performed by linearly displacing the skating profile of the rim and ridge; by turning the riding profile in the transverse plane by an angle γ; simultaneously turning the profile and shifting it toward the inner edge of the rim. This allows you to offset the axis of the ridge relative to the line of rolling of the wheel along the rail and increase the transverse clearance between the ridge and the head of the rail; to ensure the start of the wheelset in a rut; change the slopes of the riding surface and the difference in the diameters of the surfaces of the wheels in curves and straight sections of the path. As a result, the wheelset moves freely in the transverse direction and rotates around its vertical axis in any conditions of distortions and overloads. This allows the wheelset to fit freely into the rotation on the curved sections of the track, without running a crest on the rail head, as well as when passing arrows and crosspieces, which reduces their wear and increases the service life.
Кроме того, наплавку гребня производят со стороны внутренних поверхностей менее качественными и более дешевыми наплавочными материалами по сравнению с прототипом, т.к. внутренняя поверхность гребня не подвергается действию интенсивных нагрузок при эксплуатации. В итоге вся совокупность заявляемых признаков способа решает поставленную задачу. In addition, the surfacing of the ridge is produced from the side of the internal surfaces with lower quality and cheaper surfacing materials compared to the prototype, because the inner surface of the ridge is not exposed to intense loads during operation. As a result, the entire combination of the claimed features of the method solves the problem.
Предлагаемый обод железнодорожного колеса содержит гребень, наружную и внутреннюю боковую грани; поверхность катания обода и гребень имеют смещение - повернутые профили. В отличие от прототипа ось гребня смещена относительно линии катания колеса по рельсу в сторону внутренней боковой грани обода. Это позволяет уменьшить ширину колесной колеи и увеличить поперечные зазоры между гребнями колес и головками рельсов. Увеличение угла поворота γ и боковых зазоров увеличивает уклоны ni и разницу диаметров поверхностей катания колес в кривых и прямых участках пути и обеспечивает разбег колесной пары в колее, что позволяет колесной паре свободно перемещаться в поперечном направлении и поворачиваться вокруг своей вертикальной оси в естественных эксплуатационных условиях перекосов и перегрузок, а на кривых участках пути, где смещение максимально, свободно вписаться в поворот, не наезжая гребнем на головку рельса. Это уменьшает износ гребней колес и рельсов, повышая их срок службы. Поворот профиля на угол γ увеличивает угол наклона β наружной поверхности гребня с горизонталью, а перенос наплавки с наружной грани на внутреннюю снижает коэффициент трения в паре гребень-рельс, что способствует в совокупности повышению устойчивости колесной пары против вкатывания на головку рельса.The proposed rim of the railway wheel contains a ridge, the outer and inner side faces; the surface of the rim and the crest are offset - rotated profiles. In contrast to the prototype, the axis of the ridge is offset relative to the line of rolling of the wheel along the rail towards the inner side face of the rim. This makes it possible to reduce the wheel track width and increase the transverse gaps between the wheel flanges and the rail heads. The increase in the angle of rotation γ and the side gaps increases the slopes n i and the difference in the diameters of the surfaces of the wheels in curves and straight sections of the path and ensures the start of the wheelset in the rut, which allows the wheelset to move freely in the transverse direction and rotate around its vertical axis in natural operating conditions distortions and overloads, and on the curved sections of the track where the displacement is maximum, fit freely into the turn without running a crest onto the rail head. This reduces wear on wheel flanges and rails, increasing their service life. The rotation of the profile by the angle γ increases the angle of inclination β of the outer surface of the ridge with the horizontal, and the transfer of surfacing from the outer face to the inner reduces the friction coefficient in the comb-rail pair, which together contributes to an increase in the stability of the wheel pair against rolling into the rail head.
В результате вся совокупность заявляемых признаков устройства решает поставленную задачу. As a result, the totality of the claimed features of the device solves the problem.
Изобретение иллюстрируется на чертежах, где
фиг. 1 - обод железнодорожного колеса;
фиг. 2 - железнодорожная колесная пара.The invention is illustrated in the drawings, where
FIG. 1 - a rim of a railway wheel;
FIG. 2 - railway wheelset.
Изобретение реализуется следующим образом. The invention is implemented as follows.
Смещение профиля катания обода и гребня осуществляется за счет одного смещения или группы смещений:
линейным смещением профилей катания;
поворотом профилей поверхности катания обода и гребня на угол γ;
линейным смещением и поворотом профилей;
путем наплавки внутренних граней гребня и обода (фиг. 1);
уменьшением размера насадки T и изменением допусков на насадку колес на ось колесной пары (фиг. 2);
за счет смещения профиля катания обода и гребня на величину уклона μ в расчетном сечении гребня (фиг. 1);
на величину уменьшения толщины гребня обода q в расчетном сечении (фиг. 1) путем смещения наружной грани гребня.The displacement of the skating profile of the rim and ridge is due to one displacement or group of displacements:
linear displacement of riding profiles;
by turning the surface profiles of the rim and flange at an angle γ;
linear displacement and rotation of profiles;
by surfacing the inner faces of the ridge and rim (Fig. 1);
reducing the size of the nozzle T and changing the tolerances on the nozzle of the wheels on the axis of the wheelset (Fig. 2);
due to the displacement of the skating profile of the rim and ridge by the slope μ in the calculated section of the ridge (Fig. 1);
by the amount of decrease in the thickness of the ridge rim q in the calculated section (Fig. 1) by shifting the outer edge of the ridge.
Поворот профиля катания на угол γ реализуется при обработке поверхности катания и гребня по повернутому копиру или поворотом обрабатывающего инструмента. Rotation of the skating profile by the angle γ is realized when machining the skating surface and the comb according to the turned copy or by turning the processing tool.
Заявляемый обод железнодорожного колеса (фиг. 1) содержит гребень 1 толщиной q; поверхность катания 4 с уклонами ni, внутреннюю грань обода и гребня 2 с уклоном μ или без него; наружную грань гребня 5 и наружную грань обода 3 с фаской 6. Между наружной гранью гребня 5 и внутренней гранью головки рельса 7 имеется увеличенный боковой зазор Δ, полученный смещением оси гребня из положения Y в положение Y1, на величину A и повернутый профиль поверхности катания колеса и гребня на угол γ. Наружная грань гребня имеет угол наклона β1 с горизонталью.The inventive rim of the railway wheel (Fig. 1) contains a
Колесная пара (фиг.2) содержит ось 8, колеса 9 и 10, насаженные на ось с размером T. Колеса имеют ободья 11, 12 с профилями поверхностей катания 4 и уклонами ni. Профили катания и гребни имеют смещения: угловые повороты γ по часовой стрелке для левого колеса и против часовой стрелки для правого колеса, а также линейные смещения A к центру оси колесной пары.The wheelset (figure 2) contains the
В итоге смещения A обеспечивают увеличение боковых зазоров Δ между наружными поверхностями гребней и внутренними поверхностями головок рельсов, а повороты γ повышают уклоны ni на поверхностях катания колес.As a result, the displacements A provide an increase in the lateral gaps Δ between the outer surfaces of the ridges and the inner surfaces of the rail heads, and the turns γ increase the slopes n i on the wheel surfaces.
Увеличение смещений профилей катания 4 колес 1 и 2 в сторону боковых граней ободьев увеличивает разбег δ колесной пары в колее, определяемый разницей между шириной рельсовой колеи S и колесной колеей K. An increase in the displacements of the rolling profiles of 4
Увеличение уклонов ni поверхностей катания колес увеличивает поворот колесной пары в колее при меньших ее разбега δ в колее.The increase in the slopes n i of the surfaces of the wheels increases the rotation of the wheelset in the rut with a smaller takeoff δ in the rut.
Указанные факторы обеспечивают свободу и быстроту поворота колесной пары в колее и бесконтактное прохождение кривых и прямых участков пути. These factors provide freedom and speed of rotation of the wheelset in a rut and non-contact passage of curves and straight sections of the track.
Причем увеличение уклонов ni и разбега δmax = S - Kmin достигается за счет уменьшения колесной колеи K в процессе обработки при ремонте, что экономичнее в достижении результата по сравнению с уширением рельсовой колеи пути S на всей сети дорог.Moreover, the increase in the slopes n i and the takeoff δ max = S - K min is achieved by reducing the wheel track K during the processing during the repair, which is more economical in achieving the result compared to the broadening of the track track S of the entire road network.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97121465/02A RU2157746C2 (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Method for restoring rolling profiles of railway road wheeled pairs and rim of railway road wheel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97121465/02A RU2157746C2 (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Method for restoring rolling profiles of railway road wheeled pairs and rim of railway road wheel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97121465A RU97121465A (en) | 1999-10-10 |
| RU2157746C2 true RU2157746C2 (en) | 2000-10-20 |
Family
ID=20200397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97121465/02A RU2157746C2 (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Method for restoring rolling profiles of railway road wheeled pairs and rim of railway road wheel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2157746C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2487001C1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Method of reconditioning railway vehicle wheel rim |
-
1997
- 1997-12-19 RU RU97121465/02A patent/RU2157746C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4026217A (en) | Self steering railway axles and wheels on track curvatures | |
| Kalousek et al. | An investigation of short pitch wheel and rail corrugations on the Vancouver mass transit system | |
| CN1296561C (en) | Method for re-profiling at least one running surface of rail, and corresponding device | |
| US8833267B2 (en) | Rail vehicle with variable axial geometry | |
| US6227122B1 (en) | Side frame-bolster interface for railcar truck assembly | |
| SA516370793B1 (en) | Device and method for guiding metal strips, having wear bodies | |
| AU2015317426B2 (en) | Rolling unit for deep-rolling the running surfaces of rail vehicles | |
| RU2441762C1 (en) | Surface profile of a railroad wheel | |
| US20070252399A1 (en) | Wheel for Goods Wagon and Wheel Set | |
| US7156723B2 (en) | Method and apparatus for non-interrupted grinding of railroad crossing and main line track | |
| RU2157746C2 (en) | Method for restoring rolling profiles of railway road wheeled pairs and rim of railway road wheel | |
| EA020267B1 (en) | Railway wheel profile | |
| US6033291A (en) | Offset rail grinding | |
| RU2568819C2 (en) | Increasing life of elements in system wheel-rail and profiles of track and railway wheel rim selected proceeding therefrom | |
| RU2370352C2 (en) | Method to restore railway wheels rolling profile based on profiling device | |
| RU2093331C1 (en) | Method for restoration of railway wheel rim ridges | |
| Grassie | Maintenance of the wheel–rail interface | |
| CA2375046C (en) | Cross frog | |
| JPH0455041Y2 (en) | ||
| US1343001A (en) | Street-railroad rail | |
| RU2595200C1 (en) | Method of prolonging service life of elements of wheel-rail system and profile of track and rim of railway wheel based thereon | |
| JP2012206708A (en) | Forming method of wheel tread, and structure of shape of the wheel tread | |
| RU2111142C1 (en) | Method of reducing side wear of rails and rail vehicle wheel flanges and rail vehicle | |
| RU22100U1 (en) | RAIL WHEEL FILE | |
| RU22099U1 (en) | RAILWAY RIM PROFILE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MF41 | Cancelling an invention patent (total invalidation of the patent) |