RU22099U1 - RAILWAY RIM PROFILE - Google Patents

RAILWAY RIM PROFILE

Info

Publication number
RU22099U1
RU22099U1 RU2001125557/20U RU2001125557U RU22099U1 RU 22099 U1 RU22099 U1 RU 22099U1 RU 2001125557/20 U RU2001125557/20 U RU 2001125557/20U RU 2001125557 U RU2001125557 U RU 2001125557U RU 22099 U1 RU22099 U1 RU 22099U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radius
arc
ridge
generatrix
straight line
Prior art date
Application number
RU2001125557/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Федорович Ушкалов
Татьяна Федоровна Мокрий
Ирина Александровна Мащенко
Original Assignee
Виктор Федорович Ушкалов
Малышева Ирина Юрьевна
Богданов Виктор Михайлович
Цюренко Владимир Николаевич
Ефимов Виктор Петрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Федорович Ушкалов, Малышева Ирина Юрьевна, Богданов Виктор Михайлович, Цюренко Владимир Николаевич, Ефимов Виктор Петрович filed Critical Виктор Федорович Ушкалов
Priority to RU2001125557/20U priority Critical patent/RU22099U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU22099U1 publication Critical patent/RU22099U1/en

Links

Landscapes

  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

Профиль обода железнодорожного колеса, у которого поверхность катания и рабочая поверхность гребня гладко сопряжены, отличающийся тем, что он имеет образующую, состоящую из сопряженных отрезков прямых и дуг окружностей радиусов R= 13,5 мм, R=17,7 мм, R=38 мм, при этом положение центров этих дуг относительно точки О, расположенной на пересечении среднего радиуса круга катания с образующей поверхности катания, и порядок сопряжения частей образующей профиля выбраны в зависимости от фактической толщины Δгребня, которая находится в интервале 30 - 34 мм, следующим образом: при фактической толщине гребня Δ= 30 мм, что характерно для ремонтного колеса, координаты центров указанных дуг равных=-56,77 мм и у=-14,7 мм для R;х=-25,6 мм и у=-20,4 мм для R;х=-17,1 мм и у=-38,9 мм для R,дуга радиуса Rсопрягается с дугой радиуса R, которая служит образующей выпуклой рабочей поверхности гребня, дуга радиуса Rотрезком прямой с углом наклона 70к горизонтали сопрягается с дугой радиуса R, которая служит образующей выкружки, дуга радиуса Rсопрягается с отрезком прямой с уклоном 1: 20 (-18,6 мм < x < 0 мм), который переходит в отрезок прямой с уклоном 1: 40 (0 мм < х < 40 мм) и далее в отрезок прямой с уклоном 1:7 (40 мм < х < 54 мм); при фактической толщине гребня Δ= 34 мм, что характерно для нового колеса, координаты центров указанных дуг равных=-52,77 мм и у=-14,5 мм для R;х=-21,6 мм и у=-20,2 мм для R;х=-13,1 мм и у=-38,7 мм для R,дуга радиуса Rсопрягается с дугой радиуса R, которая служит образующей выпуклой рабочей поверхности гребня, дуга радиуса Rотрезком прямой с углом наклона 70к горизонтали сопрягается с дугой радиуса R, которая служит образующей выкружки, дуга радиуса Rсопрягается с отрезком прямой, которая им�The profile of the rim of the railway wheel, in which the rolling surface and the working surface of the ridge are smoothly conjugated, characterized in that it has a generatrix consisting of conjugated segments of straight lines and arcs of circles of radii R = 13.5 mm, R = 17.7 mm, R = 38 mm, the position of the centers of these arcs relative to the point O located at the intersection of the average radius of the skating circle with the generatrix of the skating surface, and the pairing order of the parts of the generatrix profile are selected depending on the actual thickness Δ of the ridge, which is in the range 30 - 34 mm, as follows: with the actual thickness of the ridge Δ = 30 mm, which is typical for a repair wheel, the coordinates of the centers of the indicated arcs are equal = -56.77 mm and y = -14.7 mm for R; x = -25.6 mm and y = -20.4 mm for R; x = -17.1 mm and y = -38.9 mm for R, an arc of radius R is conjugated with an arc of radius R, which forms the convex working surface of the ridge, arc of radius R is a straight line segment with an angle of inclination of 70 k horizontal mates with an arc of radius R, which serves as the generatrix of the fillet, an arc of radius R mates with a straight line segment with a slope of 1: 20 (-18.6 mm <x <0 mm), which goes into a straight line segment gradient 1: 40 (0 mm <x <40 mm) and further to the line segment with a slope of 1: 7 (40 mm <x <54 mm); with the actual ridge thickness Δ = 34 mm, which is typical for a new wheel, the coordinates of the centers of the indicated arcs are equal = -52.77 mm and y = -14.5 mm for R; x = -21.6 mm and y = -20, 2 mm for R; x = -13.1 mm and y = -38.7 mm for R, an arc of radius R is conjugated with an arc of radius R, which forms the convex working surface of the crest, an arc of radius R is a straight line with an angle of inclination of 70 degrees to the horizontal an arc of radius R, which serves as the generatrix of the fillet, an arc of radius R is conjugated to a straight line segment that

Description

ПРОФИЛЬ ОБОДА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО КОЛЕСАRAILWAY RIM PROFILE

Полезная модель относится к конструкции колёс подвижного состава железнодорожного транспорта, а более конкретно - к формам профиля ободьев таких колёс.The utility model relates to the design of wheels of a rolling stock of a railway vehicle, and more particularly, to profile shapes of rims of such wheels.

Здесь и далее термином обод обозначена такая часть колеса, которая ограничена поверхностью катания, гладко сопряжённой с нею рабочей поверхностью гребня (или, что то же самое, реборды), поверхностью вершины и нерабочей поверхностью гребня.Hereinafter, the term rim designates such a part of the wheel that is limited by the rolling surface smoothly mating with the working surface of the ridge (or, what is the same, flanges), the surface of the apex and the idle surface of the ridge.

Общеизвестно, что вагонные колёса являются изделиями массового производства и что от совершенства формы контактных, то есть взаимодействующих с рельсами, поверхностей их обода существенно зависит износ как самих колёс, так и головок рельсов.It is well known that wagon wheels are mass-produced and that the wear of both the wheels themselves and the rail heads substantially depends on the perfect shape of the contact, i.e. interacting with the rails, surfaces of their rim.

Поэтому формы профиля таких поверхностей должны одновременно обеспечивать:Therefore, the profile shapes of such surfaces should simultaneously provide:

как можно меньшее время контакта гребня колеса с рельсом, особенно при движении по криволинейным участкам пути с малыми ( 350 м) радиусами кривизны, и, соответственно, как можно меньший износ гребней колёс и головок рельсов, иthe shortest possible contact time between the wheel flange and the rail, especially when traveling along curved sections of the track with small (350 m) radii of curvature, and, accordingly, the smallest possible wear on wheel flanges and rail heads, and

возможность профилирования колёс общедоступными средствами.the possibility of profiling wheels with publicly available means.

Выполнение последнего из этих условий не представляет существенных затруднений, ибо для обработки любых участков колёс независимо от заданного профиля ныне могут быть использованы многие хорошо известные специалистам токарные и, при необходимости, шлифовальные станки с управлением от жёстких копиров и, особенно, с подходящим числовым профаммным управлением.The fulfillment of the last of these conditions does not present significant difficulties, because for processing any sections of the wheels, regardless of the given profile, many turning machines and, if necessary, grinding machines with hard copy control and, especially, with suitable numerical control, can now be used by specialists .

Однако выполнение первого условия сопряжено с серьёзными затруднениями.However, the fulfillment of the first condition is fraught with serious difficulties.

Действительно, специалистам известно (А. Могеаи. Контаю между колесом и рельсом/Revue Generate des Chemins de Per, 1991, №8, pp. 43-51), что при движении подвижного состава по пути стандартные колёса взаимодействуют с рельсами следующим образом:Indeed, it is known to specialists (A. Mogeai. I contour between a wheel and a rail / Revue Generate des Chemins de Per, 1991, No. 8, pp. 43-51) that when rolling stock moves along a path, standard wheels interact with rails as follows:

на прямых участках они контактируют преимущественно по поверхностям катания колеса и рельса с минимальным износом гребней и боковых фаней головок рельсов, аin direct sections, they come into contact mainly on the surfaces of the wheel and rail with minimal wear on the ridges and side faces of the rail heads, and

при прохождении кривых каждое набегающее на рельс колесо контактирует не только поверхностью катания (по поверхности катания рельса), но и одновременно взаимодействует своим гребнем с боковой гранью головки рельса.during the passage of the curves, each wheel running on the rail contacts not only the tread surface (along the tread surface of the rail), but also simultaneously interacts with its crest with the side face of the rail head.

Понятно, что уменьшить износ можно изменением формы профиля либо одного, либо обоих тел указанной контактной пары.It is clear that wear can be reduced by changing the shape of the profile of either one or both bodies of the specified contact pair.

-И ЛПК В 60 В 21/02  -And LPK 60 V 21/02

не столько из-за необходимости переоснащения рельсопрокатных станов, сколько из-за гигантских расходов на изготовление новых рельсов и перешивку десятков тысяч километров магистральных и станционных путей.not so much because of the need to re-equip the rolling mills, but because of the gigantic costs of manufacturing new rails and altering tens of thousands of kilometers of trunk and station tracks.

Следовательно, аюуальную для стран СНГ проблему снижения износа колёс и головок рельсов нужно решать путём теоретической и экспериментальной оптимизации профиля обода колеса.Consequently, the problem of reducing the wear of wheels and rail heads, which is urgent for the CIS countries, must be solved by theoretical and experimental optimization of the profile of the wheel rim.

С учётом формы рельсов типа Р65 и данных о среднесетевом износе уже были предложены усовершенствованные профили колёс:Considering the shape of rails of type P65 and data on average network wear, advanced wheel profiles have already been proposed:

для локомотивов (Голутвина Т.К. О профиле бандажей колесных пар тягового подвижного состава / Вестник ВНИИЖТ, 1978, №3, с.31-35) иfor locomotives (Golutvina TK On the profile of bandages of wheelsets of traction rolling stock / Vestnik VNIIZhT, 1978, No. 3, p.31-35) and

для вагонов (Голутвина Т.К. Новый профиль вагонного колеса / Железнодорожный транспорт, 1979, №3, С. 47-49.).for wagons (Golutvina TK The new profile of the wagon wheel / Railway transport, 1979, No. 3, S. 47-49.).

Однако колёса с такими профилями не получили широкого распространения.However, wheels with such profiles are not widespread.

Более эффективными оказались железнодорожные колёса, для которых образующие профилей ободьев заданы последовательно усложняющимися нелинейными уравнениями (SU 1240637 А1; SU 1695601 А1 и SU 1794694 А1). Во время движения экипажей такие колёса могут контактировать с рельсами конической частью поверхности катания, средней частью выкружки или рабочей поверхностью гребня, а пятна контакта располагаются ближе к боковой поверхности головок рельсов, в то время как верхние части этих головок практически не работают.Railway wheels turned out to be more effective, for which the rim profile generators are given by sequentially complicated nonlinear equations (SU 1240637 A1; SU 1695601 A1 and SU 1794694 A1). During the movement of the crews, such wheels can contact the rails with the conical part of the skating surface, the middle part of the fillet or the working surface of the ridge, and the contact spots are closer to the side surface of the rail heads, while the upper parts of these heads practically do not work.

Такие колёса до сих пор используют в СНГ в локомотивных тележках, где нагрузка на каждую ось стабильно велика.Such wheels are still used in the CIS in locomotive bogies, where the load on each axle is stably high.

Однако теоретические расчеты показали, что применение колёс с такими выкружками в тележках грузовых вагонов, для которых характерна переменная нагрузка на ось, нежелательно из-за ухудшения динамических характеристик этих вагонов.However, theoretical calculations showed that the use of wheels with such fillets in the bogies of freight cars, which are characterized by a variable axle load, is undesirable due to the deterioration of the dynamic characteristics of these cars.

Весьма эффективными оказались разработанные в США и Западной Европе новые профили бандажа для колёс железнодорожных вагонов (Leary John F. America adopts worn wheel profiles/Railway Glaz. lut, 1990, V.146, №7, pp. 525-527; Tomas Jendel, Prediction of wheel and rail wear - a pilot study. Division of Railway Technology, Department of Vehicle Engineering, Royal Institute of Technology (KTH), Stockholm, 1999, 54 p.).The new bandage profiles for railway wagons developed in the USA and Western Europe proved to be very effective (Leary John F. America adopts worn wheel profiles / Railway Glaz. Lut, 1990, V.146, No. 7, pp. 525-527; Tomas Jendel, Prediction of wheel and rail wear - a pilot study. Division of Railway Technology, Department of Vehicle Engineering, Royal Institute of Technology (KTH), Stockholm, 1999, 54 p.).

уменьшить влияние износа таких колёс на критическую скорость вагонов.to reduce the effect of wear of such wheels on the critical speed of cars.

Однако американский и западноевропейский профили были разработаны с учётом существенно отличающихся от принятых в СНГ рельсов и подвижного состава.However, the American and West European profiles were developed taking into account significantly different rails and rolling stock accepted in the CIS.

Поэтому наиболее близким к предлагаемому остаётся профиль обода стандартного железнодорожного колеса (см. ГОСТ 9036-88. Колеса цельнокатаные. Конструкции и размеры, черт. 2).Therefore, the closest to the proposed remains the profile of the rim of a standard railway wheel (see GOST 9036-88. Solid-rolled wheels. Designs and dimensions, Fig. 2).

Гребень такого колеса высотой 28 мм имеет вершину, которая ограничена дугами окружности радиусом 45 мм с внутренней и радиусом 12,5 мм с внешней стороны. Последняя дуга гладко сопряжена с прямым наклонным под углом 60° относительно горизонталиThe crest of such a wheel 28 mm high has a top, which is bounded by circular arcs with a radius of 45 mm with an inner and a radius of 12.5 mm from the outside. The last arc smoothly conjugates with a straight inclined angle of 60 ° relative to the horizontal

отрезком образующей рабочей поверхности гребня, который гладко сопряжён с образующей поверхности катания. Эта образующая состоит из трёх частей: дуги окружности радиусом 15 мм (выкружки), первого отрезка прямой с уклоном 1:20, который сопряжён с указанной дугой, и второго отрезка прямой с уклоном 1:7, который служит продолжением первого отрезка на расстоянии 100 мм от внутренней стенки гребня.a segment of the generatrix of the working surface of the ridge, which is smoothly mated with the generatrix of the rolling surface. This generator consists of three parts: an arc of a circle with a radius of 15 mm (fillet), the first segment of a straight line with a slope of 1:20, which is conjugated to the specified arc, and the second segment of a straight line with a slope of 1: 7, which serves as a continuation of the first segment at a distance of 100 mm from the inner wall of the ridge.

Колёсами с таким профилем обода оборудованы многие тележки существующего в СНГ парка грузовых и пассажирских вагонов. Выкружка такого обода практически не участвует в контактном взаимодействии колеса и головки рельса. Зато с боковой гранью головки рельса постоянно контактирует (и интенсивно изнашивается) рабочая поверхность гребня колеса. Трение между ними особенно велико при прохождении кривых участков пути малого ( 350м) радиуса. Это приводит к значительному и, обычно, неравномерному износу контактных поверхностей колес и головок рельсов, к подрезу и остроконечному накату гребней и к повышенному динамическому воздействию колёс на путь.Many trolleys of the existing fleet of freight and passenger cars are equipped with wheels with such a rim profile. The fillet of such a rim practically does not participate in the contact interaction of the wheel and the rail head. But the working surface of the wheel flange constantly contacts (and intensively wears out) the side surface of the rail head. The friction between them is especially great when passing through curved sections of a path of small (350 m) radius. This leads to a significant and usually uneven wear of the contact surfaces of the wheels and rail heads, to undercutting and peaking of the ridges, and to an increased dynamic effect of the wheels on the track.

Соответственно, по мере износа колёс со стандартными профилями снижается критическая скорость движения экипажей. В некоторых случаях (в первую очередь, для порожних грузовых вагонов на тележках ЦНИИ-ХЗ) она становится ниже допускаемой эксплуатационной скорости 70 км/ч. При скоростях выше критической резко ухудшаются динамические качества вагонов. Это понижает безопасность их движения, негативно влияет на износ отдельных, в частности пятниковых, узлов тележек и на качество перевозки грузов, чувствительных к вибрациям, и вынуждает снижать среднюю скорость движения поездов.Accordingly, as the wheels with standard profiles wear out, the critical speed of the crews decreases. In some cases (primarily for empty freight cars on trolleys TsNII-KhZ), it becomes lower than the permissible operating speed of 70 km / h. At speeds above critical, the dynamic qualities of the cars are sharply deteriorating. This reduces the safety of their movement, negatively affects the wear of individual, in particular Pyatnik, units of carts and the quality of transportation of goods sensitive to vibrations, and forces to reduce the average speed of trains.

3лса11 &3lsa11 &

перемещение пятна контакта с конической части поверхности катания на фебень даже на фивых участках пути с малыми ( 350 м) радиусами кривизны и тем самым существенно снижал вероятность контакта гребней колёс с боковыми гранями головок рельсов, обеспечивая снижение интенсивности и повышение равномерности их износа.the displacement of the contact spot from the conical part of the rolling surface to the faeben, even on the five sections of the track with small (350 m) radii of curvature, and thereby significantly reduced the likelihood of wheel flange contact with the side faces of the rail heads, providing a decrease in intensity and an increase in the uniformity of their wear.

Поставленная задача решена тем, что профиль обода железнодорожного колеса, который включает гладко сопряженную с рабочей поверхностью гребня поверхность катания, согласно изобретательскому замыслу, имеет образующую, состоящую из сопряжённых отрезков прямых и дуг окружностей радиусов 13,5 мм, ,7 мм, мм, при этом:The problem is solved in that the profile of the rim of the railway wheel, which includes a skating surface smoothly conjugated with the working surface of the ridge, according to the inventive concept, has a generatrix consisting of conjugate segments of straight lines and arcs of circles of radii 13.5 mm, 7 mm, mm, with this:

а) положение центров этих дуг относительно точки и, расположенной на пересечении среднего радиуса круга катания с образующей поверхности катания, и порядок сопряжения частей образующей профиля выбраны в зависимости от фактической толщины А гребня, которая находится в интервале от 30 до 34 мм, следующим образом:a) the position of the centers of these arcs with respect to the point and located at the intersection of the average radius of the skating circle with the generatrix of the skating surface, and the pairing order of the parts of the generatrix profile are selected depending on the actual thickness A of the ridge, which is in the range from 30 to 34 mm, as follows:

при фактической толщине гребня мм, что характерно для ремонтного колеса:with the actual thickness of the ridge mm, which is typical for a repair wheel:

-координаты центров указанных дуг равны: f -56,77 мм и у1 -14,7 мм для f,- the coordinates of the centers of these arcs are equal: f -56.77 mm and y1 -14.7 mm for f,

2 -25,6 мм и /2 -20,4 мм для 2, jf3 -17,1 мм и уз -38,9 мм для з;2 -25.6 mm and / 2 -20.4 mm for 2, jf3 -17.1 mm and bond -38.9 mm for s;

-дуга радиуса RI сопрягается с дугой радиуса 2, которая служит образующей выпуклой рабочей поверхности гребня;- an arc of radius RI is mated to an arc of radius 2, which serves as the generatrix of the convex working surface of the ridge;

-дуга радиуса 2 отрезком прямой с углом наклона 70° к горизонтали сопрягается с -дугой радиуса Яз, которая служит образующей выкружки;- an arc of radius 2 by a straight line segment with an angle of inclination of 70 ° to the horizontal is conjugated with an arc of radius Yaz, which serves as the generatrix of the fillet;

-дуга радиуса з сопрягается с отрезком прямой с уклоном 1:20 (-18,6 мм « 0 мм) и переходит далее в отрезок прямой с укпоном 1:40 (О мм х 40 мм), который переходит в отрезок прямой с уклоном 1:7 (40 мм г 54 мм);-arc of radius z is mated to a straight line segment with a slope of 1:20 (-18.6 mm 0 0 mm) and goes further to a straight line segment with a slope of 1:40 (O mm x 40 mm), which goes into a straight line segment with a slope of 1 : 7 (40 mm g 54 mm);

при фактической толщине гребня мм, что характерно для нового колеса:with actual ridge thickness mm, which is typical for a new wheel:

-координаты центров указанных дуг равны: %1 -52,77 мм и У1 -14,5 мм для Ri,- the coordinates of the centers of these arcs are equal:% 1 -52.77 mm and Y1 -14.5 mm for Ri,

%2 -21,6 мм и у2 -20,2 мм для R2, %з -13,1 мм и /3 -38,7 мм для Rj,% 2 -21.6 mm and y2 -20.2 mm for R2,% s -13.1 mm and / 3 -38.7 mm for Rj,

l lдугой радиуса RS, которая служит образующей выкружки; l l arc of radius RS, which serves as a fillet;

- дуга радиуса Ry сопрягается с отрезком прямой с уклоном 1:20 (-13,1 мм), который переходит в отрезок прямой с уклоном 1:7 (40 мм % 54 мм);- an arc of radius Ry is mated to a straight line segment with a slope of 1:20 (-13.1 mm), which goes into a straight line segment with a slope of 1: 7 (40 mm% 54 mm);

б)координаты X, у (в мм) граничных точек предельных образующих профиля равны: слева -54,5; -28, справа 54, 4 и 54, b) the coordinates X, y (in mm) of the boundary points of the limiting generatrices of the profile are equal: to the left -54.5; -28, right 54, 4 and 54,

в)при фактической толщине гребня 30 мм Aj 34 мм требуемые значения координат и требуемые профили обода находятся в промежутке между указанными предельными значениями и крайними профилями.c) with an actual ridge thickness of 30 mm Aj 34 mm, the required coordinate values and the required rim profiles are between the indicated limit values and the extreme profiles.

Любой конкретный профиль, выбранный в указанных выше пределах, обеспечивает возможность более гладкого сопряжения поверхности катания с рабочей поверхностью гребня как у новых, так и у ремонтных колёс. Поэтому при взаимодействии между ободьями железнодорожных колёс с такими профилями и рельсами существенно снижается вероятность силового контакта гребней колёс с боковыми гранями головок рельсов даже на кривых участках пути с малыми ( 350 м) радиусами кривизны, что предохраняют гребни (и колёса в целом) от интенсивного износа.Any specific profile selected within the above limits provides the possibility of a smoother pairing of the skating surface with the working surface of the ridge for both new and repair wheels. Therefore, in the interaction between the rims of railway wheels with such profiles and rails, the probability of force contact of the wheel flanges with the side faces of the rail heads even on curved sections of the track with small (350 m) radii of curvature is significantly reduced, which protects the flanges (and wheels in general) from intensive wear .

Далее сущность полезной модели поясняется подробным описанием формы профиля обода и особенностей изготовления и работы колёс с такими ободьями со ссылками на прилагаемые чертежи, где изображены на:Further, the essence of the utility model is explained by a detailed description of the shape of the rim profile and the features of the manufacture and operation of wheels with such rims with links to the accompanying drawings, which are shown in:

фиг.1 - общий вид колесной пары с указанием местоположения отдельных частей профиля обода колеса иfigure 1 - General view of the wheelset indicating the location of the individual parts of the profile of the wheel rim and

фиг.2 - интервал изменения образующей формы профиля в зависимости от толщины гребня и подуклонки рельсов, на которых предполагается использование колес.figure 2 - the interval of change forming the shape of the profile depending on the thickness of the ridge and the cradle of the rails on which the use of wheels is supposed.

Обод железнодорожного колеса (см. фиг.1) ограничен:The rim of the railway wheel (see figure 1) is limited:

внутренней стенкой 1 гребня,the inner wall of 1 ridge,

нерабочей поверхностью 2 гребня,non-working surface 2 ridges,

вершиной 3 гребня, которая сопряжена с указанной нерабочей поверхностью 2,the top 3 of the ridge, which is associated with the specified non-working surface 2,

рабочей поверхностью 4 гребня, которая сопряжена с указанной вершиной 3,the working surface 4 of the ridge, which is associated with the specified peak 3,

выкружкой 5, которая сопряжена с указанной рабочей поверхностью 4, иfillet 5, which is associated with the specified working surface 4, and

кусочно-линейной поверхностью катания, которая сопряжена с указанной выкружкой 5 и состоит из линейных отрезков 6, 7, 8, которые отличаются углом наклона образующей.piecewise linear surface of the skating, which is associated with the specified fillet 5 and consists of linear segments 6, 7, 8, which differ in the angle of inclination of the generatrix.

Положение центров этих дуг относительно точки О, расположенной на пересечении среднего радиуса круга катания с образующей поверхности катания, и порядок сопряжения частей образующей профиля выбраны в зависимости от фактической толщины А гребня, которая находится в интервале от 30 до 34 мм, следующим образом:The position of the centers of these arcs relative to the point O located at the intersection of the average radius of the skating circle with the generatrix of the skating surface and the pairing order of the parts of the generatrix profile are selected depending on the actual thickness A of the ridge, which is in the range from 30 to 34 mm, as follows:

а)лри фактической толщине гребня мм, что характерно для ремонтного колеса.a) the actual flange thickness mm, which is typical of a repair wheel.

во-первых, координаты центров указанных дуг равны:firstly, the coordinates of the centers of these arcs are equal:

Xf -56,77 мм и yf -14,7 мм для Ri,Xf -56.77 mm and yf -14.7 mm for Ri,

2 -25,6 мм и у2 -20,4 мм для Rg,2 -25.6 mm and y2 -20.4 mm for Rg,

Хз -17,1 мм и УЗ -38,9 мм для Яз;Xs -17.1 mm and ultrasound -38.9 mm for ulcers;

во-вторых, дуга радиуса RI сопрягается с дугой радиуса , которая служит образующей выпуклой рабочей поверхности гребня;secondly, an arc of radius RI mates with an arc of radius, which serves as the generatrix of the convex working surface of the ridge;

в-третьих, дуга радиуса 2 отрезком прямой с углом наклона 70° к горизонтали сопрягается с дугой радиуса , которая служит образующей выфужки;thirdly, an arc of radius 2 by a straight line segment with an angle of inclination of 70 ° to the horizontal is conjugated with an arc of radius, which serves as the generatrix of the cake;

в-четвёртых, дуга радиуса РЗ сопрягается с отрезком прямой с уклоном 1:20 (-18,6 мм X 0 мм), который переходит в отрезок прямой с уклоном 1:40 (О мм х 40 мм) и далее - в отрезок прямой с уклоном 1:7 (40 мм);fourthly, an arc of radius RZ is mated to a straight line segment with a slope of 1:20 (-18.6 mm X 0 mm), which goes into a straight line segment with a slope of 1:40 (O mm x 40 mm) and then into a straight line segment with a slope of 1: 7 (40 mm);

б)при фактической толщине гребня мм, что характерно для нового колеса:b) with the actual thickness of the ridge mm, which is typical for a new wheel:

во-первых, координаты центров указанных дуг равны:firstly, the coordinates of the centers of these arcs are equal:

Х| -52,77 мм и yf -14,5 мм для RI,X | -52.77 mm and yf -14.5 mm for RI,

Х2 -21,6 мм и у2 -20,2 мм для 2,X2 -21.6 mm and y2 -20.2 mm for 2,

хз -13,1 мм и уз -38,7 мм для Яз;xs -13.1 mm and bonds -38.7 mm for yaz;

во-вторых, дуга радиуса RI сопрягается с дугой радиуса Rz, которая служит образующей выпуклой рабочей поверхности гребня;secondly, an arc of radius RI is mated to an arc of radius Rz, which serves as the generatrix of the convex working surface of the ridge;

в-третьих, дуга радиуса R2 отрезком прямой с углом наклона 70° к горизонтали сопрягается с дугой радиуса Ra, которая служит образующей выкружки;thirdly, an arc of radius R2 with a straight line segment with an angle of inclination of 70 ° to the horizontal is mated with an arc of radius Ra, which serves as the generatrix of the filet;

в-четвёртых, дуга радиуса RS сопрягается с отрезком прямой с укпоном 1:20 (-13,1 мм) и которая переходит в отрезок прямой с укпоном 1:7 (40 мм х 54 мм);fourthly, an arc of radius RS is mated to a straight line segment with an inclination of 1:20 (-13.1 mm) and which goes into a straight line segment with an inclination of 1: 7 (40 mm x 54 mm);

в)координаты х, у (в мм) граничных точек предельных образующих профиля равны: слева -54,5; -28, справа 54, 4 и 54, 3.c) the x, y coordinates (in mm) of the boundary points of the limiting generatrices of the profile are: on the left -54.5; -28, on the right 54, 4 and 54, 3.

промежутке между указанными предельными значениями и крайними профилями.the gap between the specified limit values and extreme profiles.

Совокупный профиль рабочей поверхности формируют программной обточкой новых колёс или бандажей ремонтных колёс.The total profile of the working surface is formed by turning new wheels or tires of repair wheels.

До начала такой обточки с применением подходящих инструментов измеряют фактическую толщину гребня. Следует отметить, что вместо таких инструментов может быть использован и привычный универсальный шаблон, созданный для стандартного профиля обода колеса и широко применяемый на заводах. Однако при использовании таких шаблонов к результатам измерения следует приплюсовывать 1 мм.Prior to starting such turning, using the appropriate tools, measure the actual thickness of the ridge. It should be noted that instead of such tools, the familiar universal template can be used, created for the standard profile of the wheel rim and widely used in factories. However, when using such templates, 1 mm should be added to the measurement results.

Далее с учётом конкретной толщины гребня определяют конкретные координаты , у центров дуг с указанными радиусами RI, и RS и конкретные характеристики отрезков прямых. И, наконец, настроив соответствующим образом станок, обтачивают и/или шлифуют обод колеса под требуемый профиль.Further, taking into account the specific thickness of the ridge, specific coordinates are determined, at the centers of arcs with the indicated radii RI, and RS, and the specific characteristics of the line segments. And finally, having adjusted the machine accordingly, grind and / or grind the wheel rim to the required profile.

Особенности эксплуатации железнодорожных колёс с описанными профилями состоят в следующем.Features of the operation of railway wheels with the described profiles are as follows.

Во время движения вагона колесо взаимодействует с рельсом в зависимости от плана и профиля пути преимущественно участками 6, 7 поверхности катания, а в кривых малого радиуса или на пути неудовлетворительного состояния может взаимодействовать также выкружкой 5, рабочей поверхностью гребня 4 и участком 8 поверхности катания.During the movement of the car, the wheel interacts with the rail, depending on the plan and the track profile, mainly by the rolling surface sections 6, 7, and in the small radius curves or on the path of unsatisfactory condition it can also interact with the fillet 5, the working surface of the ridge 4 and the rolling surface section 8.

При взаимном горизонтальном смещении колеса и рельса перемещение пятна контакта по профилю обода с конической части поверхности катания на рабочую поверхность гребня происходит через выкружку 5, тогда как в прототипе такой переход происходит скачкообразно, минуя выкружку 5.With the mutual horizontal displacement of the wheel and the rail, the contact spot moves along the rim profile from the conical part of the skating surface to the working surface of the ridge through fillet 5, whereas in the prototype such a transition occurs stepwise, bypassing fillet 5.

Плавное изменение разности текущих радиусов колес одной и той же колесной пары создает более благоприятные условия для вписывания вагонов в криволинейные участки пути. Это позволяет снизить износ гребней колес при движении по пути, имеющем прямолинейные и криволинейные участки, в том числе малого ( 350 м) радиуса, а износ по поверхности катания сделать более равномерным. Особенно заметно этот эффект проявляется при использовании колёс с предлагаемыми профилями на рельсах с подукпонкой от 1/40 до 1/20.A smooth change in the difference between the current radii of the wheels of the same wheelset creates more favorable conditions for fitting cars into curved sections of the track. This allows you to reduce the wear of the wheel flanges during movement along a path having straight and curved sections, including a small (350 m) radius, and make wear on the surface of the skating more uniform. This effect is especially noticeable when using wheels with the proposed profiles on rails with a subframe from 1/40 to 1/20.

Дополнительно следует отметить, что увеличение угла наклона образующей рабочей поверхности гребня колеса позволяет уменьшить вероятность схода колёс с рельсов и тем самым повысить безопасность движения.In addition, it should be noted that an increase in the angle of inclination of the generatrix of the working surface of the wheel flange reduces the likelihood of the wheels coming off the rails and thereby increase traffic safety.

Колёса с предлагаемыми профилями обода могут быть использованы в отечественном подвижном составе, в том числе с ходовыми частями типа трехэлементной тележки ЦНИИ-ХЗ. При этом наряду с уменьшением износа колёс достигается выполнение нормативных требований к динамическим качествам вагонов, уменьшение влияния износа колес на снижение критической скорости и понижение уровня ударных составляющих при взаимодействии экипажа и пути.Wheels with the proposed rim profiles can be used in domestic rolling stock, including with running gears like the three-element trolley TsNII-KhZ. At the same time, along with a decrease in wheel wear, the regulatory requirements for the dynamic qualities of wagons are achieved, the influence of wheel wear on reducing the critical speed and the level of shock components during the interaction of the crew and the track are reduced.

Результаты испытаний в маршрутных грузовых поездах на железных дорогах Украины со сложными условиями эксплуатации свидетельствуют о том, что лосле пробега 70 тыс. км износ гребней колёс, имеющих профиль обода в предложенном интервале, оказался примерно в 1,5 раза ниже износа гребней стандартных колёс.The test results in block freight trains on Ukrainian railways with difficult operating conditions indicate that the mileage of 70 thousand km, the wear of the wheel flanges having a rim profile in the proposed interval turned out to be about 1.5 times lower than the wear of the flanges of standard wheels.

Предложенные профили могут быть использованы при изготовлении новых цельнокатаных и сборных колёс и при ремонте, в частности при переточке, обандаженных колёсных пар для тележек преимущественно грузовых вагонов, платформ и цистерн.The proposed profiles can be used in the manufacture of new solid-rolled and prefabricated wheels and in the repair, in particular during regrinding, of rolled-up wheel pairs for trucks mainly of freight cars, platforms and tanks.

Ши ПРОФИЛЬShi PROFILE

Claims (1)

Профиль обода железнодорожного колеса, у которого поверхность катания и рабочая поверхность гребня гладко сопряжены, отличающийся тем, что он имеет образующую, состоящую из сопряженных отрезков прямых и дуг окружностей радиусов R1= 13,5 мм, R2=17,7 мм, R3=38 мм, при этом положение центров этих дуг относительно точки О, расположенной на пересечении среднего радиуса круга катания с образующей поверхности катания, и порядок сопряжения частей образующей профиля выбраны в зависимости от фактической толщины Δi гребня, которая находится в интервале 30 - 34 мм, следующим образом: при фактической толщине гребня Δmin= 30 мм, что характерно для ремонтного колеса, координаты центров указанных дуг равны
х1=-56,77 мм и у1=-14,7 мм для R1;
х2=-25,6 мм и у2=-20,4 мм для R2;
х3=-17,1 мм и у3=-38,9 мм для R3,
дуга радиуса R1 сопрягается с дугой радиуса R2, которая служит образующей выпуклой рабочей поверхности гребня, дуга радиуса R2 отрезком прямой с углом наклона 70o к горизонтали сопрягается с дугой радиуса R3, которая служит образующей выкружки, дуга радиуса R3 сопрягается с отрезком прямой с уклоном 1: 20 (-18,6 мм < x < 0 мм), который переходит в отрезок прямой с уклоном 1: 40 (0 мм < х < 40 мм) и далее в отрезок прямой с уклоном 1:7 (40 мм < х < 54 мм); при фактической толщине гребня Δmax= 34 мм, что характерно для нового колеса, координаты центров указанных дуг равны
х1=-52,77 мм и у1=-14,5 мм для R1;
х2=-21,6 мм и у2=-20,2 мм для R2;
х3=-13,1 мм и у3=-38,7 мм для R3,
дуга радиуса R1 сопрягается с дугой радиуса R2, которая служит образующей выпуклой рабочей поверхности гребня, дуга радиуса R2 отрезком прямой с углом наклона 70o к горизонтали сопрягается с дугой радиуса R3, которая служит образующей выкружки, дуга радиуса R3 сопрягается с отрезком прямой, которая имеет уклон 1:20 (-13,1 мм < x < 40 мм) и которая переходит в отрезок прямой с уклоном 1:7 (40 мм < х < 54 мм), координаты х, у (в мм) граничных точек предельных образующих профиля равны слева [-54,5; -28], справа [54,4] и [54,3] при фактической толщине гребня 30 мм < Δi < 34 мм требуемые значения координат и требуемые профили обода находятся в промежутке между указанными предельными значениями и крайними профилями.
Figure 00000001
The profile of the rim of the railway wheel, in which the rolling surface and the working surface of the ridge are smoothly conjugated, characterized in that it has a generatrix consisting of conjugated segments of straight lines and arcs of circles of radii R 1 = 13.5 mm, R 2 = 17.7 mm, R 3 = 38 mm, while the position of the centers of these arcs relative to the point O located at the intersection of the average radius of the skating circle with the generatrix of the skating surface and the pairing order of the parts of the generatrix profile are selected depending on the actual thickness Δ i of the ridge, which is in the interval 3 0 - 34 mm, as follows: with the actual thickness of the ridge Δ min = 30 mm, which is typical for a repair wheel, the coordinates of the centers of these arcs are equal
x 1 = -56.77 mm and y 1 = -14.7 mm for R 1 ;
x 2 = -25.6 mm and y 2 = -20.4 mm for R 2 ;
x 3 = -17.1 mm and y 3 = -38.9 mm for R 3 ,
an arc of radius R 1 is mated to an arc of radius R 2 , which serves as the generatrix of the convex working surface of the ridge, an arc of radius R 2 by a straight line with an angle of inclination of 70 ° to the horizontal is mated to an arc of radius R 3 , which serves as a fillet, an arc of radius R 3 is mated to a straight line segment with a slope of 1: 20 (-18.6 mm <x <0 mm), which goes into a straight line segment with a slope of 1: 40 (0 mm <x <40 mm) and then into a straight line segment with a slope of 1: 7 ( 40 mm <x <54 mm); with the actual ridge thickness Δ max = 34 mm, which is typical for a new wheel, the coordinates of the centers of these arcs are equal
x 1 = -52.77 mm and y 1 = -14.5 mm for R 1 ;
x 2 = -21.6 mm and y 2 = -20.2 mm for R 2 ;
x 3 = -13.1 mm and y 3 = -38.7 mm for R 3 ,
an arc of radius R 1 is mated to an arc of radius R 2 , which serves as the generatrix of the convex working surface of the ridge, an arc of radius R 2 by a straight line with an angle of inclination of 70 ° to the horizontal is mated to an arc of radius R 3 , which serves as a fillet, an arc of radius R 3 is mated to a line segment that has a slope of 1:20 (-13.1 mm <x <40 mm) and which goes into a line segment with a slope of 1: 7 (40 mm <x <54 mm), x, y coordinates (in mm) the boundary points of the limiting generators of the profile are equal to the left [-54.5; -28], on the right [54,4] and [54,3] with an actual ridge thickness of 30 mm <Δ i <34 mm, the required coordinate values and the required rim profiles are in the interval between the specified limit values and the extreme profiles.
Figure 00000001
RU2001125557/20U 2001-09-26 2001-09-26 RAILWAY RIM PROFILE RU22099U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125557/20U RU22099U1 (en) 2001-09-26 2001-09-26 RAILWAY RIM PROFILE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001125557/20U RU22099U1 (en) 2001-09-26 2001-09-26 RAILWAY RIM PROFILE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU22099U1 true RU22099U1 (en) 2002-03-10

Family

ID=48283410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001125557/20U RU22099U1 (en) 2001-09-26 2001-09-26 RAILWAY RIM PROFILE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU22099U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA020267B1 (en) * 2011-03-02 2014-09-30 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Railway wheel profile
EA020268B1 (en) * 2011-03-02 2014-09-30 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Surface profile of a railroad wheel
RU2568819C2 (en) * 2013-01-21 2015-11-20 Игорь Анатольевич Пухов Increasing life of elements in system wheel-rail and profiles of track and railway wheel rim selected proceeding therefrom

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA020267B1 (en) * 2011-03-02 2014-09-30 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Railway wheel profile
EA020268B1 (en) * 2011-03-02 2014-09-30 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Surface profile of a railroad wheel
RU2568819C2 (en) * 2013-01-21 2015-11-20 Игорь Анатольевич Пухов Increasing life of elements in system wheel-rail and profiles of track and railway wheel rim selected proceeding therefrom

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pombo et al. A study on wear evaluation of railway wheels based on multibody dynamics and wear computation
CN109214554B (en) Turning strategy decision algorithm for whole wheel of railway vehicle under working condition of no wheel drop
US7669906B2 (en) Running profile of railway wheel
Tournay et al. The transition from the wear to the stress regime
RU2441762C1 (en) Surface profile of a railroad wheel
US6910426B2 (en) Control arm system for steering bogie wheels and axles
CN113147826B (en) Optimized turning method and device based on multi-feature decision wheel pair hierarchical exchange
RU22099U1 (en) RAILWAY RIM PROFILE
US5461987A (en) Side arm structure of a steering arm assembly having an undercut radius
EA020267B1 (en) Railway wheel profile
RU26208U1 (en) RAIL SURFACE PROFILE
RU22100U1 (en) RAIL WHEEL FILE
CN112836313A (en) Method for designing grinding profile of turnout steel rail based on contact light band position
CN104589913A (en) Wheel of low-floor bogie
CN111382512A (en) Method for determining equivalent taper of wheel set in high-speed turnout area
RU113201U1 (en) RAILWAY WHEEL
RU2684347C1 (en) Railway wheel rim surface profile
RU2661183C1 (en) Surface profile of wheel rim of passenger cars
RU2661186C1 (en) Surface profile of wheel rim of freight cars
US1566492A (en) London
Marta et al. Wheel-rail adhesion
RU135965U1 (en) WHEEL OF RAILWAY CARGO WAGON
CN112507478A (en) 60kg/m steel rail profile improvement method
CN2256904Y (en) Sleeper
AU5072300A (en) Cross frog