RU2378127C1

RU2378127C1 - Rolling surface crosswise profile of wheel pair wheel rim

Info

Publication number: RU2378127C1
Application number: RU2008131365/11A
Authority: RU
Inventors: Ильхам Исламович Галиев (RU); Ильхам Исламович Галиев; Валерий Викторович Шилер (RU); Валерий Викторович Шилер; Петр Иванович Горбунов (RU); Петр Иванович Горбунов; Константин Андреевич Кычаков (RU); Константин Андреевич Кычаков; Виктор Александрович Николаев (RU); Виктор Александрович Николаев; Данил Владимирович Таловский (RU); Данил Владимирович Таловский; Александр Валерьевич Шилер (RU); Александр Валерьевич Шилер
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-01-10

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: invention relates to railway transport, particularly, to railway rolling stock, travelling cranes and monorail ways. Wheel pair wheel comprises bearing disk, hub running bearing fitted on axle and provided with flexible element arranged along hub periphery and spring-loaded rim with rolling surface. Spring-loaded rim rolling surface centre represents cylindrical surface. Rolling surface both edges represent two pairs of taper surfaces, mirror-positioned with respect to vertical axis of symmetry of aforesaid rolling surface.

EFFECT: longer life, higher safety.

2 dwg

Description

Изобретение относится к рельсовому транспорту, в том числе может применяться для железнодорожного подвижного состава, мостовых подъемных кранов и монорельсовых дорог.The invention relates to rail transport, including can be used for railway rolling stock, bridge cranes and monorails.

Известны колеса рельсовых транспортных средств, содержащие упругие элементы, гасящие вибрации, вызываемые перемещением по рельсовой колее, например, "Упругое колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству СССР №1775319, МКИ 7 В60В 9/12; "Колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству СССР №1685755, МКИ 7 В60В 9/12. За прототип на основании наибольшего совпадения принято "Колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству РФ №2207250, МКИ 7 В60В 9/12, конструкция которого имеет подрессоренный бандаж, ступицу, упорный диск, упругий элемент и подшипники.Known wheels of rail vehicles containing elastic elements that dampen vibrations caused by movement along a rail track, for example, "The elastic wheel of a rail vehicle" according to USSR copyright certificate No. 1775319, MKI 7 V60V 9/12; "Wheel of a rail vehicle" according to USSR copyright certificate No. 1685755, MKI 7 V60V 9/12. For the prototype, based on the greatest coincidence, the "Wheel of a rail vehicle" was adopted according to the copyright certificate of the Russian Federation No. 2207250, MKI 7 V60V 9/12, the design of which has a sprung brace, hub, thrust disc, elastic element and bearings.

Недостатком этих решений является непостоянство поперечной конфигурации поверхности катания подрессоренного бандажа в процессе эксплуатации за счет неравномерного ее износа, в результате которого поперечное очертание поверхности катания приобретает корытообразную форму (прокат).The disadvantage of these solutions is the inconstancy of the transverse configuration of the skating surface of the sprung brace during operation due to its uneven wear, as a result of which the transverse outline of the skating surface acquires a trough-like shape (rolled).

В процессе движения колеса с прокатом поверхности катания подрессоренного бандажа по поверхности рельса точка контакта бандажа и рельса скачкообразно переходит с одного края поверхности катания бандажа на другой. Такие скачкообразные перемещения точки контакта приводят к дополнительным проскальзываниям подрессоренного бандажа по рельсу, вертикальным и горизонтальным толчкам и повышенному износу конструкции подвижного состава и верхнего строения пути.During the movement of the wheel with the rolling surface of the sprung bandage on the rail surface, the contact point of the bandage and rail jumps from one edge of the surface of the bandage to another. Such spasmodic movements of the contact point lead to additional slippage of the sprung brace along the rail, vertical and horizontal shocks and increased wear of the rolling stock structure and the track structure.

Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении ресурса подрессоренного бандажа колес колесной пары, безопасности движения и комфортности внутри экипажа.The purpose of the invention is to increase the resource sprung wheel brace wheelset, traffic safety and comfort inside the crew.

Суть предлагаемого изобретения состоит в повышении безопасности движения и ресурса подрессоренного бандажа за счет выполнения крайних участков поверхности катания бандажа в виде двух пар конусных поверхностей

1:3 и 6×45°. При этом средняя часть поверхности катания имеет цилиндрическую форму.The essence of the invention is to increase the safety of movement and the life of the sprung brace by performing the extreme sections of the rolling surface of the brace in the form of two pairs of conical surfaces

1: 3 and 6 × 45 °. In this case, the middle part of the rolling surface has a cylindrical shape.

На фиг.1 представлена кинематическая схема конструкции колеса с подрессоренным бандажом, а на фиг.2 - профиль поверхности катания подрессоренного бандажа предлагаемого изобретения.Figure 1 presents the kinematic diagram of the design of the wheel with a sprung bandage, and figure 2 is a profile of the rolling surface of the sprung band of the present invention.

Конструкция колеса рельсового транспортного средства имеет несколько сочлененных между собой деталей. На ось колесной пары 1 жестко установлен упорный диск 2. Жесткая установка обеспечена посадкой с "натягом" и кольцевым уступом 3 на оси, играющим роль упора. Подрессоренный бандаж 4 выполнен тонкостенным из упругого материала, преимущественно стали. Бандаж 4 закреплен на ступице 5 посредством прослойки 6 из упругого эластичного материала, например резины. Постоянство положения подрессоренного бандажа 4 относительно ступицы 5 поддерживается профилированными посадочными поверхностями между ними. Ступица 5 установлена на подшипнике 8, установленном на оси 1 колесной пары, концы которой снабжены буксовыми подшипниками 7.The wheel structure of a rail vehicle has several articulated parts. A thrust disk 2 is rigidly mounted on the axis of the wheelset 1. A rigid installation is provided with a tight fit and an annular ledge 3 on the axis, which plays the role of a stop. The sprung bandage 4 is made thin-walled from an elastic material, mainly steel. The bandage 4 is fixed to the hub 5 by means of a layer 6 of elastic elastic material, for example rubber. The constancy of the position of the sprung brace 4 relative to the hub 5 is supported by profiled landing surfaces between them. The hub 5 is mounted on a bearing 8 mounted on an axis 1 of a wheel pair, the ends of which are equipped with axlebox bearings 7.

Предлагаемый поперечный профиль поверхности катания подрессоренного бандажа составлен из пяти поверхностей (см. фиг.2). Центральная часть (ЕЖ) поверхности катания гибкого бандажа имеет цилиндрическую форму. Значение длины образующей (ЕЖ) цилиндрической части равно сумме максимально возможных значений зазоров (2×ВВ′=40 мм) между боковыми поверхностями упорных дисков колес колесной пары и головками рельсов. По обоим краям поверхности катания подрессоренного бандажа поперечные очертания профиля представлены двумя парами конусных поверхностей (например:

конусы 1:3 и 6×45°), которые расположены зеркально относительно вертикальной оси симметрии (О-О) поверхности катания.The proposed transverse profile of the rolling surface of the sprung brace is composed of five surfaces (see figure 2). The central part (HF) of the rolling surface of the flexible brace has a cylindrical shape. The value of the length of the generatrix (HF) of the cylindrical part is equal to the sum of the maximum possible values of the gaps (2 × BB ′ = 40 mm) between the side surfaces of the thrust discs of the wheels of the wheelset and the rail heads. On both edges of the surface of the sprung bandage, the transverse profile profile is represented by two pairs of conical surfaces (for example:

cones 1: 3 and 6 × 45 °), which are located specularly relative to the vertical axis of symmetry (O-O) of the rolling surface.

Колесо работает следующим образом. Тонкостенный подрессоренный бандаж 4 упруго преодолевает стыки и неровности рельсовой колеи. Снижение ударных воздействий благотворно сказывается на долговечности пути и экипажа, кроме того, уменьшается уровень шума при движении. Упругие деформации бандажа компенсируются эластичной прослойкой 6. Сферические поверхности сопряжения бандажа и ступицы обеспечивают их взаимную самоустановку в статике и динамике. Жесткая установка упорного диска 2 на оси 1 колесной пары совместно со вторым упорным диском, выполненным симметрично, ограничивают смещение колесной пары относительно рельсов, с которыми он контактирует боковыми поверхностями. Подрессоренный бандаж 4 со ступицей 5 имеют возможность независимого вращения от упорного диска 2 благодаря подшипнику 7, что уменьшает сопротивление качению, особенно на кривых участках пути.The wheel works as follows. Thin-walled sprung band 4 elastically overcomes joints and irregularities of the rail track. Reduced impacts have a beneficial effect on the longevity of the track and crew, in addition, the noise level during movement is reduced. Elastic deformation of the bandage is compensated by an elastic layer 6. The spherical surface of the interface of the bandage and the hub provide their mutual self-installation in statics and dynamics. Rigid installation of the thrust disk 2 on the axis 1 of the wheel pair together with the second thrust disk, made symmetrically, limit the displacement of the wheel pair relative to the rails with which it is in contact with the side surfaces. The sprung bandage 4 with the hub 5 have the possibility of independent rotation from the thrust disk 2 due to the bearing 7, which reduces the rolling resistance, especially in the curved sections of the path.

В начальной стадии износа средний участок поверхности катания подрессоренного бандажа имеет цилиндрическую форму и обеспечивает контакт бандажа со средним участком поверхности катания рельса. При образовании на среднем участке поверхности катания подрессоренного бандажа корытообразного износа ее края (точки Е′ и Ж′) выходят на конусные участки (

1:3) поверхности катания бандажа. В результате относительная разность высот вершины (П′) корытообразной поверхности и ее краев (точки Е′ и Ж′) имеет меньшее значение по сравнению, если бы поверхность катания была полностью цилиндрической.In the initial stage of wear, the middle portion of the rolling surface of the sprung brace has a cylindrical shape and provides contact of the brace with the middle portion of the rolling surface of the rail. When torsion-like wear of its springs is formed on the middle portion of the rolling surface of the sprung bandage, its edges (points E ′ and Ж ′) go to conical sections (

1: 3) the riding surface of the bandage. As a result, the relative difference in the heights of the apex (П ′) of the trough-like surface and its edges (points E ′ and Ж ′) is less important than if the skating surface were completely cylindrical.

Кроме этого, при прохождении стрелочных переводов конусные части поверхности катания бандажа

1:3 обеспечивают безударное прохождение крестовин стрелочных переводов. Наличие конусов 6×45° (фасок) на краях поверхности катания предотвращает процесс образования наплывов металла по торцовым поверхностям бандажа.In addition, when passing turnouts, the conical parts of the surface of the bandage

1: 3 provide shock-free passage of crosspieces of turnouts. The presence of 6 × 45 ° cones (chamfers) at the edges of the skating surface prevents the formation of metal sagging along the end surfaces of the bandage.

Технический результат - увеличение ресурса подрессоренных бандажей колес колесных пар транспортного средства, повышение безопасности движения и комфортности внутри экипажа.The technical result is an increase in the resource of sprung wheel ties of the wheelsets of the vehicle, improving traffic safety and comfort inside the crew.

Повышение безопасности внутри экипажа обеспечивается многопрофильной конфигурацией поверхности катания бандажа, что приводит к снижению толчков от неравномерного износа и предотвращению образования наплывов на торцовых поверхностях подрессоренного бандажа. Комфортность внутри экипажа достигается уменьшением нагрузок, вызывающих акустические возмущения не только ударного характера, но и "скрежета", возникающего при корытообразном износе поверхности катания подрессоренного бандажа.Improving the safety inside the crew is ensured by the multidisciplinary configuration of the skating surface of the bandage, which leads to a reduction in shocks from uneven wear and the prevention of sagging on the end surfaces of the sprung bandage. Comfort inside the crew is achieved by reducing the loads that cause acoustic disturbances not only of a shock nature, but also a "rattle" that occurs during trough-like wear of the skating surface of the sprung bandage.

Claims

A wheel pair of a rail vehicle containing a thrust disk, a hub fixed by bearings on an axis and provided with an elastic element on the periphery and a sprung brace with a rolling surface, characterized in that the rolling surface of the sprung brace in the middle part is made in the form of a cylindrical surface, and both edges are made in the form of two pairs of conical surfaces that are mirrored relative to the vertical axis of symmetry of the rolling surface.