RU2627978C2 - Railway wheel with side braking surface (versions) - Google Patents

Railway wheel with side braking surface (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2627978C2
RU2627978C2 RU2014142974A RU2014142974A RU2627978C2 RU 2627978 C2 RU2627978 C2 RU 2627978C2 RU 2014142974 A RU2014142974 A RU 2014142974A RU 2014142974 A RU2014142974 A RU 2014142974A RU 2627978 C2 RU2627978 C2 RU 2627978C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hub
rim
disk
wheel
railway wheel
Prior art date
Application number
RU2014142974A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014142974A (en
Inventor
Павел Петрович Гущин
Вениамин Фёдорович Зубков
Юрий Васильевич Мещерин
Алексей Михайлович Хохулин
Максим Николаевич Цибизов
Елена Николаевна Киреева
Анна Евстигнеевна Казачкова
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ")
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 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") filed Critical Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ")
Priority to RU2014142974A priority Critical patent/RU2627978C2/en
Publication of RU2014142974A publication Critical patent/RU2014142974A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2627978C2 publication Critical patent/RU2627978C2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B17/00—Wheels characterised by rail-engaging elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61H—BRAKES OR OTHER RETARDING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR RAIL VEHICLES; ARRANGEMENT OR DISPOSITION THEREOF IN RAIL VEHICLES
    • B61H5/00—Applications or arrangements of brakes with substantially radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: in a railway wheel consisting of a rim, a hub and a disk between the rim and a hub, containing braking surfaces on the lateral planes separated from the hub and the rim by annular grooves, the disk is provided with through channels connecting the annular grooves of the hub to the annular grooves of the rim located on opposite sides of the wheel, or located on each side of the wheel, or each through channel in the disk, connecting the annular grooves of the hub with the ring grooves of the rim located on each side of the wheel, can consist of two non-parallel channels connected together.
EFFECT: improved cooling of the railway wheel brake disk.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожным транспортным средствам и касается устройств колес с тормозными дисками.The invention relates to railway vehicles and relates to wheel devices with brake discs.

Известно железнодорожное колесо, состоящее из ступицы, гребневого обода и диска между ободом и ступицей, на боковых плоскостях которого устроены поверхности торможения, ограниченные от обода и ступицы круговыми торцами, отделенными соответствующими кольцевыми проточками /1/.A railway wheel is known, consisting of a hub, a flange rim and a disk between the rim and the hub, on the lateral planes of which braking surfaces are arranged, limited from the rim and the hub by circular ends separated by corresponding annular grooves / 1 /.

Недостатками известного железнодорожного колеса являются: повышенный нагрев диска от воздействия на него тормозных накладок при торможениях транспортного средства из-за отсутствия вентилируемости диска, приводящий к ухудшению фрикционных свойств тормозных накладок и повышенному их износу, повышенный нагрев элементов колеса, в частности, ступицы, снижающий прочность посадки колеса на оси колесной пары, создающий возможность проворота колеса на оси.The disadvantages of the known railway wheels are: increased heating of the disk from exposure to brake pads during vehicle braking due to lack of ventilation of the disk, leading to deterioration of the friction properties of the brake pads and their increased wear, increased heating of the wheel elements, in particular the hub, reducing strength landing wheel on the axis of the wheelset, creating the ability to rotate the wheel on the axis.

Известно колесо с тормозным диском для железнодорожного подвижного состава с малогабаритными колесами, принятое за прототип, содержащее торцевые поверхности трения для дискового тормоза, разъединенные от обода и ступицы колеса одним или несколькими круговыми пазами для изоляции обода и ступицы колеса от нагрева и термических напряжений, и радиальные пазы на поверхностях трения /2/.A wheel with a brake disk is known for railway rolling stock with small wheels, adopted as a prototype, containing the friction end surfaces for the disk brake, separated from the rim and wheel hub by one or more circular grooves to isolate the rim and wheel hub from heating and thermal stresses, and radial grooves on the friction surfaces / 2 /.

Недостатками известного колеса с тормозным диском являются: отсутствие внутреннего охлаждения тормозного диска при торможениях железнодорожного подвижного состава, что приводит к повышенному нагреву элементов колеса и дискового тормоза, снижающему фрикционные свойства тормозных накладок и повышающему их износ.The disadvantages of the known wheel with a brake disk are: the lack of internal cooling of the brake disk during braking of railway rolling stock, which leads to increased heating of the elements of the wheel and disk brake, which reduces the frictional properties of brake linings and increases their wear.

Кроме того, повышенный нагрев тормозного диска при торможениях сопровождается увеличенным отводом тепла от диска в ступицу колеса, что снижает прочность посадки колеса на оси колесной пары, создавая условия проворота колеса на оси.In addition, increased heating of the brake disk during braking is accompanied by increased heat removal from the disk to the wheel hub, which reduces the strength of the wheel fit on the axis of the wheelset, creating conditions for turning the wheel on the axis.

Другим недостатком являются радиальные пазы на торцевых поверхностях трения для дискового тормоза, являющиеся концентраторами механических и термических напряжений, способствующих образованию трещин, снижающих надежность работы тормозного диска при торможениях железнодорожного подвижного состава.Another disadvantage is the radial grooves on the end surfaces of friction for the disk brake, which are concentrators of mechanical and thermal stresses that contribute to the formation of cracks, which reduce the reliability of the brake disk during braking of railway rolling stock.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности работы железнодорожного колеса с боковыми поверхностями торможения при торможениях железнодорожного транспортного средства, снижение нагрева элементов колеса и тормоза, сохранение прочности посадки колеса на оси колесной пары, исключение условий образования термических и механических трещин в диске между ободом и ступицей, содержащем на боковых плоскостях поверхности торможения, стабилизация фрикционных свойств тормозных накладок и повышение их износостойкости.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of a railway wheel with lateral braking surfaces during braking of a railway vehicle, reduce the heating of the wheel and brake elements, maintain the wheel fit on the wheel axle, eliminate the conditions for the formation of thermal and mechanical cracks in the disk between the rim and the hub, containing braking surfaces on lateral planes, stabilization of friction properties of brake linings and increase their wear resistance.

Указанный технический результат достигается тем, что в железнодорожном колесе (вариант 1), состоящем из обода, ступицы и диска между ободом и ступицей, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения, отделенные от ступицы и от обода кольцевыми проточками, в диске выполнены сквозные каналы, соединяющие кольцевые проточки ступицы с кольцевыми проточками обода, расположенными на противоположных сторонах железнодорожного колеса.The specified technical result is achieved by the fact that in the railway wheel (option 1), consisting of a rim, a hub and a disk between the rim and the hub, containing braking surfaces on the lateral planes, separated from the hub and from the rim by circular grooves, through channels are made in the disk connecting annular grooves of the hub with annular grooves of the rim located on opposite sides of the railway wheel.

Указанный технический результат достигается также и тем, что в железнодорожном колесе (вариант 2), состоящем из обода, ступицы и диска между ободом и ступицей, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения, отделенные от ступицы и от обода кольцевыми проточками, в диске выполнены сквозные каналы, соединяющие кольцевые проточки ступицы с кольцевыми проточками обода, расположенными на каждой стороне железнодорожного колеса.The indicated technical result is also achieved by the fact that in the railway wheel (option 2), consisting of a rim, a hub and a disk between the rim and the hub, containing braking surfaces on the lateral planes, separated from the hub and from the rim by circular grooves, through channels are made in the disk connecting the annular grooves of the hub with the annular grooves of the rim located on each side of the railway wheel.

Указанный технический результат достигается также и тем, что в железнодорожном колесе (вариант 3), состоящем из обода, ступицы и диска между ободом и ступицей, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения, отделенные от ступицы и от обода кольцевыми проточками, в диске выполнены сквозные каналы, каждый из которых состоит из двух непараллельных каналов, соединенных между собой, соединяющие кольцевые проточки ступицы с кольцевыми проточками обода, расположенными на каждой стороне железнодорожного колеса.The specified technical result is also achieved by the fact that in the railway wheel (option 3), consisting of a rim, a hub and a disk between the rim and the hub, containing braking surfaces on the lateral planes, separated from the hub and from the rim by circular grooves, through channels are made in the disk , each of which consists of two non-parallel channels connected to each other, connecting the annular grooves of the hub with the annular grooves of the rim located on each side of the railway wheel.

Сущность изобретения представлена на следующих чертежах:The invention is presented in the following drawings:

- на фиг. 1 - общий вид железнодорожного колеса со сквозными каналами в диске между ободом и ступицей, соединяющими кольцевые проточки ступицы и обода, расположенные на противоположных сторонах железнодорожного колеса по первому варианту;- in FIG. 1 is a general view of a railway wheel with through channels in the disk between the rim and the hub connecting the annular grooves of the hub and rim located on opposite sides of the railway wheel according to the first embodiment;

- на фиг. 2 - общий вид железнодорожного колеса со сквозными каналами в диске между ободом и ступицей, соединяющими кольцевые проточки ступицы и обода, расположенные на каждой стороне железнодорожного колеса по второму варианту;- in FIG. 2 is a general view of the railway wheel with through channels in the disk between the rim and the hub connecting the annular grooves of the hub and rim located on each side of the railway wheel according to the second embodiment;

- на фиг. 3 - общий вид железнодорожного колеса со сквозными каналами в диске между ободом и ступицей, каждый из которых состоит из двух непараллельных каналов, соединенных между собой, соединяющими кольцевые проточки ступицы и обода, расположенные на каждой стороне железнодорожного колеса по третьему варианту.- in FIG. 3 is a general view of the railway wheel with through channels in the disk between the rim and the hub, each of which consists of two non-parallel channels interconnected, connecting the annular grooves of the hub and rim located on each side of the railway wheel according to the third embodiment.

Железнодорожное колесо 1 по первому варианту (фиг. 1) состоит из обода 2, ступицы 3 и диска 4 между ободом 2 и ступицей 3, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения 5 и 6, отделенные от ступицы 3 и от обода 2 кольцевыми проточками 7, 8, 9, 10. В диске 4 выполнены сквозные каналы 11, соединяющие кольцевые проточки 9 и 10 ступицы 3 соответственно с кольцевыми проточками 8 и 7 обода 2, расположенными на противоположных сторонах железнодорожного колеса 1.The railway wheel 1 according to the first embodiment (Fig. 1) consists of a rim 2, a hub 3 and a disk 4 between the rim 2 and the hub 3, containing on the lateral planes the braking surfaces 5 and 6, separated from the hub 3 and from the rim 2 by annular grooves 7, 8, 9, 10. In the disk 4, through channels 11 are made, connecting the annular grooves 9 and 10 of the hub 3, respectively, with the annular grooves 8 and 7 of the rim 2, located on opposite sides of the railway wheel 1.

Во втором варианте железнодорожное колесо 1 (фиг. 2) состоит из обода 2, ступицы 3 и диска 4 между ободом 2 и ступицей 3, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения 5 и 6, отделенные от ступицы 3 и от обода 2 кольцевыми проточками 7, 8, 9, 10. В диске 4 выполнены сквозные каналы 11, соединяющие кольцевые проточки 9 и 10 ступицы 3 соответственно с кольцевыми проточками 7 и 8 обода 2, расположенными на каждой стороне железнодорожного колеса 1.In the second embodiment, the railway wheel 1 (Fig. 2) consists of a rim 2, a hub 3 and a disk 4 between the rim 2 and the hub 3, containing on the lateral planes braking surfaces 5 and 6, separated from the hub 3 and from the rim 2 by annular grooves 7, 8, 9, 10. In the disk 4, through channels 11 are made, connecting the annular grooves 9 and 10 of the hub 3, respectively, with the annular grooves 7 and 8 of the rim 2 located on each side of the railway wheel 1.

В третьем варианте железнодорожное колесо 1 (фиг. 3) состоит из обода 2, ступицы 3 и диска 4 между ободом 2 и ступицей 3, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения 5 и 6, отделенные от ступицы 3 и от обода 2 кольцевыми проточками 7, 8, 9, 10. В диске 4 выполнены сквозные каналы, каждый из которых состоит из двух непараллельных каналов 11 и 12, соединенных между собой, соединяющие кольцевые проточки 9 и 10 ступицы 3 соответственно с кольцевыми проточками 7 и 8 обода 2, расположенными на каждой стороне железнодорожного колеса 1.In the third embodiment, the railway wheel 1 (Fig. 3) consists of a rim 2, a hub 3 and a disk 4 between the rim 2 and the hub 3, containing on the lateral planes the braking surfaces 5 and 6, separated from the hub 3 and from the rim 2 by annular grooves 7, 8, 9, 10. In the disk 4, through channels are made, each of which consists of two non-parallel channels 11 and 12 connected to each other, connecting the annular grooves 9 and 10 of the hub 3, respectively, with the annular grooves 7 and 8 of the rim 2 located on each side of the railway wheel 1.

Железнодорожное колесо 1 с диском 4 между ободом 2 и ступицей 3, содержащим на боковых плоскостях поверхности торможения 5 и 6, работает следующим образом.The railway wheel 1 with the disk 4 between the rim 2 and the hub 3, containing on the lateral planes the braking surface 5 and 6, operates as follows.

При торможении железнодорожного транспортного средства фрикционные тормозные накладки (на чертеже не показаны) под действием силового механизма с заданным усилием прижимаются к боковым плоскостям поверхностей торможения 5 и 6 диска 4.When braking a railway vehicle, friction brake linings (not shown in the drawing) are pressed against the lateral planes of the braking surfaces 5 and 6 of the disk 4 under the action of the power mechanism.

При трении фрикционных тормозных накладок по поверхностям торможения 5 и 6 диска 4 механическая работа трения преобразуется в тепло, распространяющееся во фрикционные тормозные накладки и в диск 4, который охлаждается потоком воздуха, возникающим в сквозных каналах 11 при вращении железнодорожного колеса 1 по первому и второму вариантам, или по третьему варианту в сквозных каналах, каждый из которых состоит из двух непараллельных каналов 11 и 12, соединенных между собой, что приводит к снижению как объемной, так и поверхностной температуры диска 4. Интенсивность охлаждения диска 4 и соответственно всех элементов железнодорожного колеса 1 прямо пропорциональна количеству и площади поперечного сечения сквозных каналов 11 по первому и второму варианту, или сквозных каналов, каждый из которых состоит из двух непараллельных каналов 11 и 12, соединенных между собой, по третьему варианту.When friction of the friction brake linings on the braking surfaces 5 and 6 of the disk 4, the mechanical work of friction is converted into heat propagating into the friction brake linings and the disk 4, which is cooled by the air flow arising in the through channels 11 when the railway wheel 1 is rotated according to the first and second options , or according to the third option, in through channels, each of which consists of two non-parallel channels 11 and 12, interconnected, which leads to a decrease in both volume and surface temperatures 4. The cooling rate of the disk 4 and, accordingly, of all elements of the railway wheel 1 is directly proportional to the number and cross-sectional area of the through channels 11 according to the first and second options, or through channels, each of which consists of two non-parallel channels 11 and 12 connected to each other, according to the third option.

Таким образом, в предлагаемом железнодорожном колесе за счет снижения нагрева диска между ободом и ступицей, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения, повышается надежность работы железнодорожного колеса, стабилизируются фрикционные свойства тормозных накладок, повышается их износостойкость, обеспечивается прочность посадки железнодорожного колеса на оси колесной пары железнодорожного транспортного средства, исключаются условия образования термических и механических трещин в диске между ободом и ступицей.Thus, in the proposed railway wheel by reducing the heating of the disk between the rim and the hub, containing the braking surfaces on the lateral planes, the reliability of the railway wheel is increased, the friction properties of the brake linings are stabilized, their wear resistance is improved, and the railway wheel fits on the axle of the railway wheel vehicle, the conditions for the formation of thermal and mechanical cracks in the disk between the rim and the hub are excluded.

Кроме того, наличие сквозных каналов в диске между ободом и ступицей железнодорожного колеса уменьшает радиальную жесткость железнодорожного колеса и снижает неподрессоренную массу железнодорожного транспортного средства, что улучшает его динамические качества, и, следовательно, повышает надежность и безопасность в эксплуатации.In addition, the presence of through channels in the disk between the rim and the hub of the railway wheel reduces the radial stiffness of the railway wheel and reduces the unsprung mass of the railway vehicle, which improves its dynamic qualities and, therefore, increases the reliability and safety in operation.

Источники информацииInformation sources

1. GB, патент №2182108 B, МПК B61H 5/00, опубл. 08.11.1989.1. GB, patent No. 2182108 B, IPC B61H 5/00, publ. 11/08/1989.

2. DE, заявка №3742171 A1, МПК B60 17/00, B61H 5/00, опубл. 06.07.89.2. DE, Application No. 3742171 A1, IPC B60 17/00, B61H 5/00, publ. 07/06/89.

Claims (3)

1. Железнодорожное колесо, состоящее из обода, ступицы и диска между ободом и ступицей, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения, отделенные от ступицы и от обода кольцевыми проточками, отличающееся тем, что в диске выполнены сквозные каналы, соединяющие кольцевые проточки ступицы с кольцевыми проточками обода, расположенными на противоположных сторонах железнодорожного колеса.1. A railway wheel, consisting of a rim, a hub and a disk between the rim and the hub, containing braking surfaces on the lateral planes, separated by a ring groove from the hub and the rim, characterized in that through channels are made in the disk connecting the ring grooves of the hub with the ring grooves rims located on opposite sides of the railway wheel. 2. Железнодорожное колесо, состоящее из обода, ступицы и диска между ободом и ступицей, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения, отделенные от ступицы и от обода кольцевыми проточками, отличающееся тем, что в диске выполнены сквозные каналы, соединяющие кольцевые проточки ступицы с кольцевыми проточками обода, расположенными на каждой стороне железнодорожного колеса.2. A railway wheel, consisting of a rim, a hub and a disk between the rim and the hub, containing braking surfaces on the lateral planes, separated from the hub and from the rim by circular grooves, characterized in that through channels are made through the channel connecting the annular grooves of the hub with the annular grooves rims located on each side of the railway wheel. 3. Железнодорожное колесо, состоящее из обода, ступицы и диска между ободом и ступицей, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения, отделенные от ступицы и от обода кольцевыми проточками, отличающееся тем, что в диске выполнены сквозные каналы, каждый из которых состоит из двух непараллельных каналов, соединенных между собой, соединяющие кольцевые проточки ступицы с кольцевыми проточками обода, расположенными на каждой стороне железнодорожного колеса.3. A railway wheel, consisting of a rim, a hub and a disk between the rim and the hub, containing braking surfaces on lateral planes, separated from the hub and from the rim by annular grooves, characterized in that through channels are made in the disk, each of which consists of two non-parallel channels interconnected connecting the annular grooves of the hub with the annular grooves of the rim located on each side of the railway wheel.
RU2014142974A 2014-10-27 2014-10-27 Railway wheel with side braking surface (versions) RU2627978C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014142974A RU2627978C2 (en) 2014-10-27 2014-10-27 Railway wheel with side braking surface (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014142974A RU2627978C2 (en) 2014-10-27 2014-10-27 Railway wheel with side braking surface (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014142974A RU2014142974A (en) 2016-05-20
RU2627978C2 true RU2627978C2 (en) 2017-08-14

Family

ID=56011826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014142974A RU2627978C2 (en) 2014-10-27 2014-10-27 Railway wheel with side braking surface (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2627978C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2182108A (en) * 1985-10-24 1987-05-07 Marmon Holdings Railway wheels with braking surfaces
DE3742171A1 (en) * 1987-12-12 1989-07-06 Ver Schmiedewerke Gmbh DISC BRAKE WHEEL FOR SMALL-WHEELED RAIL VEHICLES
RU2493017C2 (en) * 2008-01-11 2013-09-20 Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх Railway wheel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2182108A (en) * 1985-10-24 1987-05-07 Marmon Holdings Railway wheels with braking surfaces
DE3742171A1 (en) * 1987-12-12 1989-07-06 Ver Schmiedewerke Gmbh DISC BRAKE WHEEL FOR SMALL-WHEELED RAIL VEHICLES
RU2493017C2 (en) * 2008-01-11 2013-09-20 Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх Railway wheel

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014142974A (en) 2016-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI535947B (en) Brake disc used for railroad vehicle
RU2548250C2 (en) Self-venting brake disc
US10738850B2 (en) Disc brake calliper body
US20170108064A1 (en) Brake disc
US9777784B2 (en) Disk brake rotor with hollow portions
KR20190086776A (en) Breathable brake disc
JP2018533706A5 (en)
CN204200918U (en) Brake disc and vehicle
ITBS20060168A1 (en) DEVICE TO REDUCE THE NOISE OF A RAILWHEEL DURING RAILWAY ROLLING
US20140138194A1 (en) Braking systems with cooling
US9791008B1 (en) Brake disc
RU2627978C2 (en) Railway wheel with side braking surface (versions)
US20150330464A1 (en) Highly heat-resistant brake disc for railcar
JP6311554B2 (en) Railway wheel with brake disc
RU2370682C1 (en) Brake disk
WO2020229483A3 (en) Wheel-mounted brake disk for rail vehicles
JPH10141403A (en) Brake disc
TW201945230A (en) Brake disc
US2382550A (en) Railway brake
RU2589814C1 (en) One-piece rolled wheel for disk brakes
EP3193037B1 (en) Dual-connection disc brake rotor
US20220042564A1 (en) Braking band of a disc for disc brake of ventilated type
RU2013124815A (en) DISK BRAKE BRAKE
RU2413885C2 (en) Automotive braking system (versions) and transport facility
RU2475393C1 (en) Rolling stock disc brake

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191028