RU2641199C1 - Hollow axis of wheel pair for freight wagons - Google Patents
Hollow axis of wheel pair for freight wagons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641199C1 RU2641199C1 RU2016149182A RU2016149182A RU2641199C1 RU 2641199 C1 RU2641199 C1 RU 2641199C1 RU 2016149182 A RU2016149182 A RU 2016149182A RU 2016149182 A RU2016149182 A RU 2016149182A RU 2641199 C1 RU2641199 C1 RU 2641199C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- necks
- hollow
- wheel pair
- hollow axis
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к рельсовым железнодорожным транспортным средствам, в частности вагонам, трамваям и другим машинам.The invention relates to rail vehicles, in particular wagons, trams and other vehicles.
В настоящее время у всех изготовителей транспортных средств, особенно у вагоностроителей, существует острая проблема снижения веса так называемых, неподрессоренных масс вагонов, к которым относятся колесные пары. Снижение веса без снижения прочности. Перспективным и наиболее простым является применение пустотелой (полой) оси взамен сплошной, так как по законам сопромата внутренняя часть оси (сердцевина) фактически «не работает», не влияет на прочность оси при эксплуатации, но создает лишний балласт в эксплуатации и дополнительные расходы энергии на перевозку тары вагонов. Поэтому идея применения полых осей имеет многолетнюю историю.Currently, all manufacturers of vehicles, especially car builders, have an acute problem of reducing the weight of the so-called unsprung masses of cars, which include wheel sets. Weight reduction without loss of strength. The most promising and simplest is the use of a hollow (hollow) axis instead of a solid axis, since, according to the laws of sopromat, the internal part of the axis (core) actually "does not work", does not affect the axle's strength during operation, but creates extra ballast in operation and additional energy costs for transportation of containers of wagons. Therefore, the idea of using hollow axes has a long history.
Так, в 1947 г. в США при металлургическом заводе был построен осековочный цех, где полые оси изготавливались из тонкостенных труб путем высадки (утолщения) концов с последующей ковкой шеек на молотах. Однако такие оси не нашли массового применения, так как при высадке концов нарушалась продольная и образовывалась волнистая макроструктура металла. В дальнейшем, при механической обработке подступичных частей верхние гребни волокон срезались, что приводило в эксплуатации к появлению микротрещин.So, in 1947, a milling workshop was built at the metallurgical plant in the United States, where hollow axes were made of thin-walled pipes by disembarking (thickening) the ends, followed by forging the necks on hammers. However, such axes did not find mass application, since when the ends were upset, the longitudinal axis was broken and a wavy macrostructure of the metal was formed. Later, during the machining of the access parts, the upper fiber combs were cut off, which led to the appearance of microcracks in operation.
В Японии внутреннее отверстие в оси получали путем сквозного сверления, что делало их дорогими и нерентабельными в производстве.In Japan, the inner bore in the axis was obtained through through drilling, which made them expensive and unprofitable in production.
Известна полая ось для подвижного состава железных дорог, у которой наружный диаметр возрастает от средней части к подступичной, а сквозное продольное отверстие выполнено цилиндрическим в подступичной и средней части оси (авт.св. №191621 от 09.08.1965 г., МПК В61f). Недостатком данной конструкции полой оси является неравномерность момента сопротивления нагрузкам по длине оси. Если по размерам и прочности в шейках и подступичных частях, как показали расчеты, приведенные в статье 6, такая ось может выдерживать нагрузки более стандартных 21,5 тс до 23 тс и более, то для средней части требуется значительное увеличение диаметра и стенки.Known hollow axis for rolling stock of railways, in which the outer diameter increases from the middle part to the entrance, and the through longitudinal hole is made cylindrical in the approach and middle parts of the axis (ed. St. No. 191621 from 08/09/1965, IPC B61f). The disadvantage of this design of the hollow axis is the unevenness of the moment of resistance to loads along the axis. If in terms of size and strength in the necks and in the underparts, as shown by the calculations in article 6, such an axis can withstand loads of more than standard 21.5 tf to 23 tf or more, a significant increase in diameter and wall is required for the middle part.
Наиболее близким по конструктивному решению к предлагаемой нами является полая ось вагонной колесной пары (авт. свид. №135904 от 26.05.1960 г.). с внутренними цилиндрическими отверстиями различного диаметра по длине шеек, предподступичной и подступичной частей оси, отличающаяся тем, что, с целью рационального размещения по длине оси металла, соответственно допускаемых для него напряжений, внутреннее отверстие оси в ее средней части выполнено по образующей параболы с большим диаметром по середине оси и с меньшим диаметром, равным диаметру цилиндрического отверстия в подступичной части оси.The closest constructive solution to the one we offer is the hollow axis of the wagon wheel pair (author certificate No. 135904 of 05/26/1960). with internal cylindrical holes of various diameters along the length of the necks, the pre-approaching and approaching parts of the axis, characterized in that, in order to rationally accommodate the stresses allowed for it along the axis of the metal, the internal opening of the axis in its middle part is made along a parabola with a large diameter in the middle of the axis and with a smaller diameter equal to the diameter of the cylindrical hole in the undercut of the axis.
Недостатком данной оси является то, что ее конструкция ослаблена тем, что средняя часть оси при неизменном наружном диаметре имеет минимальную толщину стенки, а следовательно, момент сопротивления нагрузкам в наиболее напряженном в эксплуатации сечении оси – посередине.The disadvantage of this axis is that its design is weakened by the fact that the middle part of the axis with a constant outer diameter has a minimum wall thickness, and therefore, the moment of resistance to loads in the axis section most stressed in operation is in the middle.
Другим недостатком является сложность ее изготовления. Ось изготавливается из стальной цельнотянутой трубы, внутренний диаметр которой должен быть несколько больше диаметра отверстия в середине оси. Трубу нагревают до температуры ковки и изготовление оси начинают со средней ее части, вставляя в отверстие трубы цилиндрическую оправку. Затем цилиндрическую оправку заменяют фасонной оправкой диаметром, равным отверстию в шейке оси, до средней ее части и далее, по образующей параболы до середины оси и цилиндрической формы до другого конца оси с диаметром, равным отверстию в средней части оси. Затем в среднюю часть оси устанавливается керамическая шишка, изготовленная по образующей параболы из огнеупорной глины, изготовление которой производится под высоким давлением в металлических штампах с последующим отжигом в печах. После постановки керамической шишки штампуется подступичная часть оси, предподступичная часть и шейка оси с помощью соответствующих оправок.Another disadvantage is the complexity of its manufacture. The axis is made of a seamless steel pipe, the inner diameter of which should be slightly larger than the diameter of the hole in the middle of the axis. The pipe is heated to the forging temperature and the manufacture of the axis begins with its middle part, inserting a cylindrical mandrel into the pipe hole. Then, the cylindrical mandrel is replaced by a shaped mandrel with a diameter equal to the hole in the neck of the axis, to its middle part and further along the parabola forming to the middle of the axis and cylindrical to the other end of the axis with a diameter equal to the hole in the middle part of the axis. Then, in the middle part of the axis, a ceramic cone is installed, made of parabola forming from refractory clay, the manufacture of which is carried out under high pressure in metal dies, followed by annealing in furnaces. After setting the ceramic cone, the approach part of the axis, the pre-approach part and the neck of the axis are stamped using the appropriate mandrels.
Недостатком технологии изготовления является крайне низкая производительность, значительная себестоимость исходных материалов (труб и огнеупорных материалов), дороговизна в изготовлении.The disadvantage of manufacturing technology is extremely low productivity, significant cost of raw materials (pipes and refractory materials), high cost of manufacture.
Предлагаемая полая ось изображена на фиг. 1 и состоит из средней части 1, двух подступичных частей 2 для насадки колес, двух переходных предподступичных частей 3 и двух шеек 4 для насадки буксовых узлов. Полая ось имеет по всей длине отверстие с переменным диаметром. Форма выпуклости в средней части и толщина стенки определялись расчетным путем по специальной программе определения оптимальной конфигурации наружной и внутренней полостей оси, исходя из действующих в эксплуатации нагрузок.The proposed hollow axis is shown in FIG. 1 and consists of the
На фиг. 2 изображена черновая полая ось вагонов узкой колеи.In FIG. 2 shows a rough hollow axis of narrow gauge wagons.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что с целью рационального размещения металла по длине оси и его возможной экономии, увеличения прочностных характеристик при циклических знакопеременных нагрузках в эксплуатации и возможности дальнейшего повышения нагрузки на ось средняя 1 наружная конфигурация и внутренняя полость оси между подступичными частями выполняются в виде бочкообразной (параболической) формы с переменной толщиной стенки, меньшей посередине оси, но создающей достаточный момент сопротивления изгибающим, скручивающим и другим циклическим нагрузкам в эксплуатации за счет увеличения диаметра.The essence of the invention lies in the fact that with the aim of rationally placing the metal along the length of the axis and its possible savings, increasing the strength characteristics under cyclic alternating loads in operation and the possibility of further increasing the load on the axis, the average 1 outer configuration and the inner cavity of the axis between the underpass parts are performed in in the form of a barrel-shaped (parabolic) shape with a variable wall thickness, smaller in the middle of the axis, but creating a sufficient moment of resistance to bending, Chiva and other cyclic loads in operation by increasing the diameter.
Технико-экономические преимущества колесных пар с полыми осями складываются из следующих показателей:The technical and economic advantages of wheel sets with hollow axles are the sum of the following indicators:
1) снижение расхода металла при изготовлении (около 100 кг/ось).1) reduction in metal consumption during manufacture (about 100 kg / axis).
2) облегчение массы тары вагонов и повышение его грузоподъемности (без изменения нагрузки от колеса на ось).2) facilitating the tare weight of wagons and increasing its carrying capacity (without changing the load of the wheel on the axle).
Занижение затрат на непроизводительную перевозку тары вагонов.Underestimation of costs for unproductive transportation of wagon containers.
4) уменьшение сил динамического воздействия подвижного состава и пути вследствие неподрессоренного веса вагона, а следовательно, увеличение срока службы колес и рельсовых путей.4) a decrease in the forces of the dynamic action of the rolling stock and track due to the unsprung weight of the car, and therefore, an increase in the service life of the wheels and rail tracks.
5) возможность повышения нагрузки на ось без изменения конструкции колес и буксовых узлов с роликовыми подшипниками, принятыми для колпар со сплошными осями, что облегчает массовое внедрение колесных пар с полыми осями.5) the possibility of increasing the axle load without changing the design of the wheels and axle boxes with roller bearings adopted for hubs with solid axles, which facilitates the mass introduction of wheel pairs with hollow axles.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Авт свид. №191621 от 9.08.1965 г. Кл. 20 d 8/03.1. Auth test. No. 191621 from 08/09/1965 Cl. 20 d 8/03.
2. Авт. свид. №135904 от 26.05.1960 г. Кл. 20 d, 8/01.2. Auth. testimonial. No. 135904 dated 05/26/1960 Cl. 20 d, 8/01.
3. Авт. свид. №70167 от 14.08.1946 г. Кл. 20 d 8/01.3. Auth. testimonial. No. 70167 from 08/14/1946 Cl. 20 d 8/01.
4. Авт. свид. №449756 от 12.04.1973 г. Кл В21d 26/02.4. Auth. testimonial. No. 449756 from 04/12/1973, Cl B21d 26/02.
5. «Вестник ВНИИЖТ», 1980 г., №4, с.36-41. Л.М Школьник и др. «Длительные эксплуатационные испытания колесных пар с полыми осями»5. "Bulletin of VNIIZHT", 1980, No. 4, p. 36-41. L. M. Shkolnik et al. “Long-term operational tests of hollow-axle wheelsets”
6. СЦБИСТ, 16.04.2011 В.В. Новиков «Полая вагонная ось для нагрузки 25 тс».6. STsBIST, 04.16.2011 V.V. Novikov “Hollow car axle for a load of 25 ton-force”.
7. «Энергосиловые и термодинамические параметры гидрораздачи». Сборник «Обработка металлов давлением», ДМетИ, вып. 59.7. "Power and thermodynamic parameters of hydraulic distribution." The collection "Metal forming", DMetI, issue. 59.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149182A RU2641199C1 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Hollow axis of wheel pair for freight wagons |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149182A RU2641199C1 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Hollow axis of wheel pair for freight wagons |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2641199C1 true RU2641199C1 (en) | 2018-01-16 |
Family
ID=68235635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016149182A RU2641199C1 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Hollow axis of wheel pair for freight wagons |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2641199C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU191621A1 (en) * | ||||
SU135904A1 (en) * | 1960-05-26 | 1960-11-30 | И.П. Свистунов | Gender axis of carriage wheel pair |
CH376955A (en) * | 1958-07-21 | 1964-04-30 | Charles Andrianne Jules Louis | Process for the manufacture of rolling stock axles |
WO2008104396A1 (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-04 | Saf-Holland Gmbh | Axle body |
RU2487951C2 (en) * | 2007-11-30 | 2013-07-20 | В энд М ДУ БРАЗИЛ С/А | Axle from seamless tube for railway vehicle and method of its production |
-
2016
- 2016-12-14 RU RU2016149182A patent/RU2641199C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU191621A1 (en) * | ||||
CH376955A (en) * | 1958-07-21 | 1964-04-30 | Charles Andrianne Jules Louis | Process for the manufacture of rolling stock axles |
SU135904A1 (en) * | 1960-05-26 | 1960-11-30 | И.П. Свистунов | Gender axis of carriage wheel pair |
WO2008104396A1 (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-04 | Saf-Holland Gmbh | Axle body |
RU2487951C2 (en) * | 2007-11-30 | 2013-07-20 | В энд М ДУ БРАЗИЛ С/А | Axle from seamless tube for railway vehicle and method of its production |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102179681B (en) | Pipe mold manufacturing process adopting continuous-casting blank to forge and roll rough blank periodically | |
CN103831386B (en) | A kind of production method of brake disc of high-speed train and forging mold | |
CN106734799B (en) | A kind of forging method of bullet train axle box | |
CN101932737A (en) | The seamless tube axletree and the manufacture method thereof that are used for rail vehicle | |
CN103894476A (en) | Overall thermal expansion manufacturing method for heavy-duty car drive axle housing | |
CN103624482B (en) | A kind of forming method of automobile drive axle integral housing | |
CN104043769B (en) | Hot extrusion hole-bored axle from end to end straight forming technique | |
US2256065A (en) | Tubular car axle and method for making it | |
CN105149892A (en) | Precise forming method for steel-forged wheel-mounted disc brake of rail train | |
CN103161817A (en) | Hollow axle for high-speed locomotive and method for manufacturing hollow axle | |
US2313116A (en) | Method of making tubular axles | |
CN103521522B (en) | Cross wedge rolling precision forming method of axle shaft sleeve | |
RU2641199C1 (en) | Hollow axis of wheel pair for freight wagons | |
UA107959C2 (en) | Method for producing wheel axles, in particular for rail cars | |
CN201696456U (en) | Alloy steel hollow axle | |
CN102172627B (en) | Composite insulator hardware helical groove skew rolling roll groove design method | |
RU2376149C1 (en) | All-rolled wheel for railway transport | |
CN104929719B (en) | A kind of hollow valve filled with sodium based on cross wedge rolling base | |
CN114654169A (en) | Manufacturing method of heavy-duty wheel for railway wagon | |
US2569248A (en) | Method of making hollow axles | |
CN202984551U (en) | Roll forging mould for solid forging hand brake pull rod of rail wagon | |
CN104801938B (en) | A kind of forming technology of the hollow valve filled with sodium based on cross wedge rolling base | |
Romanenko et al. | Billet preparation method for railcar hollow axle production | |
Bracciali et al. | Stresses and strains in tyred wheels during tyre fitting process | |
CN101862755B (en) | Improved roll blank forging method of cold roller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191215 |