SU1092053A1 - Колесо железнодорожное цельнокатанное дл колесной пары (его варианты) - Google Patents

Abstract

1. Колесо железнодорожное цель- ..нокатаное дл  колесной пары, содержащее обод, ступицу, сопр женные с расположенным между ними диском с криволинейными образзпощими, выполненными из нескольких частей, отличающеес  тем, что, с целью повышени  зксплуатационных и технологических характеристик, часть криволинейных образующих, сопр гающа с  с ободом, описана радиусной кривой с радиусом R

Description

вой с радиусом R (0,04-0,06)D , а образующиес  при сечении диска осевыми 1щлиндрическими поверхност ми площади равновелики, где Н величина смещени  диска относительно средней части ступицы; Т) - диаметр

UC-T длина поверхности катани ; стуницы.

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению частности к колесам железнодорожных транспортных средств, ,

Известно колесо железнодорожное цельнокатанное дл  колесной пары, содержащее обод, ступицу, сопр женные с расположенным между диском с криволинейными образующими, выполненными f из нескольких частей 11.

Недостатками колеса  вл ютс  повышенна  вертикальна  и осева  жесткость плоскоконического диска, высокие технологические .остаточные напр жени  в переходных зонах от диска к ободу и ступицу, высокие эксплуатационные знакопеременные напр жени  и в переходных зонах от диска к ободу и ступице, смещение ступицы с оси на 3-6 мм в период длительных служебных и экстренных торможений, а также от торможений на зат жных спусках, нетехнологичность при штамповке и . гибке диска на прессах и особенно на гибочном стане.

Цель изобретени  - повьшгение эксплуатационных и технологических характеристик.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в колесе железнодорожном цельнокатанном дд  колесной пары, по первому варианту, содержащем обод, ступицу, сопр женные с расположенными между ними диском с криволинейными образующими, выполненными-из нескольких частей, часть криволиней ных образующих, сопр гающа с  с ободом , описана радиусной кривой с радиусом R (0,04-0,06 )D , продолже ка вертикальным пр молинейным участком длиной Ц (0,002-0,005) 3) , с которым сопр жена радиусна  крива  с радиусом R2 (0,1-0,15)Б, обращенна  во внешнюю сторону колеса , сопр женна  с обращенной во внутреннюю сторону радиусной кривой с радиусом Кз (0,095-0,125)1) ипродолжена пр молинеиным участком длиной (0,085-0,125 )Р г углом 60-70 к ступице в точке, смещенной от ее середины диска во

внешнюю сторону на величину 0,0251,, i Н 0,035L и сопр жена со ступицей радиусной кривой с радиусом

R4 (0,04-0,06)1) , а образующиес  при сечении диска осевыми цилиндрическими секущими плоскост ми площади равновелики, где Н - величина смещени  диска относительно средней части ступицы; D - диаметр поU ,

длина стуверхности катани ,

ст

пицы.

По второму варианту поставленна  цель достигаетс  тем, что в колесе ,

содержа1цем обод, ступицу, сопр женные с расположенным между ними диском с

криволинейными образующими, выполненными из нескольких частей, часть криволинейных образуюш 1Х, сопр гающа с  с ободом, описана радиусной кривой с радиусом т (0,04 0 ,06)1) и продолжена вертикальным пр молинейным участком длиной 1, (0,002-0,005)Б , с которым сопр же-на обращеннаш во внутреннюю сторону колеса радиусна  .крива  с радиусом-Р д 0 ,1-0,15), сопр женна  с радиусной кривой с радиусом R (0,15-0,2)D , обращенной во внешнюю сторону и продолжена пр молинейным участком длиной 1,2 (0,095-0,105)1) под углом

65-75 к оси ступицы в точке, смещенной от ее середины относительно щека во внутреннюю сторону на вели-чину 0,13 Ц ст Н ; 0,15UcT ,и -. сопр жена со ступицей радиусной.кривой с радиусом R (0,04-0,06)D , а образующиес  при сечении диска осевыми цилиндрическими и секуш 1ми плоскост ми площади равновелики, где Н - величина смещени  диска относительно средней части ступицы,

D - диаметр поверхности катани , LtT длина ступицы. 31 На фиг.I изображено колесо желез нодорожное цельнокатаное дл  колесной пары по первому варианту; на фиг.2 то второму варианту; на фиг.З - сечение А-А на фиг,1 и 2; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1 и 2 на фиг.З - сечение В-В на фиг. 1 и 2. . Колесо состоит из обода 1, диск 2, ступицы 3. Обод I .соедин етс  с диском 2 пр молинейным участком длиной L,-, (0,002-0,005)1) , где р - диаметр поверхности катани  колеса, равный стандартному 950 мм, сопр гаемый радиусной кривой радиусом Р,,(0,04-0 ,06)D, котора  сопр гаетс  с радиусной кривой радиусом 2-(0,01 радиусна  крива  R., 0,13)11 сопр гаетс  с радиусной кривой ради -сом РЗ(0,093-0,123)0 , и обращен во внешнюю сторону, котора  -соедин етс  с пр молинейным участком длиной Ц (0,083-0,123)) и наклоненным под углом od 60-70° дп  варианта к оси ступицы, при этом ступица коле са подсоедин етс  к диску со смещени от ее середины, во внешнюю сторону на величину 0,025 Ц Н .$: 0,033 Ucr где И - величина смещени  диска по отношению к ступице; - длина ступицы (ступица по ГОСТ 9036-76 и равна 190 мм ) . Указанный пр молинейный участок 1,2 сопр гаетс  со ступицей радиусной кривой с радиусом R4 (0,040 ,06)11 .. Наружна  и внутренн   поверхности диска описаны эквидистантными образующи ш , ОТСТОЯЦ91МИ на величину толщин по ГОСТ 9036-76 дл  сечени  A-A h 17 мм; дл  сечени  Б-В, мм и дл  сечени  В-В, h 36 мм. При сечении диска осевыми секущими поверхност ми образуютс  равновеликие площади 5 2 S, полу: ченныё таким образом, что любой радиус осевой секущей плоскости сочетани  с указанными толщинами образуют равновеликие площади. Колесо по второму варианту отличаетс  тем, Что криволинейна  образующа с  R, обра (0,)3-0,20)Б зована радиусом к - j, t .jj2j а длина участка равна LI (0,0930 ,105)D , который наклонен к ступи це на угол о1 63-73 , при этом OjOUcT 0 -Сг 3 Колесо по первому варианту работает следующим образом. При вращении колеса по рельсу. через обод 1 передаетс  вертикальна  нагрузка на диск 2 и ступицу 3, при этом из-за кинематических колебаний и, особенно при движении подвижного состава по кривым участкам пути, возникает бокова  нагрузка, котора  через гребень обода 1 передаетс  на диск 2, вызыва  в нем изгибающий момент,а. следовательно, дополнительно нагружает диск, вызыва  в нем сложнонапр женное состо ние, Нагрузка., приход ща с  на диск, далее распредел етс  по поверхности ступицы и передаетс  на ось. Из-за зтой нагрузки в зоне контакта ступи1у 1 и оси, соединенных с нат гом. равным 0,23 мм, возникают дополнительные напр жени , вызываю .щие некоторое ослабление прессового соединени , и как следствие, по вл етс  возможность сползани  колеса с оси, котора  может привести к аварийной ситуации. Нар ду с механическими нагрузками возникают и температурные напр жени  при служебном и экстренном торможени х , а также при торможени х на зат жных спусках. Тепло, возникающее вследствие длительного торможени , интенсивно ч нагревает обод Г, а затем передаетс  на диск 2, вызыва  в нем дополнительный изгибающий момент, способствующий сползанию ступицы к оси колеса , и температурные напр жени , которые генерируют и без того сложное объемно-напр женное состо ние диска колеса.К указанному комплексу нагрузок добавл ютс  технологические остаточные напр жени , вызыва  особенно опасное напр женно-деформированное состо ние переходных зон от диска к ободу и ступице. Подвеска по второму варианту работает аналогичным образом. У предлагаемых колес радиальна  есткость ниже на 13-25%, уменьшены ехнологические остаточные напр жени  а 20-30%, снижены тангенциальные радиальные напр жени  в переходных онах, на 13-25%, уменьшены сдвигаюие усили  колеса со ступицы при длиельных служебных торможени х на 0-30%, снижены напр жени  в дискаУ

колеса от действи  боковьрс нагрузок на 15-30%, более чем на 20-25% выров йены контактные напр жени  в месте соединени  ступицы с осью, снижено напр женное состо ние диска /разгрузка дуска) от совместного действи  вертикальных и боковых сил в период; .длительного торможени  на 15-25%, на

личие криволинейных образуюпщх в дисках предлагаемых колес способствует улучшению технологии производства колес при штамповке и гибке.

Таким образом, существенно улучшаютс  эксплуатационные и технологические характеристики.

cpue.i

cptte.Z

Claims (2)

1. Колесо железнодорожное цельнокатаное для колесной пары, содержащее обод, ступицу, сопряженные с расположенным между ними диском с криволинейными образующими, выполненными из нескольких частей, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационных и технологических характеристик, часть криволинейных образующих, сопрягающаяся с ободом, описана радиусной кривой с радиусом R₁= (0,040,06)D , продолжена вертикальным прямолинейным участком длиной = =(0,002-0,005 )D , с которым сопряжена радиусная кривая с радиусом R₂ = (0,1-0,15 ) В, обращенная во внешнюю сторону колеса, сопряженная с обращенной во внутреннюю сторону радиусной кривой с радиусом R₃ =( 0,095 - 0,125 )D , про должена прямолинейным участком , длиной L₂ - (0,084-0,125)D под углом 60-70° к ступице в точке, смещенной от середины диска во внешнюю сторону на величину 0,025 Ц_ст< н ί <0,035Д_ст и сопряжена со ступицей радиусной кривой с радиусом R₄ = =(0,04-0,06 )П , а образующиеся при сечении диска осевыми цилиндрическими поверхностями площади равновелики, где Н - величина смещения диска относительно средней части ступицы; В - диаметр поверхности катания; L._cy-длина ступицы.

2. Колесо железнодорожное цельнокатаное для колесной пары, содержа—· щее обод, ступицу, сопряженные с расположенным между ними диском с криволинейными образующими, выполненными из нескольких частей, отличающееся тем, что, с цел· лью повышения эксплуатационных и технологических характеристик, часть криволинейных образующих, сопрягающаяся с ободом, описана радиусной кривой с радиусом 1^=(0,04-0,06 )D, продолжена вертикальным прямолинейным участком длиной L, - (0,002- . 0,005 )D , с которым сопряжена обращенная во внутреннюю сторону колеса радиусная кривая с радиусом ί?₂ ~ (0,1-0,15 )D, которая сопряжена с радиусной кривой с радиусом = (0,15-0,2 )D , обращенной во внешнюю сторону, продолжена прямолинейным участком длиной = (0,0,95 0,105 )D под углом 65-75° к ступице в точке, смещенной от середины диска во внутреннюю сторону на величину

0,13 Ь_ст 4 Н 4 0, 1, 5 L, _ст и сопряжена со ступицей радиусной кри- вой с радиусом R₄ = (0,04~0,06)П , а образующиеся при сечении диска осевыми цилиндрическими поверхностями площади равновелики, где Н величина смещения диска относительно средней части ступицы; D - диаметр поверхности катания; U_C1~ длина ступицы.

Изобретение относится к транспортному машиностроению & частности к колесам железнодорожных транспортных средств.

Известно колесо железнодорожное 5 цельнокатанное для колесной пары, содержащее обод, ступицу, сопряженные с расположенным между диском с криволинейными образующими, выполненными f из нескольких частей [1 ) . ¹⁰

Недостатками колеса являются повышенная вертикальная и осевая жесткость плоскоконического диска, высокие технологические остаточные напряжения в переходных зонах от диска к ободу и ступице, высокие эксплуатационные знакопеременные напряжения и в переходных зонах от диска к обо- ; ду и ступице, смещение ступицы с оси на 3-6 мм в период длительных служеб- ²⁰ ных и экстренных торможений, а также, от торможений на затяжных спусках, нетехнологичность при штамповке и . гибке диска на прессах и особенно на . гибочном стане. ²⁵

Цель изобретения - повышение эксплуатационных и технологических характеристик.