WO2013113245A1 - 一种经济型镟修车轮 - Google Patents

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周文平
李秋泽
王兴宇
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Definitions

  • the invention relates to the field of the design of the EMU bogie, in particular to the tread surface of the XP55-28 economical repairing wheel applied to the CRH5 type EMU CA250 bogie.
  • the shape of the wheel tread plays a vital role in the dynamic performance of the train. After the high-speed EMU train enters the curve section, in order to maintain the train operation. Continuity and smoothness, and balance the centrifugal force, you need to set the outer rail to a certain high, so you must A gentle curve is inserted between the straight line segment and the circular curve segment of the wheel tread contour. The curvature of the gentle curve needs to be continuously changed from zero on the straight line to the curvature of the circular curve, so as not to cause a sudden change of the wheel-rail force, thereby improving the train speed. The stability of the curve run. At present, according to the new wheel standard proposed by Alstom, the wheel rim thickness after wheel repair needs to reach 32.5mm.
  • the rim thickness is generally in the range of 26-28.5mm.
  • the wheel cutting amount is larger (8-12mm) to achieve a 32.5mm rim thickness, which results in a larger wheel repairing capacity and greatly shortens the service life of the wheel. Therefore, it is a key technology to reduce the wheel tamping from changing the rim thickness to the point of view and design a new wheel tread that can ensure the stability and stability of the vehicle.
  • the XP55-28 tread combined with a partial contour of the XP55 tread and combined with a gentle curve, will achieve this key technology.
  • the object of the present invention is to provide a new type of XP55-28 economical treading wheel for the problem that the current CRH5 type EMU bogie three-stage repairing wheel tread is large.
  • the present invention provides an economical repairing wheel relating to a wheel tread, characterized in that: Keep the XP55 type tread part curve section A, B, D, F, G, H, J section, and the part of the XP55 type tread curve tread rim to the inside of the rolling circle 16.5mm in the negative direction of the Y axis. Mm, and through the two rounds of the curve, the B, D and D, F segments are smoothly connected, so that the rim thickness Sd is 28mm, the rim height Sh is 29mm, The Qr value is 10.5 mm.
  • Starting coordinate point starting point coordinates (10.34, - 28.06), end point coordinates (14.68, -28.26);
  • Starting coordinate point starting point coordinates (34.13, -4.72), end point coordinates (53.66, -1.16).
  • the segment mitigation curve will form a new rim tip profile, but the rim height remains unchanged, still 29mm, and smoothly connected to the original XP55 part of the curve corresponding to b1, c1 two points.
  • the positive effects of the invention are: (1) prolonging the service life of the wheel, reducing the maintenance cost, appropriately improving the wheel repair cycle, and reducing the maintenance workload.
  • Figure 1 Schematic diagram of the XP55-28 economical repair wheel tread and XP55 tread surface
  • F section smooth connection to get XP55-28 tread feature section 1 XP55-28 tread rim thickness Sd is 28mm, rim height Sh is 29mm, Qr value is 10.5 Mm, Dr, ⁇ r is a point on the radius of the rolling circle, L2 is the distance from the rolling circle position to the inner side of the wheel, L1 is the distance from the rolling circle measuring point to the rim of the rim, L3 is the vertical distance from the measuring point of the Qr value to the rolling circle, d is The inner side of the track.
  • Starting coordinate point starting point coordinates (10.34, -28.06), end point coordinates (14.68, -28.26)
  • Starting coordinate point starting point coordinates (34.13, -4.72), end point coordinates (53.66, -1.16)
  • the segment mitigation curve will form a new rim tip profile, but the rim height remains unchanged, still 29mm, and smoothly connected to the original XP55 part of the curve corresponding to b1, c1 two points.

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Abstract

一种经济型镟修车轮，其车轮踏面特征在于，保留XP55型踏面部分曲线段A、B、D、F、G、H、J段（3），同时XP55型踏面曲线的踏面轮缘顶点到滚动圆内侧16.5mm范围内的部分（2）沿着Y轴负方向平移4.5mm，并且通过两端圆滑曲线将B、D段及D、F段平滑连接而成，从而使得轮缘厚度Sd为28mm，轮缘高度Sh为29mm，Qr值为10.5mm。该车轮具备以下积极效果：延长车轮使用寿命，降低维护成本，适当提高车轮镟修周期，降低检修工作量；保证列车在曲线段上高速运行的稳定性和平稳性，缓和列车在曲线段高速行驶时产生的轮轨冲击力，保证曲线上钢轨对轮轴及车体的作用力不会随轮对的横移而突然消失。

Description

一种经济型镟修车轮
技术领域
本发明涉及动车组转向架设计领域，特别是一种应用于CRH5型动车组CA250转向架的XP55-28经济型镟修车轮的踏面。
背景技术
车轮踏面形状对列车运行的动力学性能起着至关重要的作用，在高速动车组列车进入曲线 段后 ，为了保正列车运行的 连续性和平顺性，并平衡离心力，需要将外轨设置一定的超高，从而必须在 车轮踏面轮廓的直线段和圆曲线段之间插入一段缓和曲线，该缓和曲线的曲率需要由直线上的零连续变化到圆曲线的曲率，才不至于导致轮轨力的突变，进而提高列车高速曲线运行的稳定性。目前，根据Alstom提出的新造轮标准，车轮镟修后的轮缘厚度需要达到32.5mm，然而CRH5型动车组运行120万公里后返厂三级修时，轮缘厚度一般在26-28.5mm范围，为了满足标准要求，车轮镟修时的进刀量较大（8-12mm）才能达到32.5mm的轮缘厚，从而导致车轮的镟修量较大,极大的缩短了车轮的使用寿命。因此，从改变轮缘厚度为着眼点来降低车轮镟修量，并设计一种能保证车辆运行稳定性和平稳性的新型车轮踏面，已成为一项具有重要价值的关键技术。结合既有XP55踏面的部分轮廓并与缓和曲线相结合的XP55-28型踏面将实现这一关键技术。
发明内容
本发明的目的是针对目前CRH5型动车组转向架三级修时车轮踏面镟修量大的问题，提供一种新型XP55-28经济型踏面的镟修车轮。
为实现上述目的，本发明提供一种经济型镟修车轮，涉及车轮踏面，其特征在于： 保留XP55型踏面部分曲线段A、B、D、F、G、H、J段，同时XP55型踏面曲线的踏面轮缘顶点到滚动圆内侧16.5mm范围内的部分沿着Y轴负方向平移4.5mm，并且通过两段圆滑曲线分别将B、D段及D、F段平滑连接而成，从而使得轮缘厚度Sd为28mm,轮缘高度Sh为29mm, Qr值为10.5 mm。
两段圆滑曲线是4次缓和曲线C段和E段，其中：
C段缓和曲线表达式：
Figure PCTCN2012087903-appb-I000001
起始坐标点：起点坐标 （10.34，-28.06）、终点坐标（14.68，-28.26）；
E 段缓和曲线表达式：
Figure PCTCN2012087903-appb-I000002
起始坐标点：起点坐标 （34.13，-4.72）、终点坐标（53.66，-1.16）。
C 段缓和曲线会形成新的轮缘顶端轮廓，但轮缘高度保持不变，仍为29mm，并光滑连接原XP55部分曲线所对应的b1、c1两点。E段并光滑连接原XP55部分曲线所对应的d1、e1两点，在d1、e1两点处的超高顺坡倾角为r=0。
本发明积极效果：（ 1 ）延长车轮使用寿命，降低维护成本，适当提升车轮镟修周期，降低检修工作量。
（ 2 ）保证列车在曲线段上高速运行的稳定性和平稳性，缓和列车在曲线段高速行驶时产生轮轨冲击力，保证曲线上钢轨对轮轴及车体的作用力不会随轮对的横移而突然消失。
该踏面与既有 XP55 型踏面参数对比如下表 1 所示：
表1 XP55踏面与XP55-28经济型踏面基本参数
踏面 Sd（mm） Sh（mm） Qr（mm）
XP55既有踏面 32.5 29 11
XP55-28经济型镟修踏面 28 29 10.5
根据UIC519的定义等效锥度是没有变化的，在滚动圆±40mm范围以内轮廓没有变化，故而等效锥度值仍为0.06，说明该XP55-28型踏面对列车运行的平稳性和稳定性较XP55踏面动力学特性没有改变。
附图说明
图1 XP55-28经济型镟修车轮踏面与XP55踏面对比示意图；
图2 车轮踏面几何参数定义；
图3 XP55-28踏面轮廓的各曲线段。
具体实施方式
参照图1、2、3，XP55-28经济型镟修车轮踏面是在保留既有XP55踏面轮廓的A、B、D、F、G、H、J曲线段3的基础上，由原XP55型踏面从轮缘顶点到滚动圆 （y=70，z=0） 内侧16.5mm范围内特征区段2沿着Y轴负方向平移4.5mm，由于平移使曲线平滑性受到破坏，因此采用两段4次缓和曲线C曲线段和E曲线段将B、D段及D、F段平滑连接得到XP55-28踏面特征区段1，XP55-28踏面的轮缘厚度Sd为28mm、轮缘高度Sh为29mm、Qr值为10.5 mm，Dr、Δr是滚动圆半径上一点，L2是滚动圆位置到车轮内侧距离，L1是滚动圆测点到轮缘顶点的距离，L3是Qr值测量点到滚动圆垂向距离，d是轨道内侧距。
参照图1、3及表2、3，连接b1(10.34,-28.06)、c1(14.68,-28.26)两点及连接d1(34.13,-4.72)、e1(53.66,-1.16)两点的缓和曲线表达式如下：
1）C曲线段
Figure PCTCN2012087903-appb-I000003
缓和曲线表达式：
Figure PCTCN2012087903-appb-I000004
起始坐标点：起点坐标 （10.34，-28.06）、终点坐标（14.68，-28.26）
2）E曲线段
Figure PCTCN2012087903-appb-I000005
缓和曲线表达式：
Figure PCTCN2012087903-appb-I000002
起始坐标点：起点坐标 （34.13，-4.72）、终点坐标（53.66，-1.16）
C 段缓和曲线会形成新的轮缘顶端轮廓，但轮缘高度保持不变，仍为29mm，并光滑连接原XP55部分曲线所对应的b1、c1两点。E段并光滑连接原XP55部分曲线所对应的d1、e1两点，在d1、e1两点处的超高顺坡倾角为r=0。
由于XP55-28踏面在滚动圆±40mm范围内的轮廓基本没有变化，根据UIC519的定义等效锥度是没有变化的，仍为0.06。
表 2 XP55-28 型踏面轮廓的各曲线段首尾坐标点
Figure PCTCN2012087903-appb-I000006
表 3 XP55-28 踏面轮廓坐标点
Figure PCTCN2012087903-appb-I000007

Claims (2)

  1. 一种经济型镟修车轮，涉及车轮踏面，其特征在于： 保留XP55型踏面部分曲线段A、B、D、F、G、H、J段，同时XP55型踏面曲线的踏面轮缘顶点到滚动圆内侧16.5mm范围内的部分沿着Y轴负方向平移4.5mm，并且通过两段圆滑曲线分别将B、D段及D、F段平滑连接而成，从而使得轮缘厚度Sd为28mm,轮缘高度Sh为29mm, Qr值为10.5 mm。
  2. 根据权利要求1所述的一种 经济型镟修车轮，其特征在于： 两段圆滑曲线是4次缓和曲线C段和E段，其中： C段缓和曲线表达式：
    Figure PCTCN2012087903-appb-I000001
    起始坐标点：起点坐标 （10.34，-28.06）、终点坐标（14.68，-28.26）；
    E 段缓和曲线表达式：
    Figure PCTCN2012087903-appb-I000002
    起始坐标点：起点坐标 （34.13，-4.72）、终点坐标（53.66，-1.16）。
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