Колесо железнодорожное цельнокатанное для колесной пары (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК B60B3/02 

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

UC-T длина поверхности катания; стуницы.

1. Колесо железнодорожное цель- ..нокатаное для колесной пары, содержащее обод, ступицу, сопряженные с расположенным между ними диском с криволинейными образзпощими, выполненными из нескольких частей, отличающееся тем, что, с целью повышения зксплуатационных и технологических характеристик, часть криволинейных образующих, сопрягающаяся с ободом, описана радиусной кривой с радиусом R

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

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

Недостатками колеса являются повышенная вертикальная и осевая жесткость плоскоконического диска, высокие технологические .остаточные напряжения в переходных зонах от диска к ободу и ступицу, высокие эксплуатационные знакопеременные напряжения 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 затяжных спусках, нетехнологичность при штамповке и . гибке диска на прессах и особенно на гибочном стане.

Цель изобретения - повьшгение эксплуатационных и технологических характеристик.

Поставленная цель достигается тем что в колесе железнодорожном цельнокатанном ддя колесной пары, по первому варианту, содержащем обод, ступицу, сопряженные с расположенными между ними диском с криволинейными образующими, выполненными-из нескольких частей, часть криволиней ных образующих, сопрягающаяся с ободом, описана радиусной кривой с радиусом R (0,04-0,06 )D , продолже ка вертикальным прямолинейным участком длиной Ц (0,002-0,005) 3) , с которым сопряжена радиусная кривая с радиусом R2 (0,1-0,15)Б, обращенная во внешнюю сторону колеса, сопряженная с обращенной во внутреннюю сторону радиусной кривой с радиусом Кз (0,095-0,125)1) ипродолжена прямолинеиным 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 сопряжена со ступицей радиусной кривой с радиусом

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

длина стуверхности катания,

ст

пицы.

По второму варианту поставленная цель достигается тем, что в колесе ,

содержа1цем обод, ступицу, сопряженные с расположенным между ними диском с

криволинейными образующими, выполненными из нескольких частей, часть криволинейных образуюш 1Х, сопрягающаяся с ободом, описана радиусной кривой с радиусом т (0,04 0,06)1) и продолжена вертикальным прямолинейным участком длиной 1, (0,002-0,005)Б , с которым сопряже-на обращеннаш во внутреннюю сторону колеса радиусная .кривая с радиусом-Р д 0,1-0,15), сопряженная с радиусной кривой с радиусом R (0,15-0,2)D , обращенной во внешнюю сторону и продолжена прямолинейным 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 -. сопряжена со ступицей радиусной.кривой с радиусом R (0,04-0,06)D , а образующиеся при сечении диска осевыми цилиндрическими и секуш 1ми плоскостями площади равновелики, где Н - величина смещения диска относительно средней части ступицы,

D - диаметр поверхности катания, LtT длина ступицы. 31 На фиг.I изображено колесо желез нодорожное цельнокатаное для 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 .соединяется с диском 2 прямолинейным участком длиной L,-, (0,002-0,005)1) , где р - диаметр поверхности катания колеса, равный стандартному 950 мм, сопрягаемый радиусной кривой радиусом Р,,(0,04-0,06)D, которая сопрягается с радиусной кривой радиусом 2-(0,01 радиусная кривая R., 0,13)11 сопрягается с радиусной кривой ради -сом РЗ(0,093-0,123)0 , и обращен во внешнюю сторону, которая -соединяется с прямолинейным участком длиной Ц (0,083-0,123)) и наклоненным под углом od 60-70° дпя варианта к оси ступицы, при этом ступица коле са подсоединяется к диску со смещени от ее середины, во внешнюю сторону на величину 0,025 Ц Н .$: 0,033 Ucr где И - величина смещения диска по отношению к ступице; - длина ступицы (ступица по ГОСТ 9036-76 и равна 190 мм ) . Указанный прямолинейный участок 1,2 сопрягается со ступицей радиусной кривой с радиусом R4 (0,040,06)11 .. Наружная и внутренняя поверхности диска описаны эквидистантными образующи ш, ОТСТОЯЦ91МИ на величину толщин по ГОСТ 9036-76 для сечения A-A h 17 мм; для сечения Б-В, мм и для сечения В-В, h 36 мм. При сечении диска осевыми секущими поверхностями образуются равновеликие площади 5 2 S, полу: ченныё таким образом, что любой радиус осевой секущей плоскости сочетания с указанными толщинами образуют равновеликие площади. Колесо по второму варианту отличается тем, Что криволинейная образующаяся 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 передается вертикальная нагрузка на диск 2 и ступицу 3, при этом из-за кинематических колебаний и, особенно при движении подвижного состава по кривым участкам пути, возникает боковая нагрузка, которая через гребень обода 1 передается на диск 2, вызывая в нем изгибающий момент,а. следовательно, дополнительно нагружает диск, вызывая в нем сложнонапряженное состояние, Нагрузка., приходящаяся на диск, далее распределяется по поверхности ступицы и передается на ось. Из-за зтой нагрузки в зоне контакта ступи1у 1 и оси, соединенных с натягом. равным 0,23 мм, возникают дополнительные напряжения, вызываю.щие некоторое ослабление прессового соединения, и как следствие, появляется возможность сползания колеса с оси, которая может привести к аварийной ситуации. Наряду с механическими нагрузками возникают и температурные напряжения при служебном и экстренном торможениях, а также при торможениях на затяжных спусках. Тепло, возникающее вследствие длительного торможения, интенсивно ч нагревает обод Г, а затем передается на диск 2, вызывая в нем дополнительный изгибающий момент, способствующий сползанию ступицы к оси колеса, и температурные напряжения, которые генерируют и без того сложное объемно-напряженное состояние диска колеса.К указанному комплексу нагрузок добавляются технологические остаточные напряжения, вызывая особенно опасное напряженно-деформированное состояние переходных зон от диска к ободу и ступице. Подвеска по второму варианту работает аналогичным образом. У предлагаемых колес радиальная есткость ниже на 13-25%, уменьшены ехнологические остаточные напряжения а 20-30%, снижены тангенциальные радиальные напряжения в переходных онах, на 13-25%, уменьшены сдвигаюие усилия колеса со ступицы при длиельных служебных торможениях на 0-30%, снижены напряжения в дискаУ

колеса от действия боковьрс нагрузок на 15-30%, более чем на 20-25% выров йены контактные напряжения в месте соединения ступицы с осью, снижено напряженное состояние диска /разгрузка дуска) от совместного действия вертикальных и боковых сил в период; .длительного торможения на 15-25%, на

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

Таким образом, существенно улучшаются эксплуатационные и технологические характеристики.

cpue.i

cptte.Z