Колесная пара Советский патент 1987 года по МПК B60B37/04 

Изобретение относится к области машиностроения и используется в ходовых частях железнодорожных вагонов.

Известна колесная пара, содержаща ось, подступичные части которой имею больший диаметр, чем средняя и предпод ступичные ее части, -и посаженные с натягом на подступичные части колеса со ступицами.

Недостатком такой колесной пары является снижение прочности соединения колес с осью при переформировани колесной пары на узкую колею.

Целью изобретения является повы.шение надежности и расширение эксплуатационных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что колесная пара, содержащая ось, подступичные части которой имеют больший диаметр, чем средняя и предподступичные ее части, и посаженные с натягом на подступичные части колеса со ступицами, подступичные час.ти оси снабжены кольцевьоти выточками, обращенными от внутренних торцов ступиц колес в сторону средней части оси, причем ширина каждой выточки находится в пределах от 0,18 до 0,35 разности ширины нормальной и узкой колеи, глубина - не превьш1ает 0,03 диаметра подступичной части оси, а профиль выточки определяется по формуле .

IХ--у 1г-(1 - |)2, при о ;

у h(1,5e) прй й х 21где X и у - текущие координаты . по длине и глубине соответственно (начало коор динат у наружного края

выточки) , е - основание натуральных

логарифмов; 2 - ширина выточки; h - глубина выточки. На фиг.1 показана предлагаемая колесная пара, общий вид; на фиг. 2 узел I на фиг.1.

Колесная пара состоит из оси 1 и колес 2. С наружной стороны колесной пары на оси расположены предподступичные части 3. Подступичные части

4оси снабжены кольцевыми выточками

5и переходят в среднюю часть 6 через радиусные переходы 7. На чертеже обозначено: La - ширина нормальной

колеи; L, - узкой колеи; 2 ширина выточки, h - глубина выточки сплошными линиями - положение при формировании колесной пары на колею нормальную пунктирным - на колею узкую.

Кольцевая выточка (канавка) на валу является концентратором напряжений. Однако в конкретных условиях, когда выточки на подступичных частях оси колесной пары при формировании ее на нормальную колею располагаются от внутренних торцов ступиц колес в сторону средней части, оси, может быть достигнуто существенное (до 40% снижение концентрации напряжений в опасном сечении под кромкой ступицы колеса. Чтобы при этом выточка не оказалась ослабленным элементом оси, ее глубина h не должна превышать 0,03 от диаметра подступичной части, а длина 2Е - не менее 0,18 от разности ширины нормальной и узкой колеи

Большое значение имеют не только размеры, но и оптимальный профиль выточки, определяемый из формулы

)

при о

X

у h(l,5e)-2(i-T ,при.г х -:2t, где X и у - текущие координаты по

длине и глубине соответственно (начало координат у Наружного края выточ- . ки);

е - основание натуральных логарифмов.

Для такого профиля обеспечивается оптимальное распределение напряжений в оси при формировании колесной пары как на широк5то, так и на узкую колею, одновременно обеспечивается технологичность упрочнения оси путем поверхностной накатки.

При ширине выточки не более 0,35 от разности ширины нормальной и узкой колеи после переформирования колес на колею 1435 мм их ступицы перекрывают полностью и располагаются вблизи галтельных переходов подступичньк частей оси в среднюю.

Экономическая эффективность предложенной конструкции достигается тем, что она позволяет повысить осевые нагрузки на 3 тс без увеличения металлоемкости оси. колесной пары, что обеспечит рост грузоподъемности вагона и его производительность} модернизировать существующие стандартные колесные пары, обеспечив их прочность и надежность в условиях повышенных

осевых нагрузок, которые реализованы для вагонов СССР и намечаются на перспективу.

КОЛЕСНАЯ ПАРА, содержащая ось, подступичные части которой имеют больший диаметр, чем средняя и пред- . подступичные ее части, и посаженные с натягом на -подступичные части колеса со ступицами,;ОТличающая с я тем, что, с целью повыпгения .надежности и расширения эксплуатационных возможностей, подступичные части оси снабжены кольцевыми выточками, обращенными от внутренних торцов ступиц колес в сторону средней части оси, причем ширина каждой выточки находится в пределах от 0,18 до 0,35 разности ширины нормальной и узкой колеи, глубина не превышает 0,03 диаметра подступичной части оси, а профиль выточки определяется по формуле у h Jl -