Колесо рельсового транспортного средства Советский патент 1992 года по МПК B60B3/04 

Изобретение относится к рельсовому транспорту и касается кс лесных пар тягового подвижного состава.

ИоВйстно колесо колесной пары локомотива, состоящее из литого или катаного центра и насаженного на него бандажа. Полученные в результате сборки силы трения позволяют передавать значительные крутящие моменты, на порядок превышающие те значения, которые могли бы провернуть бандаж относительно центра даже при трогании локомотива с места,

В процессе эксплуатации происходит периодическое торможение поезда, при этом кинетическая энергия преобразуется в тепловую, т.е. в зоне контакта пары бандаж тормозная колодка происходит интенсивное нагревание соприкасающихся деталей. Нагрев бандажа приводит к увеличению собственных размеров, в частности диаметра отверстия бандажа. Вследствие этого контактные давления на поверхностях сопряженных деталей уменьшаются и величина натяга снижается до такой величины, что становится возможным проворот бандажа относительно центра. Увеличение исходного натяга с целью повышения прочности соединения производить нельзя, так как

изменение размеров диаметров приводит к пластическим деформациям и усадке материала центра или к разрыву бандажа. Для каждой модификации колеса определена своя величина предельного натяга.

Наиболее близким техническим решением является составное зубчатое колесо, у которого на наружную поверхность ступицы нанесена сетчатая накатка и на всей ее длине выполнен продольный разрез. Этим достигается увеличение натяга за счет того, что после сборки происходит врезание выступов накатки в тело пластмассового зубчатого венца, так как его твердость меньше твердости материала ступицы. При этом происходит также увеличение диаметра ступицы за счет упругости и наличия в ней продольного разреза.

Недостатками такой конструкции являются следующие:

одна из соединяемых деталей (зубчатый венец) имеет твердость поверхности на порядок меньше другой сопрягаемой (ступица);

ступица имее1 продольный разрез, что для ответственных деталей типа колесных пар совершенно неприемлемо, поскольку снижается безопасность при эксплуатации;

накатка нанесена на поверхность только одной из соединяемых деталей.

Цель изобретения - повышение надежности соединения центра с бандажом колеса рельсового транспортного средства. При этом повышается безопасность движения, так как увеличение прочности соединения приводит к снижению числа остановок поезда на перегонах и уменьшает количество неплановых ремонтов локомотивов.

Указанная цель достигается тем, что внутренняя поверхность бандажа (фиг. 1) и наружная центра (фиг, 2) колеса рельсового транспортного средства снабжены регулярным микрорельефом сетчатого типа IV вида с четырьмя выступами на 1 мм площади поверхности и глубиной канавок 3-4 мкм. Нанесение регулярного микрорельефа на поверхность сопряженных деталей позволяет увеличить площадь соприкосновения, а учитывая способ нанесения его путем виб-. рообкатки. т.е. тонкого пластического деформирования, на сопрягаемых поверхностях получается поверхностное упрочнение, приводящее к повышению прочности прессового соединения, что особенно важно для деталей и узлов, работающих при неравномерном, скачкообразном нагружении. Кроме того, регулярный микрорельеф наносится на поверхности не одной детали, а на обе сопрягаемые, что обеспечивает более плотный контакт и большую степень сопротивления сдвигу и взаимному провороту бандажа и центра.

Колесо рельсового транспортного средства собирается следующим образом.

Бандаж нагревается до температуры 250-300°С и свободно одевается на центр таким образом, чтобы бурт его уперся в торец центра. После охлаждения выступы неровностей микрорельефа поверхности

центра попадают во впадины поверхности бандажа и наоборот, тем самым образуется прочное соединение за счет увеличения фактической площади контакта.

Применять для формирования колеса

простое прессование без нагрева нельзя, так как при этом выступы регулярного микрорельефа пов1ерхностей обеих сопрягаемых деталей сминаются и не

обеспечивается прочного соединения.

Изобретение позволяет получить надежное соединение бандажа и центра колеса рельсового транспортного средства без увеличения размеров и использования других конструктивных решений, что обеспечивает сокращение количества межпоездных ремонтов локомотива.

Изобретение осуществляется следующим образом,

На колесно-токарном станке с помощью виброголовки на поверхность центра 1 наносится регулярный микрорельеф указанного типа, а с помощью аналогичной виброголовки. установленной на расточном

станке, такой же регулярный микрорельеф на поверхность бандажа 2. Конкретно изобретение может быть применено в колесных парах тепловозов, электровозов и мотор-вагонных секций электрического или дизельнего подвижного состава железных дорог. Формула изобретения Колесо рельсового транспортного средства, содержащее центр и надетый на него с натягом бандаж, выполненные металлическими с одинаковой твердостью, отличающееся тем. что. с целью повышения надежности, сопряженные цилиндрические поверхности центра и бандажа выполнены с одинаковым регулярным микрорельефом

с 3-4 выступами на 1 мм и глубиной канавок 3-5 мкм,

Использование: колесные пары тягового подвижного состава рельсового транспорта. Сущность: сопряженные цилиндрические поверхности колесного центра и бандажа выполнены с одинаковым регулярным микрорельефом с 3-4 выступами на 1 мм^ и глубиной канавок 3-5 мкм. 2 ил.