[實用新型]一種高強度軌道車車輪

有效

• 申請號: 201720011022.7
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN206456181U
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 徐志富;臧權同;王克宇;徐帥
• 申請（專利權）人: 揚州華鐵鐵路配件有限公司
• 主分類號: B60B17/00
• 分類號: B60B17/00
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙)11411
• 代理人: 黃冠華

技術領域

本實用新型涉及軌道車車輪技術領域，具體地說涉及一種高強度軌道車車輪。

背景技術

在現有技術中，軌道車車輪通常是由輪轂、輪幅及形成輪緣與輪軌接觸面的輪輞組成。輪幅是由相連接的平面、錐面或曲線形的薄殼系統組成的薄殼。輪幅幅板的形狀有：直幅板、s型幅板、波浪型幅板、盆型幅板。幅板的形狀對車輪的結構強度和剛度有較大的影響，其徑向剛度可使車輪有較大的彈性，可以改善制動熱負荷下車輪的應力狀態和降低輪軌動作用力。幅板的軸向剛度應盡量大，減少車輪的軸向變形，防止輪軌正常接觸位置和輪緣角度，影響車輛運行性能和增加爬軌的可能性。

輪輞是形成輪緣的厚壁橫截面環型體。車輪在鋼軌上滾動運行時，輪軌之間發生著相互作用。輪軌接觸面彈性變形的橢圓形，在接觸面上有由軸重引起的垂向力P；車輪滾動前進時產生的縱向力FX；機車、車輛通過曲線時產生的橫向力FY。在垂向力作用下的輪軌接觸面處產生接觸壓力PZ和剪切應力τ，在接觸面處的剪應力有兩類：與接觸面成45°方向的脈動循環剪切應力τ45；另一種是與接觸方向平行的對稱循環剪切應力τ0，最大剪切應力是接觸疲勞裂紋起源和發展的主要原因。這種厚壁橫截面環型體的輪輞的硬性設計使形成輪緣與輪軌接觸面的輪輞受到更大的機械應力和熱應力，在使用中通常會增加發生各種不同類型的失效，主要表現為磨耗、疲勞裂紋、剝離、掉塊、崩塊、崩箍等。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術中存在的不足，提供一種等應力、高鑄造材質密度和質量、結構優化的高強度軌道車車輪。

本實用新型所采用的技術方案是：一種高強度軌道車車輪，包括輪轂、輪幅及輪輞，所述輪輞中設有兩個圓環型的空腔，所述兩個圓環型的空腔距輪輞橫截面的外輪廓邊緣為等距離布置，所述兩個圓環型的空腔在輪輞橫截面上都呈圓形孔，所述兩個圓環型的空腔內各設有一個鋼制冷鐵圓環體，所述兩個圓環型空腔的圓形孔的直徑為輪輞橫截面在徑向上長度的10-15％，所述鋼制冷鐵圓環體的橫截面的外徑為輪輞橫截面在徑向上長度的10～15％。兩個圓環型的空腔之間的距離為圓環型的空腔距輪輞橫截面的外輪廓邊緣的距離的兩倍。

本實用新型在輪輞中彈性設計了兩個圓環型的空腔，與本申請人之前申請的專利申請號為201110340083.5的發明專利，在輪輞中設計一個圓環型的空腔相比，更加具有彈性退讓因素和等應力的效果。由于兩個圓環型的空腔距輪輞橫截面的外輪廓邊緣為等距離布置，使得輪軌接觸面上的彈性變形橢圓形、在接觸面上垂向力P、車輪滾動前進時產生的縱向力FX、機車、車輛通過曲線時產生的橫向力FY、在垂向力作用下的輪軌接觸面處產生接觸壓力PZ和剪切應力τ等方面獲得相應的改善，可避免磨耗、疲勞裂紋、剝離、掉塊、崩塊、崩箍等現象的發生。而之前的在輪輞中設計一個圓環型的空腔，空腔距輪輞橫截面的外輪廓邊緣的距離不是等距離的，則無法達到上述更好的技術效果的改善。

由于在現有技術中輪輞是形成輪緣的厚壁橫截面環型體，其橫截面尺寸達∮135-140mm，輪輞外徑為∮840-915mm，整體鑄造中輪輞的鑄造流動性、鑄造液冷卻速度和補縮性能都很差，輪輞的鑄造質量中最大的問題是晶體粗大、疏松、偏析、縮孔以及翻皮等低倍組織缺陷。鑄件中存在上述低倍組織缺陷越多，其力學性能越會顯著降低，尤其是鑄件中晶粒的粗大會直接影響鑄件力學性能的低下，造成在使用過程中會發生斷裂或其他事故。

本實用新型在其輪輞中設計有兩個圓環型的空腔，而且在輪輞的圓環型的兩個空腔內各有一個鋼制冷鐵圓環體(冷鐵)，與設計成一個圓環型的空腔和一個鋼制冷鐵圓環體(冷鐵)相比，更加有利于解決輪緣的厚壁橫截面而造成鑄造質量中晶體粗大、疏松、偏析、縮孔的問題，加速了鑄造中輪輞的鑄造流動性、鑄造液冷卻速度和補縮性能，使鑄件中晶粒細化，減少疏松、偏析、縮孔以及翻皮等低倍組織缺陷的形成，從而提高了車輪鑄件、特別是軌道交通車輪輪輞的力學性能。另外，在輪輞的圓環型的空腔內有兩個鋼制冷鐵圓環體是一個輪輞內的兩道加強筋，大大增加了軌道交通車輪的運用可靠性和耐久性，進一步延長了軌道交通車輪的使用壽命。

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型高強度軌道車車輪的結構示意圖。

圖中，1-軌道車車輪 2-輪轂 3-輪幅 4-輪輞 5-輪緣 6-輪軌接觸面 7-鋼制冷鐵圓環體。

具體實施方式