Профиль колеса для рельсового транспортного средства, такое колесо и рельсовое транспортное средство с таким колесом

Изобретение касается профиля колеса для рельсового транспортного средства, колеса с таким профилем и рельсового транспортного средства с таким колесом. Профиль колеса для рельсового транспортного средства, у которого при взаимодействии с профилем рельса в каждом месте соприкосновения профиля колеса с профилем рельса отношение кривизны профиля колеса к кривизне профиля рельса является по существу постоянным. Профиль имеет представленную на фиг.1 форму, у которой соответствующие точки поверхности профиля колеса имеют координаты Y и Z согласно таблице 1. Технический результат: создание профиля колеса, который обладает как хорошими ходовыми характеристиками при высоких скоростях, так и хорошими характеристиками износа. 3 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение касается профиля колеса для рельсового транспортного средства, колеса с таким профилем и рельсового транспортного средства с таким колесом.

Уровень техники

Выбор контакта колесо/рельс имеет существенное влияние на характеристики движения рельсовых транспортных средств. При этом должны оптимизироваться такие параметры, как устойчивость и комфорт движения при высоких скоростях, ходовые характеристики при движении по кривой и шумообразование. Другим существенным параметром является износ колеса рельсового транспортного средства, который может быть значительно повышен вследствие неблагоприятной конфигурации этого контакта колесо/рельс. Этот износ может уменьшаться при низком контактном напряжении. Вследствие этого контактного напряжения в задействованных, касающихся друг друга элементах устанавливается характерное распределение напряжений, причем максимум напряжения, как правило, находится внутри задействованного элемента. При этом может возникать форма износа, которая характеризуется выкрашиванием (англ. «spalling») мелких частей поверхностной структуры. Этот феномен наступает при низких температурах вследствие возникающего при этом охрупчивания металла бандажа колеса.

Профили колеса по уровню техники не могут одновременно выполнять вышеназванные требования в России. Например, комбинация используемого в России профиля рельса R65 с используемым в Европе, адаптированным для России профилем колеса P8, хотя и дает удовлетворительные ходовые характеристики при высоких скоростях, но не дает приемлемых характеристик износа. Профиль колеса ВНИИЖТ-РМ70 российского института железнодорожного транспорта ВНИИЖТ, напротив, обеспечивает в этой комбинации хорошие характеристики износа, однако приводит к так называемым «slow body motions», т.е. поперечным колебаниям кузова вагона, которые сильно ухудшают комфорт движения, прежде всего при высоких скоростях.

Изложение изобретения

Поэтому в основе изобретения лежит задача указать профиль колеса, который позволяет устранить вышеназванные недостатки уровня техники. В частности, в комбинации с используемым в России профилем рельса Р65 он обладает как хорошими ходовыми характеристиками при высоких скоростях, так и хорошими характеристиками износа. Предлагаемый изобретением профиль колеса выбран для найденного посредством измерений среднеизношенного профиля рельса Р65 и в этой комбинации проявляет предпочтительные свойства в особой мере.

Задача решается с помощью профиля колеса с признаками п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно основной идее изобретения описывается профиль колеса, обладающий достаточно высокой эквивалентной конусностью, который одновременно имеет низкое контактное напряжение в месте контакта с рельсом.

В соответствии с изобретением профиль колеса в каждом месте соприкосновения с профилем рельса имеет по существу постоянное отношение кривизны профиля колеса к кривизне профиля рельса. При этом кривизна определена как изменение направления на длине пробега достаточно короткого участка кривой и как у профиля рельса, так и у профиля колеса принята в плоскости, перпендикулярной направлению движения.

Предлагаемый изобретением профиль колеса предпочтительным образом подходит для колес высокоскоростных транспортных средств с максимальными скоростями более 200 км/ч.

Изготовление профиля колеса осуществляется целесообразным образом посредством станков для обточки колесных пар и может осуществляться уже при первичном оснащении рельсового транспортного средства или соответственно существующее колесо рельсового транспортного средства может снабжаться предлагаемым изобретением профилем колеса, если не превышены пределы износа.

Таблица 1
H1m -49,500 11,049
G1m -54,353 18,030
F1m -60,569 10,846
Fm -24,745 19,139
P5m -15,270 46,421
P4m 0,679 116,902
Em 18,591 215,474
P3m 13,629 179,524
P2m 20,961 264,572
P1m 21,273 269,170
C1m 28,502 -31,577
H2 -70,000 -10,942
H1 -60,926 28,070
S -54,353 30,030
G1 -46,501 27,104
F1 -40,365 18,199
G -36,840 14,009
F -29,729 4,992
P5 -24,954 3,623
P4 -20,087 2,631
E -10,990 1,177
P3 -1,834 0,151
D0 0,000 0,000
P2 2,970 -0,219
P1 7,779 -0,503
C2 30,000 -1,614
C1 32,299 -1,818
B 59,000 -5,225
A 65,000 -11,225
Y Z

Значения в миллиметрах

В таблице 1 представлены координаты y-z предлагаемого изобретением профиля колеса в списочной форме. Наименования соответствующих точек поверхности профиля колеса соответствуют профилю колеса, наглядно изображенному на фиг. 1. Началом координат является точка D0 поверхности профиля колеса. Ось Y распространяется в сторону положительных значений в направлении сбега профиля колеса (с наружной стороны рельсового транспортного средства), в сторону отрицательных значений в направлении гребня бандажа. Ось Z распространяется в сторону положительных значений в направлении больших диаметров колеса рельсового транспортного средства.

Краткое описание чертежей

В качестве примера показано:

фиг. 1: предлагаемый изобретением профиль колеса.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 в качестве примера схематично показан предлагаемый изобретением профиль колеса. Описанный в таблице 1 в списковой форме профиль колеса показан на изображении в сечении с указанием размеров. Описаны позиции точек поверхности профиля колеса, приведенных в таблице 1, а также положение и ориентация системы координат.

1. Профиль колеса для рельсового транспортного средства, причем при взаимодействии с профилем рельса в каждом месте соприкосновения профиля колеса с профилем рельса отношение кривизны профиля колеса к кривизне профиля рельса является по существу постоянным, отличающийся тем, что он имеет представленную на фиг.1 форму, у которой соответствующие точки поверхности профиля колеса имеют координаты Y и Z согласно таблице 1.

2. Колесо рельсового транспортного средства, отличающееся тем, что профиль колеса рельсового транспортного средства выполнен по п.1.

3. Рельсовое транспортное средство, отличающееся тем, что по меньшей мере одно колесо рельсового транспортного средства выполнено по п.2.



 

Похожие патенты:

Железнодорожное колесо (10) для транспортного средства содержит ось (11') вращения и опорный диск (11), выполненный с возможностью закрепления или прикрепления другим способом на валу по указанной оси (11') вращения.

Изобретение относится к железнодорожным транспортным средствам и может быть использовано в колесных парах тележек пассажирских и скоростных грузовых вагонов. Железнодорожное колесо включает ступицу и обод с поверхностью катания и гребнем, соединенный со ступицей с возможностью независимого вращения, упругоэластичное кольцо, установленное между ними без зазоров, втулку из металла с низким коэффициентом сухого трения скольжения по стали между смежными поверхностями кольца и обода и порошок высокотеплопроводного мягкого антифрикционного материала на поверхности скольжения.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к взаимодействию колесной пары с рельсовой колеей, и может быть применено для кривых. Для повышения элементов системы колесо - рельс сдвигают места взаимодействия по поверхности катания рельсов в сторону центра кривой.

Колесный диск содержит окружающую ось вращения колесную ступицу, обод колеса и соединяющую колесную ступицу с ободом колеса перемычку. Переход между перемычкой и колесной ступицей и/или переход между перемычкой и ободом колеса по меньшей мере на одной осевой стороне в каждой из своих радиальных плоскостей сечения выполнен так, что переход образован тангенсоидой.

Колесо рельсового подвижного состава, содержащее тело (1) колеса и установленные на нем с обеих сторон с помощью крепежных элементов фрикционные диски (2). Между контактной поверхностью (В) фрикционных дисков (2) и контактной поверхностью (А) тела (1) колеса расположено многослойное покрытие (7), которое на одной из поверхностей содержащего фосфат слоя (X) материала, обращенной к контактной поверхности (А), имеет содержащий смазочный материал слой (Y).

Железнодорожное колесо включает в себя обод, состоящий из поверхности катания, гребня и боковых поверхностей, ограниченных внутренними диаметрами обода с наружной и внутренней сторон, ступицу и диск, образованные наружной и внутренней поверхностями, симметричными относительно теоретической средней линии поперечного профиля диска, которая перпендикулярна оси вращения колеса и проходит через первую точку в месте минимальной толщины диска и его сопряжения с ободом, вторую и третью точку, между которыми расположена часть диска постоянной толщины с посадочными поверхностями и отверстиями под установку дисковых тормозов, четвертую точку в месте минимальной толщины диска со стороны ступицы и пятую точку в месте сопряжения со ступицей.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к взаимодействию железнодорожной колесной пары с рельсовой колеей, и может быть применено для криволинейных участков пути.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Способ включает расточку бандажа, нагрев бандажа и установку бандажа на колесный центр.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств. Колесо колесной пары состоит из бандажа, напрессованного на колесный центр, жестко закрепленный на оси колесной пары.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рельсовым, а также автомобильным транспортным средствам. Колесная пара транспортного средства содержит ось и колеса, ступицы которых жестко связаны с осью, а поверхность катания по меньшей мере у одного колеса выполнена на ободе, соединенном со ступицей с возможностью вращения.

В железнодорожном колесе, состоящем из обода, ступицы и диска между ободом и ступицей, содержащего на боковых плоскостях поверхности торможения, отделенные от ступицы и от обода кольцевыми проточками, в диске выполнены сквозные каналы, соединяющие кольцевые проточки ступицы с кольцевыми проточками обода, расположенными на противоположных сторонах колеса, или расположенными на каждой стороне колеса, или каждый сквозной канал в диске, соединяющий кольцевые проточки ступицы с кольцевыми проточками обода, расположенными на каждой стороне колеса, может состоять из двух непараллельных каналов, соединенных между собой. Технический результат – улучшение охлаждения тормозного диска железнодорожного колеса. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к конструкции железнодорожного колеса, которое включает в себя обод, состоящий из поверхности катания, гребня и боковых поверхностей, ограниченных внутренним диаметром обода с наружной и внутренней стороны, ступицу и диск, образованный наружной и внутренней поверхностями. Средняя линия радиального сечения диска на участке его сопряжения со ступицей смещена вдоль оси вращения колеса относительно средней линии радиального сечения диска на участке его сопряжения с ободом в сторону внутренней поверхности, а образующие наружной и внутренней поверхностей диска состоят из двух главных радиусных кривых с противоположной по направлению кривизной, сопряженных в центральной части диска друг с другом, а со стороны ступицы и обода - с переходными радиусными участками. Величина указанного смещения составляет от 0,075 до 0,150 ширины обода, средняя линия радиального сечения диска на участке его сопряжения с ободом расположена на расстоянии от 0,5 до 0,6 ширины обода от его внутренней боковой поверхности. Технический результат – повышение прочности колеса при снижении массы. 1 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Устройство включает в себя переднюю захватывающую плиту (6), заднюю захватывающую плиту (7) для нажатия на внутреннюю сторону колеса (2), тягу (3) и по меньшей мере один U-образный зажим (8). U-образный зажим (8) соединен соответственно с передней захватывающей плитой (6) и задней захватывающей плитой (7), которые расположены параллельно, с тем, чтобы образовать полость для размещения колеса (2). В передней захватывающей плите (6) предусмотрено сквозное отверстие, и тяга (3) для приложения тягового усилия к передней захватывающей плите (6) проходит через сквозное отверстие, при этом тяга (3) параллельна оси (1) в осевом направлении. Передняя захватывающая плита (6) и задняя захватывающая плита (7) охватывают с обеих сторон колесо (2) посредством U-образного зажима (8). Технический результат - повышение надежности устройства в эксплуатации, а также возможность избежать концентрации напряжений и деформации колеса. 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к рельсовому транспорту, а именно к форме профиля рабочей поверхности железнодорожного колеса, и может быть использовано при изготовлении и ремонте цельнокатаных или сборных колес подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта, работающего, в частности, на участках с кривыми малого радиуса, например колесных пар грузовых вагонов, платформ, цистерн. Профиль рабочей поверхности железнодорожного колеса состоит из гладко сопряженных прямолинейных отрезков и дуг окружностей, образующих радиусы скругления. Прямолинейные отрезки профиля образованы линией катания, соответствующей коничности 1:10, и углом наклона гребня колеса 60 град. Их сопряжение выполнено в виде двух дуг окружностей, радиус первой из которых, примыкающей к гребню колеса, составляет R1=20±2 мм, а радиус второй дуги, примыкающей к линии катания, составляет R2=106±2 мм. Точки сопряжения упомянутых прямолинейных отрезков и дуг окружностей имеют координаты (-37,5; -13,1), (-24,9; -3,5) и (-5,8; -0,4) относительно точки 0, расположенной в расчетном центре профиля колеса, соответствующем кругу катания. Профиль обеспечивает равномерный износ рельса при минимизации износа рабочей поверхности колеса и устранении подреза гребня за счет получения возможно широкого пятна контакта поверхностей. 5 ил.

Изобретение касается профиля колеса для рельсового транспортного средства, колеса с таким профилем и рельсового транспортного средства с таким колесом. Профиль колеса для рельсового транспортного средства, у которого при взаимодействии с профилем рельса в каждом месте соприкосновения профиля колеса с профилем рельса отношение кривизны профиля колеса к кривизне профиля рельса является по существу постоянным. Профиль имеет представленную на фиг.1 форму, у которой соответствующие точки поверхности профиля колеса имеют координаты Y и Z согласно таблице 1. Технический результат: создание профиля колеса, который обладает как хорошими ходовыми характеристиками при высоких скоростях, так и хорошими характеристиками износа. 3 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Наверх