当前位置: 首页 > 专利查询>雷中坤专利>正文

一种轻型高性能空心车轴及使用方法和制品技术

技术编号:20326822 阅读:4 留言:0更新日期:2019-02-13 04:29
本发明专利技术公开了一种轻型高性能空心车轴及使用方法和制品,包括等径或变径的车轴本体、两个堵丝和两个单向阀,车轴本体为贯通的空心车轴,两个堵丝分别螺纹连接在空心车轴两端的端口上,两个单向阀分别连接在两个堵丝的通气孔上,空心车轴内加注有防护液体和/或压力气体。利用防护液体在空腔内形成均匀的防护膜,可有效降低空心车轴的振动强度,破坏空心车轴振动频率,阻尼振波传导,增强抗疲劳效果,同时,压力气体弥补了空心化车轴带来的机械性能降低的不足,提高了空心车轴的抗压、抗冲击强度以及抗扭能力,具有结构简单,安装方便,综合机械性能优良的优点,适用于高速列车车轴、重载列车车轴、汽车车轴等。

A Light High Performance Hollow Axle and Its Application Method and Products

The invention discloses a light high-performance hollow axle and its application method and products, including an equal-diameter or variable-diameter axle body, two plugging wires and two one-way valves. The axle body is a hollow axle through which two plugging wires are threaded to the ports at both ends of the hollow axle, two one-way valves are connected to two blocking air holes respectively, and the hollow axle is filled with protective fluid. Body and/or pressure gas. Using the protective liquid to form a uniform protective film in the cavity can effectively reduce the vibration intensity of the hollow axle, destroy the vibration frequency of the hollow axle, damp the vibration wave transmission, and enhance the anti-fatigue effect. At the same time, the pressure gas makes up for the shortcomings of the mechanical performance reduction caused by the hollow axle, improves the compressive, impact strength and torsional resistance of the hollow axle, and has simple structure. Single, easy to install, integrated with the advantages of excellent mechanical performance, suitable for high-speed train axles, Heavy-haul Train axles, car axles and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种轻型高性能空心车轴及使用方法和制品
本专利技术涉及一种可用于高铁、汽车等高速运载工具上的车轴,特别涉及一种可降低车轴重量,并带有一定内压力和减振效果的轻型高性能空心车轴及使用方法和制品,属于交通运输配件领域。
技术介绍
近年来,中国高速铁路进入到快速发展阶段,对高速列车的要求也在不断提高。其中,为保证列车运行速度,降低磨擦对能量的损耗,减轻列车重量已成为高速列车发展的必然。高铁车轮托举和承载着整个高铁的重量,也是运行过程中磨损最严重、受冲击力最大的地方,连接在一对对车轮之间的车轴是车轮正常、安全行驶的关键,车轴抗扭、抗震性能的好坏直接影响着车轮及整个车辆的安全,对高速运行的高铁车辆来说至关重要。从运动学角度来说,速度越快,重量越大,车轴承受的冲击、扭曲力越大,特别是在紧急制动时,车轴会受到高出正常运行时几倍的惯性力冲击,这种惯性力冲击对车轴有巨大的破坏性。随着高铁速度的提高,高铁车轴所能承受的综合负荷力已达到极限,即使在车轴材料中加一些稀有金属,也只能解决通常情况下的高速行驶,现在试验的高铁车轴速度能达到520公里,而目标时速为600公里,高铁车轴速度设定值是有一定的极限值要求的,超过车轴的极限值,也只有选用磁悬浮列车了。高铁车轴在实际运行中的受载状态同样比较复杂,受外界天气、地域的影响,除承受着自身制动力、重力和车轮反作用力等作用力的作用外,在车轴与各部件的配合部位还存在着大小不一的轴向力、径向力、剪切力、弯矩、扭矩等单独作用力或共同作用力,对车轴都会产生巨大损伤。其中,轮子踏面与轨道接触时产生的震动,对车轴产生的波振会严重损害车轴寿命,车轴损伤极易导致车辆发生事故,而在车轴损伤中有近2/3是由疲劳破坏引起的。随着车辆运行速度提高,车轴应力循环频率加快,降低车轴重量的前提下,对车轴进行结构及疲劳寿命研究,提高使用性能,就成为本专利技术想要解决的问题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足,本专利技术旨在提供一种有优良综合机械性能、成本低、重量轻、抗疲劳强度高、使用效果好、适于大批量生产的轻型高性能空心车轴,以满足高速列车车轴、重载列车车轴、轻轨列车车轴、普通列车车轴以及汽车车轴等高速运输工具的使用需要。在高速运载工具中,由于轮对承载着车辆的全部重量,且在高速运行时受力情况非常复杂,尤其是时速350公里的高铁空心车轴必须具有足够的强度和良好韧性,即具有良好的综合机械性能才能保证运行安全。为保证运行速度,减轻簧下质量,希望空心车轴内孔直径越大越好,但这又会降低车轴强度,影响运行安全。为使降低簧下质量与保证车轴强度相互协调,只有使车轴内力增加才能满足二者的需求,所以最佳选择方式就是使用变径空心车轴,同时,在变径空心车轴的空腔中注入有效的可抗疲劳损伤的防护液,提高变径空心车轴的抗疲劳强度,进而再通过注入压力气体,使变径空心车轴的抗压强度和抗压变形能力提高,全面提升变径空心车轴的整体抗振性、耐冲击性、抗压性等综合机械性能,从而保证运载工具在高速行驶过程中空心车轴使用的安全性和可靠性。本专利技术是通过以下技术方案来实现的:一种轻型高性能空心车轴,包括等径或变径的车轴本体,还包括两个堵丝和两个单向阀,车轴本体为贯通的空心车轴,空心车轴的内径为等径或变径结构,空心车轴的两端端口上设有螺纹,两个堵丝分别螺纹连接在空心车轴两端的端口上,堵丝上设有与空心车轴空腔贯通的通气孔,两个单向阀分别连接在两个堵丝的通气孔上,堵丝和单向阀位于空心车轴的端面内侧,空心车轴内还加注有防护液。所述防护液的注液量小于车轴内径容积的1/5。所述防护液为低温防护液、中温防护液、高温防护液或合成防护液。所述空心车轴内还加注有防冻液。所述防护液和防冻液的整体注液量小于车轴内径容积的1/5。所述空心车轴内还加注有压力气体,压力气体的公称工作压力为2-20MPa。所述压力气体为空气、氮气或惰性气体,或者为空气、氮气和惰性气体三者中任意两种或三种的混合体。一种轻型高性能空心车轴的使用方法,具体步骤包括:步骤1、将安装在等径或变径空心车轴端面上堵丝中的单向阀取下,利用取下单向阀后堵丝上的通气孔将防护液和/或防冻液注入到空心车轴的空腔中,确保注液量小于空心车轴内径容积的1/5。步骤2、重新装上单向阀,形成对空心车轴空腔的密封,转动空心车轴,使防护液和/或防冻液均匀涂覆在空心车轴空腔的内壁上,注液后的空心车轴即可使用。如需调整防护液和/或防冻液,取下单向阀就可进行正常防护液和/或防冻液的添加或更换。步骤3、利用单向阀向空心车轴的空腔中注入压力气体,保持压力气体的工作压力为2-20MPa。步骤4、将注入压力气体后的空心车轴连接在待安装车辆的车轮之间,注液和注压后的空心车轴即可使用。如需补充或更换压力气体,利用单向阀继续向空心车轴的空腔中注入压力气体,或者操作单向阀将空心车轴内压力气体放出,再注入新的压力气体即可;如需补充或更换防护液和/或防冻液,首先将压力气体放出,然后拆下单向阀,通过堵丝上的通气孔将防护液和/或防冻液补充进空腔中,或者在拆下单向阀后将防护液和/或防冻液倒出,然后再注入新的防护液和/或防冻液,最后装上单向阀,注入压力气体即可。一种根据上述一种轻型高性能空心车轴制成的运载工具,包括所述轻型高性能空心车轴,空心车轴内注入有防护液和/或防冻液;或者空心车轴内注入有防护液、防冻液和压力气体;或者空心车轴内注入有防护液和压力气体。本专利技术所述一种轻型高性能空心车轴及使用方法和制品,通过在变径或等径空心车轴的空腔中注入防护液、防冻液和压力气体,利用防护液在空腔内形成均匀的防护膜,并在后期高速运转过程中形成一定的雾化现象,降低空心车轴的振动强度,破坏空心车轴振动频率,阻尼振波传导,加入防冻液能预防因冬季严寒车轴产生金属淬裂,提高车轴运行安全性,进而增强空心车轴的整体抗疲劳效果,延长空心车轴使用寿命,同时,利用压力气体在空腔内形成均匀内压,弥补了空心化车轴带来的机械性能降低的不足,提高了空心车轴的抗压、抗冲击强度以及抗弯和抗扭能力,在降低车轴重量、提高运行速度的前提下,有效保证了空心车轴的机械性能,再辅助注入氮气或惰性气体的情况下,能全面、充分的保证运行过程压力气体的安全性和可靠性,满足不同环境温度下的使用需要。具有整体结构简单,安装和使用过程方便,综合机械性能优良,成本低,使用效果好的优点,特别适合制作高速列车车轴、重载列车车轴、轻轨列车车轴、普通列车车轴以及汽车车轴等。附图说明图1为本专利技术所述一种轻型高性能空心车轴的结构剖视图。具体实施方式下面结合附图1对本专利技术所述一种轻型高性能空心车轴做进一步的详细描述:本专利技术所述的一种轻型高性能空心车轴,包括变径的车轴本体1、两个堵丝4和两个单向阀5。变径的车轴本体1可以降低车轴重量,车轴本体1内贯通有通孔3,使得贯通的车轴本体1形成了一个带有空腔的空心车轴,为进一步降低空心车轴的重量,同时,确保相应的车轴强度,随着车轴本体1表面变径过程,在车轴本体1内的通孔3上也进行了相应地变径处理。空心车轴的两端端口上设有螺纹,两个堵丝4分别螺纹连接在空心车轴两端的端口上,堵丝4上设有与空心车轴空腔贯通的通气孔,两个单向阀5分别连接在两个堵丝4的通气孔上,同时,为避免堵丝4和单向阀5对空心车轴使用的影响,堵丝4和单向阀5都位于空心车轴的本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种轻型高性能空心车轴,包括等径或变径的车轴本体,其特征在于,还包括两个堵丝和两个单向阀,所述车轴本体为贯通的空心车轴,空心车轴的内径为等径或变径结构,空心车轴的两端端口上设有螺纹;所述两个堵丝分别螺纹连接在空心车轴两端的端口上,堵丝上设有与空心车轴空腔贯通的通气孔;所述两个单向阀分别连接在两个堵丝的通气孔上,堵丝和单向阀位于空心车轴的端面内侧;所述空心车轴内还加注有防护液。

【技术特征摘要】
1.一种轻型高性能空心车轴,包括等径或变径的车轴本体,其特征在于,还包括两个堵丝和两个单向阀,所述车轴本体为贯通的空心车轴,空心车轴的内径为等径或变径结构,空心车轴的两端端口上设有螺纹;所述两个堵丝分别螺纹连接在空心车轴两端的端口上,堵丝上设有与空心车轴空腔贯通的通气孔;所述两个单向阀分别连接在两个堵丝的通气孔上,堵丝和单向阀位于空心车轴的端面内侧;所述空心车轴内还加注有防护液。2.根据权利要求1所述的一种轻型高性能空心车轴,其特征在于,所述防护液的注液量小于车轴内径容积的1/5。3.根据权利要求1所述的一种轻型高性能空心车轴,其特征在于,所述防护液为低温防护液、中温防护液、高温防护液或合成防护液。4.根据权利要求1所述的一种轻型高性能空心车轴,其特征在于,所述空心车轴内还加注有防冻液。5.根据权利要求4所述的一种轻型高性能空心车轴,其特征在于,所述防护液和防冻液的整体注液量小于车轴内径容积的1/5。6.根据权利要求1或4所述的一种轻型高性能空心车轴,其特征在于,所述空心车轴内还加注有压力气体,压力气体的公称工作压力为2-20MPa。7.根据权利要求6所述的一种轻型高性能空心车轴,其特征在于,所述压力气体为空气、氮气或惰性气体,或者为空气、氮气和惰性气体三者中任意两种或三种的混合体。8.一种根据上述权利要求1所述一种轻型高性能空心车轴的使用方法,其特征在于,具体步骤包括:步骤1、将安装在等径或变径空心车...

【专利技术属性】
技术研发人员:雷中坤
申请(专利权)人:雷中坤
类型:发明
国别省市:河南,41

相关技术
    暂无相关专利
网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1