] 路车轮制造技术

根据本发明专利技术，铁路车轮辐板截面轮廓曲线中央纵轴线的直线段在轮辋一侧与由表达式ｙ＝－０．００７４ｘ＋［３］＋０．４１２０ｘ＋［２］－７．２５００ｘ＋３８．７００所表示的第一段相连接，第一段与由表达式ｙ＝－０．０００９ｘ＋［３］＋０．０６５８ｘ＋［２］－１．３１４０ｘ＋５．５５９２所表示的第二段相连接，第二段过渡到由表达式＆＿＿＿＿ｙ＝－０．０１２９ｘ＋［２］＋０．０３３５ｘ－０．９８００所表示的第三Ｏ＆段，第三段与轮毂一侧的直线段相连接，而各段上点的横坐标也可按说明书所述表达式计算得出在一定的范围内。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本项专利技术属于运输机械制造业的范围，具体说来，属于铁路(轨道)运输车辆的车轮构造问题。所提交的这项专利技术用于铁路(干线和工业运输)车辆辐板型整体轮和带箍轮是最适的。对于城市轨道运输的轻型车辆有轨电车地下铁道车辆，以及在桥式天车上的走行机构中，采用所推荐的专利技术也是可能的。众所周知，这样的车轮，其辐板是由相连接的平面、锥面或曲线形的薄壳系统组成的薄壳。采用的相连接的薄壳的数量，薄壳的相互位置，以及薄壳截面轮廓中央纵轴线倾斜角度的不同，不同的建议人提出了提高车轮疲劳强度和动力强度的不同构造方法。另外，还要考虑到下述的最重要的应力，以及这些应力的组合-由作用在滚动圆平面上的垂直力所产生的应力;-由钢轨对轮缘的侧压力所产生的应力;-上述力的组合所产生的应力;-在闸瓦制动和圆盘制动时，由车轮加热不均匀所产生的应力。最广泛采用的车轮构造包含轮辋和轮毂，而轮辋和轮毂与位于其间的辐板相衔接，辐板截面轮廓曲线的中央纵轴线是一条斜直线，并且辐板的母线为直线，而直母线用半径曲线与轮辋和轮毂截面的轮廓曲线相衔接，同时，这种从轮辋外侧和轮毂内侧的衔接是用两条相互联系的具有相反曲率的半径曲线完成的。这种车轮的缺点是-辐板的垂直刚度和轴向刚度高;-从辐板到轮辋和轮毂的过渡区域内，具有很大的工艺残余应力;-在上述的过渡区域内，有高的运行交变应力;-在长时间的制动过程中，轮毂在轴向的位置相对初始位置有偏移;-在冲压和弯曲时，制造这种辐板的工艺性低。改善所讨论的车轮结构在技术上是可能的，因为，为了提高车轮的疲劳和动力强度，加强由辐板至轮辋和轮毂的过渡区可能是唯一的方法，这样，同时会导致进一步增加车轮的刚度，从而将加重以上所列举的所有缺点，此外，还加大车轮的金属容积。已知一种车轮结构(SU，A，1109324)，这种车轮含有轮辋和轮毂，轮辋和轮毂与位于其间的辐板相连接，辐板截面轮廓的中央纵轴线由轮辋一侧的垂直线段和轮毂一侧的倾斜线段，以及位于二者之间的曲线段组成，该曲线段为两段具有相反曲率的半径曲线，并且辐板的曲母线用半径曲线与轮辋和轮毂截面轮廓曲线相连接，用不同轴向圆柱面截断辐板所形成的截面面积是相等的，并且辐板截面轮廓的中央纵轴线在轮毂附近相对轮毂截面轮廓的中央纵轴线偏移向车轮内侧。这种车轮同样也没有消除严重的缺点。在这种车轮内，有很大的径向刚度和残余的工艺应力，在过渡区域有相当高的切向应力和径向应力，而最主要的是辐板在长时间制动阶段具有高的应力状态。本项专利技术的主要任务是研制这样一种结构的铁路车轮，在这种车轮中，辐板截面轮廓的外形，要保证在综合载荷作用期间，出现在车轮内的应力能够相互抵偿。所提出的任务是这样解决的，在含有轮辋和轮毂的车轮中，轮辋和轮毂与位于它们之间的辐板相连接，辐板截面轮廓的中央纵轴线具有两段直线，两直线段之间安置两段曲线，并且辐板所具有的曲母线用半径曲线与轮辋和轮毂面轮廓相连接，半径曲线的半径由表达式R＝(0.04～0.06)×D(1)来确定，而由与轮毂同轴的诸圆柱面截断辐板所形成的截面面积是相等的，并且辐板与轮毂的连接点偏移辐板中央一段距离，辐板截面轮廓的中央纵轴线在轮辋一侧的直线段与由表达式Y＝-0.0074x3+0.4120x2-7.2500x+38.7000 (2)所表示的第一曲线段相连接。第一曲线段与由表达式Y＝-0.0009x3+0.0658x2-1.3140x+5.5592 (3)所表示的第二曲线段相连接。第二曲线段过渡到由表达式Y＝-0.0129x2+0.0335x-0.9800 (4)所表示的第三曲线段，该曲线段与轮毂一侧的直线段相连接，此直线段平行于轮毂截面轮廓的中央纵轴线，并且相对此纵轴线向车轮外侧偏移的距离为0.19L≤H≤0.21L(5)以上各式中，x和y为流动坐标，坐标原点位于滚动圆投影线与圆柱母线的交点，而这个圆柱的直径等于轮毂的外径。此外，相应曲线段上各点的横坐标在下列的范围内对于第一曲线段上的点，0.379D- (d)/2 ≥X≥0.287D- (d)/2 (6)对于第二曲线段上的点，0.287D- (d)/2 ≥X≥0.248D- (d)/2 (7)对于第三曲线段上的点，0.248D- (d)/2 ≥X≥0.150D- (d)/2 (8)以上各式中，D-踏面的直径，L-轮毂的长度，H-辐板相对轮毂中央的偏距，d-轮毂的外径。按照上述公式制作的铁路车轮，在运行试验中表明，在最重要的区域内，应力平均减少一倍，另外，当制动时，车轮从轮毂移动的可能性减少三分之一。根据本项专利技术，下面对实施铁路车轮的具体实例和对附图的引证进行说明，在这些附图中根据本项专利技术，附图说明图1表示铁路车轮截面的轮廓;根据本项专利技术，图2表示车轮截面轮廓的绘制方法;根据本项专利技术，图3表示车轮辐板内的应力分布情况;图4表示现有平面锥形辐板内的应力分布情况;图5表示现有曲线辐板内的应力分布情况。车轮(图1)由轮辋1，辐板2和轮毂3组成。辐板截面的轮廓用半径为0.04D～0.06D的半径曲线与轮辋1和轮毂3截面的轮廓相连接，而辐板截面轮廓的曲线部分由三段组成第一段AB由下式表示y＝-0.0074x3+0.4120x2-7.2500x+38.7000，(1)(2)第二段BC由下式表示y＝-0.0009x3+0.0658x2-1.3140x+5.5592，(2)(3)第三段CE由下式表示y＝-0.0129x2+0.0335x-0.9800。 (3)(4)这样，AE为中央纵轴线4的曲线部分，并且E点为第三曲线段CE与直线5的交点，直线5与轮毂3截面轮廓的中央纵轴线6相平行，并且相对轴线6向车轮外侧的偏移距离为0.19L≤H≤0.21L(5)根据本项专利技术，下面将给出绘制铁路车轮截面轮廓的实例。绘图的原始数据D-车轮的直径，L-轮毂的长度，d-轮毂的外径，h-辐板在危险截面(A点或E点)内的计算厚度。根据本项专利技术中的公式，坐标原点置于滚动圆投影线上圆柱母线的交点，而圆柱的直径等于轮毂3的外径d。为了确定参数S，即直线5至横坐标轴的距离，用画图法求出直线5与抛物线y＝-0.0129x2+0.0335x-0.98(4)的连接点。E点的坐标唯一地确定出为XE＝0.15D- (d)/2 ， (9)YE＝-S (10)例如，当原始数据D＝740毫米，d＝220毫米，L＝130毫米，H＝26毫米和R＝40毫米时，E点的坐标为XE＝0.15×74-11＝0.1厘米＝1.0毫米YE＝-0.0129×(0.1)2+0.0335×0.1-0.98＝-0.1厘米＝-1.0毫米其次，距横坐标为XC＝0.248×74-11＝7.35厘米＝73.5毫米的点的中央纵轴线4，可按这个表达式来绘制。在上述情况下，曲线段CE上横坐标为XE1＝50.0的任意点，其纵坐标为-11.5。从点C至横坐标为XB＝102.4的点B，各点的纵坐标按表达式y＝-0.0009x3+0.0658x2-1.3140x+5.5592(3)进行计算。这样，横坐标为XE2]]>的点E2，其纵坐标yE2]]>。最后，在AB段上，各点的纵坐标按表达式y＝-0.0074x3+0.4120x2-7.2500x+38.700(2)进行计算。例如，横坐标为XC1]]>＝109和XB1本文档来自技高网...

【技术保护点】
铁路车轮含有轮辋（１）和轮毂（３），而轮辋和轮毂与位于其间的辐板（２）相连接，辐板截面轮廓的中央纵轴线（４）具有两条直线段，两直线段之间安置曲线段，另外，辐板（２）具有曲母线，而曲母线用半径曲线与轮辋和轮毂的截面轮廓曲线相连接，这里的半径曲线的半径由表达式Ｒ＝（０．０４－０．０６）×Ｄ来确定，而且用与轮毂（３）同轴的诸圆柱面截断辐板（２）所形成的截面面积是相等的，辐板（２）截面轮廓曲线的中央纵轴线（４）与直线段（５）的连接点离轮毂（３）中央有一偏距，本车轮的特点为：辐板截面轮廓曲线中央纵轴线上在轮辋一侧的直线段与由表达式ｙ＝－０．００７４ｘ↑［３］＋０．４１２０ｘ↑［２］－７．２５００ｘ＋３８．７０００所表示的第一曲线段相连接，而第一曲线段与由表达式ｙ＝－０．０００９ｘ↑［３］＋０．０６５８ｘ↑［２］－１．３１４０ｘ＋５．５５９２所表示的第二曲线段相连接，第二曲线段过渡到由表达式ｙ＝－０．０１２９ｘ↑［２］＋０．０３３５ｘ－０．９８００所表示的第三曲线段，第三曲线段与位于轮毂一侧的直线段相连接，该直线段平行于轮毂截面轮廓曲线的中央纵轴线，而且相对于此纵轴线向车轮的外侧偏移的距离为０．１９Ｌ≤Ｈ≤０．２１Ｌ以上各式中的ｘ和ｙ为流动坐标，坐标的原点位于滚动圆投影线与圆柱母线的交点，此圆柱的直径等于轮毂的外径，另外，相应曲线段各点的横坐标位于下列范围：对于第一曲线段上的点，＊＊＊，对于第二曲线段上的点，＊＊＊，对于第三曲线段上的点，＊＊＊以上各式中，Ｄ－踏面的直径，Ｌ－轮毂的长度，Ｈ－辐板中央纵轴线相对轮毂中央的偏距，ｄ－轮毂的外径。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦西里彼多维奇伊瑟洛夫，亚那多里亚笛维奇阿里木夫，亚里山大特夫姆维奇伊瑟罗夫，非罗西克斯坦特维奇克里姆克，伊格尼伊万诺维奇瑟夫陈克，亚夫达伊万诺维奇克斯罗夫斯克，米海尔伊利奇斯坦斯兰斯克，朱利瓦西里维奇克雷斯若伯娃，
申请(专利权)人：〃勃列日涅夫〃德聂伯罗彼特罗夫斯克冶金研究院，
类型：发明
国别省市：SU[苏联]