一种火车车轮及与其相适配的铁路道岔制造技术

本发明专利技术公开了一种火车车轮及与其相适配的铁路道岔，该火车车轮包括转轴，转轴两端均安装有车轮，车轮上设有外轮缘，一个车轮上的外轮缘位于该车轮背离另一个车轮的端面上。该铁路道岔包括道岔尖轨和活动心轨，道岔尖轨位于两条相交路轨的分岔处，且道岔尖轨中的两根钢轨分别位于两条相交路轨中位于最外侧的两根钢轨的外侧，活动心轨的尖头朝向背离道岔尖轨的方向。该火车车轮的外轮缘结构产生的阻碍倾斜的摩擦力及应力在与倾斜或侧翻支点不同侧的另外一侧，抗侧翻的摩擦力力矩及应力力矩的力臂更大，摩擦力力矩和应力力矩也更大，抗侧翻的能力也更强。

【技术实现步骤摘要】
一种火车车轮及与其相适配的铁路道岔
本专利技术属于铁路机车
，涉及一种火车车轮；本专利技术还涉及一种与该火车车轮相适配的铁路道岔。
技术介绍
列车车轮压在钢轨上，用来传递列车的重力。列车车轮内侧有一圈比车轮半径更大的圆盘——轮缘。轮缘使车轮像“卡”在轨道上，保证车轮始终在轨道上运行，用来控制列车运行方向。另外，当列车转弯时，内外钢轨的高度差将会形成列车转弯的向心力，如果转弯时车速较快，离转弯圆心较远一侧车轮的轮缘与钢轨接触，对钢轨产生压力，而钢轨对该轮缘也有一个指向转弯圆心的反作用力，这个力是向心力的一个组成部分。列车的运行原理，就是通过转向架与轨道之间接触，利用列车的自导向特性行进。所以列车的运行轨迹和轨道的形状有关。通俗的讲，轨道向哪指，列车就向哪跑。列车变轨时，通过扳动岔道，车轮内侧轮缘用来引导控制列车运行方向，道岔可以控制轮缘的位置方式，实现变轨。列车实现不同轨道之间的切换其中最关键的部位就是道岔，也就是列车轨道和轨道之间接触的部分。原理就是通过薄片和轨道接触形成的导向来引导机车前进，从而强行改变列车的运行轨迹。活动心轨最主要的特点是辙叉心轨可以板动。当要开通某一方向股道时，活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴，与另一翼轨分开，这样一来，普通道岔的有害空间就不存在了。实践证明，消灭了道岔有害空间，行车更加平稳，过岔速度限制较小，因而特别适合运量大，需要开行高速列车的线路使用。变轨的时候，宏观上讲就是改变轨道的方向，微观上讲就是通过改变与轨道贴合的部分的道岔来改变方向。而且现在的道岔大多数是电子控制，在车辆段调车的时候还有机械控制道岔的存在。在列车行进的方向上有一个感应系统，当列车来临就会发生数据交换，确定列车的行进方向，然后改变道岔的方向。现有技术中，列车的轮缘处于车轮的内侧，可以很好地完成导向和变轨任务。但当有路基塌陷、大风天气、轨道变形或转弯车速较快，离心力较大时，列车容易侧翻，导致出轨事故的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种火车车轮，能使列车不容易侧翻，避免因路基塌陷、大风天气、轨道变形或转弯车速较快，离心力较大导致的出轨事故。本专利技术的另一个目的是提供一种采用上述火车车轮的列车变轨时配套使用铁路道岔。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种火车车轮，包括转轴，转轴两端均安装有车轮，车轮上设有外轮缘，一个车轮上的外轮缘位于该车轮背离另一个车轮的端面上。本专利技术所采用的另一个技术方案是：一种与上述火车车轮相适配的铁路道岔，包括道岔尖轨和活动心轨，道岔尖轨位于两条相交路轨的分岔处，且道岔尖轨中的两根钢轨分别位于两条相交路轨中位于最外侧的两根钢轨的外侧，活动心轨的尖头朝向背离道岔尖轨的方向。本专利技术火车车轮轮缘位于车轮外侧，即外轮缘结构。使用该火车车轮的列车正常运行时，与现有技术中采用内轮缘结构车轮的火车一样正常运行，一样可以变道。但当火车由于转弯时的离心力或其它原因而有倾斜侧翻的趋势时，本专利技术具有外轮缘结构的火车车轮产生的阻碍倾斜的摩擦力及应力在与倾斜或侧翻支点不同侧的另外一侧，所以抗侧翻的摩擦力力矩及应力力矩的力臂更大，摩擦力力矩和应力力矩也更大，抗侧翻的能力也更强。附图说明图1是本专利技术火车车轮的示意图。图2是使用本专利技术火车车轮的车厢的示意图。图3是本专利技术火车车轮外轮缘导向A—B通行的铁轨道岔位置示意图。图4是本专利技术火车车轮外轮缘导向A—C通行的铁轨道岔位置示意图。图5是右转弯弯道两条铁轨在同一水平面上，车轮轮缘在内侧，火车车厢处于左侧翻临界状态时的力矩平衡分析图。图6是现有技术中采用内轮缘车轮的车辆及轨道的计算用尺寸示意图。图7是右转弯弯道两条铁轨在同一水平面上，车轮轮缘在外侧，火车车厢处于左侧翻临界状态时的力矩平衡分析图。图8是采用本专利技术火车车轮的车辆及轨道的计算用尺寸示意图。图中：1.轮轴，2.车轮，3.外轮缘，4.火车车厢，5.铁轨，6.道岔尖轨，7.活动心轨。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术火车车轮，包括转轴5，转轴5两端均安装有车轮3，车轮3上设有外轮缘4，一个车轮3上的外轮缘4位于该车轮3背离另一个车轮3的端面上。列车上使用本专利技术火车车轮时，车厢4与该火车车轮的连接方式与现有技术中具有内轮缘的火车车轮与车厢4的连接方式相同，如图2；本专利技术火车车轮压在轨道5上，两个车轮3上的外轮缘4分别位于两根钢轨的外侧。本专利技术火车车轮中车轮3上的轮缘在车轮的外侧，当车厢4向一侧欲倾斜时，该侧车轮与铁轨接触处将成为侧翻转动运动的支点，此时，另一侧的外轮缘4在离心力的作用下紧靠在钢轨的外侧壁上，该钢轨对外轮缘4的作用力有两个：一个是摩擦力，另一个是应力，这两个力形成的力矩都是阻碍火车侧翻的，与轮缘位于车轮内侧的现有火车车厢在离心力过大时的情形相比，上述两个力矩的力臂要大得多，故力矩也大的多，火车更不容易侧翻。由于本专利技术火车车轮的轮缘均位于车轮3的外侧，即完成导向的部分位于车轮外侧，所以变道处的铁轨布设也需做相应的调整，即需采用与本专利技术火车车轮相适配的铁路道岔。该铁路道岔包括道岔尖轨6和活动心轨7，道岔尖轨6位于两条相交路轨的分岔处，且道岔尖轨6中的两根钢轨分别位于两条相交路轨中位于最外侧的两根钢轨的外侧；两条相交路轨中相交的两根钢轨的相交处设有活动心轨7，如图3和图4所示。本专利技术铁路道岔变道的原理与现有技术中道岔的变道原理相似，即通过改变与轨道贴合的部分的道岔来改变轨道的引导方向。与现有技术不同的是，由于本专利技术火车车轮是靠设置在车轮3外侧的外轮缘4完成导向，所以本专利技术铁路道岔中可动部分的道岔也处于外侧铁轨上，如图3所示。另外，当铁轨与其他方向的铁轨交叉时，应在铁轨交汇处，为外轮缘4的通过布设活动心轨7。图3中活动心轨7的尖头指向右方（现有技术中具有内轮缘的车辆通行时，布设的活动心轨尖头是指向左方的），即活动心轨7的尖头朝向背离道岔尖轨6的方向。如，使用本专利技术火车车轮的列车行驶自路轨上，当该列车行驶到有两条路轨相交处时，此时，若列车继续直线行驶，即沿图3中的A—B方向行驶时，本专利技术铁路道岔6两条钢轨中的一根钢轨（图3中最上方钢轨）填补直行路轨中位于外侧的钢轨上的空隙，铁路道岔6两条钢轨中的另一根钢轨（图中下方钢轨）与A—B方向下方直行路轨中位于外侧的钢轨分离，另外，活动心轨7处于图3所示位置，使直行路轨畅通，列车直线通过。若列车要转弯行驶，即沿图3中的A—C方向行驶时，扳动道岔，此时，铁路道岔6中填补直行路轨中空隙的钢轨与该直行路轨分离，而铁路道岔6中与转弯路轨中位于外侧的钢轨对齐钢轨填补转弯路轨与直行路轨之间的空缺，另外，活动心轨7处于图4所示位置，使得A点到C点之间的路轨连通，列车实现转弯，如图4。假设，转弯处的两条铁轨在同一水平面上，火车以一定的速度进行右转弯。对于现有技术中具有内侧轮缘车轮的车厢来说，当转弯速度达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火车车轮，包括转轴（5），转轴（5）两端均安装有车轮（3），其特征在于，车轮（3）上设有外轮缘（4），一个车轮（3）上的外轮缘（4）位于该车轮（3）背离另一个车轮（3）的端面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种火车车轮，包括转轴（5），转轴（5）两端均安装有车轮（3），其特征在于，车轮（3）上设有外轮缘（4），一个车轮（3）上的外轮缘（4）位于该车轮（3）背离另一个车轮（3）的端面上。


2.一种与权利要求1所述火车...

【专利技术属性】
技术研发人员：周育人，
申请(专利权)人：周育人，
类型：发明
国别省市：甘肃;62