碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构制造技术

本实用新型专利技术属于轨道车轮技术领域，具体为碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构，包括轮辋独立构件、轮芯及自锁装置，所述轮辋独立构件为碳纤维复合材料，所述轮辋独立构件与所述轮芯可拆卸连接，所述轮辋独立构件的外壁包括凸出的轮缘和踏面，所述自锁装置用于避免所述轮辋独立构件沿径向或者周向移动，轮辋独立构件内壁靠近轮辋内侧面的一端设有定位圆盘凹槽、所述轮辋独立构件内壁靠近轮辋外侧面设有第一凸起，轮辋独立构件安装方便，无需增加其它配件，改进现有车轮踏面形状提高了列车运行的平稳性，降低了轮轨之间材质的磨耗速度，达到车辆踏面不再回厂镟修。达到车辆踏面不再回厂镟修。达到车辆踏面不再回厂镟修。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构


[0001]本技术属于轨道车轮
，具体为碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构。

技术介绍

[0002]高铁客运列车车轮目前采用的是碳素钢整体碾压车轮，例如：CRH2型动车组转向架车轮按JISE5402《铁道车辆一碳素钢整体辗压车轮》设计和生产，车轮采用整体轧制车轮，轮辋宽度为135mm，踏面形状采用IMA型。
[0003]车轮滚动圆直径为φ860mm，最大磨耗直径为φ790mm。在靠轮辋轮缘侧面φ790mm圆周上，设有磨耗到限标记。
[0004]机车车辆的车轮由于是车厢的簧下重量，它与车轴及其它配件组成的整体，重量越重，运行中，轮轨间的受力越大，车轮材质的磨耗速度越快，常见的问题是：车轮踏面的磨耗、金属剥离、擦伤、疲劳损伤等，严重时需要返回修理厂镟修，旋修尺寸到限，整个车轮整体报废，一般车轮的使用寿命3 至4年，可见，车轮的使用寿命有限，运行使用成本高。在我国减少轮轴自重，降低轮轨间了耐磨，一直是列车安全高速远行的需要重视的指标。
[0005]列车运行中，车轮与钢轨的接触面，称之为车轮踏面，由于踏面曲线的磨耗，破坏了原来曲线形状，踏面曲线的破坏，可以直接影响车辆的平稳运行，使车辆的弯道通过性能变差，列车的蛇形运行的频次加大，一般车辆运行20万公里左右，就要修复车轮踏面形状。
[0006]现有技术中为了提高了整个车轮的使用寿命，降低了使用和维修的成本，有轮缘与车轮本体为分体式结构，但是问题同样存在1.轮辋踏面磨耗没有改变，踏面磨耗后，还是要更换车轮本体；2.配套件挡边加大了车轮轮辋的离心力，造成轮轨相互作用力增大，加速了轮辋踏面的磨耗；3.如果构件3不能完全于车轮轴线同心，会造成车轮动不平衡。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本技术提供了碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构，具备结构简单、使用方便的优点，轮辋独立构件安装方便，无需增加其它配件，改进现有车轮踏面形状，解决了上述
技术介绍
中所提到的问题。
[0008]本技术提供如下技术方案：碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构，包括轮辋独立构件、轮芯及自锁装置，所述轮辋独立构件为碳纤维复合材料，所述轮辋独立构件与所述轮芯可拆卸连接，所述轮辋独立构件的外壁包括凸出的轮缘和踏面，所述自锁装置用于避免所述轮辋独立构件沿径向或者周向移动，轮辋独立构件内壁靠近轮辋内侧面的一端设有定位圆盘凹槽、所述轮辋独立构件内壁靠近轮辋外侧面设有第一凸起。
[0009]所述踏面的外轮廓线为踏面曲线，所述踏面曲线为第二圆弧、70度切线、第三圆弧、第四圆弧和第五圆弧连续切线相连而成。
[0010]所述自锁装置用于限定径向移动的结构为，所述定位圆盘凹槽与轮芯的定位圆盘配合，用于限定所述轮辋独立构件受力向所述轮辋内侧面移动，所述轮辋独立构件内壁靠
近轮辋外侧面设有第一凸起，所述第一凸起与所述轮芯的第一凹槽配合，所述第一凸起卡入所述第一凹槽内，限定所述轮辋独立构件受力朝轮辋外侧面方向移动。
[0011]所述自锁装置用于限定周向移动的结构为，所述轮辋独立构件内壁有沿周向均布的第二凸起，与所述轮芯的第二凹槽相应配合，防止所述轮辋独立构件在周向滑移。
[0012]所述定位圆盘设于车轮轮芯内侧面边缘部分。为所述轮辋结构安装起到定位作用和防止其向左移动的阻件，在轮芯加工时一体加工完成。
[0013]所述轮辋独立构件内壁包括所述定位圆盘凹槽槽侧壁和第一内壁，所述定位圆盘凹槽槽底壁向所述第一内壁过渡处设有第二倒角。
[0014]所述第一凸起从靠近定位圆盘的一端向另一端径向截面逐渐变大。
[0015]所述第一凸起凸出所述轮辋独立构件内壁的最大高度为1.5mm到3mm。
[0016]第一圆弧和所述第二圆弧的圆心位于所述轮缘内，所述第三圆弧的圆心和所述第四圆弧的圆心位于所述轮辋独立构件的外侧，所述第五圆弧的圆心位于所述轮芯内。
[0017]所述第二圆弧与所述70度切线相切，所述70度切线另一端与所述第三圆弧相切，所述70度切线与所述第三圆弧的相切点距离轮径线10mm，所述第三圆弧与所述第四圆弧以共同切线连接，所述第四圆弧的圆心落在轮径检测点的上垂线上，所述第五圆弧的圆心，落在所述轮径检测点的下垂线上，与所述轮径检测点相连。
[0018]与现有技术对比，本技术具备以下有益效果：
[0019]1)踏面的改进提高了列车运行的平稳性，降低了轮轨之间材质的磨耗速度，达到车辆踏面不再回厂镟修；
[0020]2)碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构降低车轮自重，降低了轮轨间的受力；碳纤维摩擦系数小，减小了轮轨间的摩擦阻力；材料本身的物理特性带来的吸震性，降低了列车运行噪声；由于轮辋独立构件可以随时更换，使车轮轮芯可以重复使用，不再像现有技术，因轮辋踏面磨耗到限而整体报废，车轮本体金属部分，重复利用周期延长，提高了车轮轮芯本体的使用寿命。
附图说明
[0021]图1为具体实施例1本技术碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构整体结构示意图；
[0022]图2为具体实施例1本技术碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构的轮辋独立构件的结构示意图；
[0023]图3为具体实施例1本技术碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构的轮辋独立构件从轮辋独立构件外侧面视角出发的局部端部结构示意图；
[0024]图4为具体实施例1本技术碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构的图3中AA剖视示意图。
[0025]图中：1、轮辋独立构件；2、轮芯；3、定位圆盘；4、踏面；
[0026]11、轮辋独立构件内侧面；12、轮辋独立构件外侧面；13、轮缘；14、定位圆盘凹槽；141、定位圆盘凹槽槽侧壁；142、定位圆盘凹槽槽底壁；15、第一内壁；16、第二倒角；17、第一倒角；18、第一凸起；19、第二凸起；21、第一凹槽；41、第一圆弧；42、第二圆弧；43、70度切线；44、第三圆弧；45、第四圆弧；46、第五圆弧；401、第一点；402、第二点；403、第三点；404、第四
点；405、第五点；406、第六点；407、第七点；408、轮径检测点；409、轮径线。
具体实施方式
[0027]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]本技术涉及一种碳纤维复合材料的机车车辆车轮(不承受制动摩擦车轮)的轮辋结构。该种车轮主要应用于我国高铁客运运输。
[0029]本技术使用的碳纤维复合材料，是目前已知的复合材料。它是以碳纤维及其织物为增强材料，以碳为基体通过加工处理和碳化处理，制成的全碳质复合材料。本技术利用高强度碳纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构，其特征在于：包括轮辋独立构件、轮芯及自锁装置，所述轮辋独立构件为碳纤维复合材料，所述轮辋独立构件与所述轮芯可拆卸连接，所述轮辋独立构件的外壁包括凸出的轮缘和踏面，所述自锁装置用于避免所述轮辋独立构件沿径向或者周向移动，轮辋独立构件内壁靠近轮辋内侧面的一端设有定位圆盘凹槽、所述轮辋独立构件内壁靠近轮辋外侧面设有第一凸起。2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构，其特征在于：所述踏面包括踏面曲线，所述踏面曲线为第二圆弧、70度切线、第三圆弧、第四圆弧和第五圆弧连续切线相连而成。3.根据权利要求2所述的碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构，其特征在于：所述自锁装置用于限定径向移动的结构为，所述定位圆盘凹槽与轮芯的定位圆盘配合，用于限定所述轮辋独立构件受力向所述轮辋内侧面移动，所述轮辋独立构件内壁靠近轮辋外侧面设有第一凸起，所述第一凸起与所述轮芯的第一凹槽配合，所述第一凸起卡入所述第一凹槽内，限定所述轮辋独立构件受力朝轮辋外侧面方向移动。4.根据权利要求3所述的碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构，其特征在于：所述自锁装置用于限定周向移动的结构为，所述轮辋独立构件内壁有沿周向均布的第二凸起，与所述轮芯的第二凹槽相应配合，防止所述轮辋独立构件在周向滑移。5.根据权利要求4所述的碳纤维复合材料的机车车辆车轮轮辋结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宁，赵堂忠，
申请(专利权)人：威海宏盛科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：