[发明专利]轨道车辆用润滑型轮缘踏面的设计方案

说明书

技术领域

本发明属于轨道车辆技术领域，尤其涉及轨道车辆用轮缘踏面外形设计方案。

背景技术

铁路线上，车辆通过曲线时，受到离心力的影响，车轮轮对产生横向位移，导致车轮轮缘贴靠钢轨，轮缘的磨耗和曲线钢轨的侧磨问题非常严重。在情况严重区段，机车走行数万公里轮缘就磨耗到限，钢轨每二、三年就需更新，严重时可能导致列车脱轨事故发生。我国有三分之一的铁路是曲线。

早期铁路的车轮踏面外形为锥形踏面，踏面中部由两段不同斜率的直线构成，其缺点有：在轮对受到横向力或通过曲线时，车轮与钢轨之间呈两点接触状态(如图3、图4所示)，两接触点中至少有一点发生滑动，对轮缘磨耗非常不利；踏面中部形状与钢轨头部的形状不匹配，特别是与磨耗以后的钢轨形状不一致，运用初期的踏面中部磨耗较大。因此，锥形踏面设计逐步被磨耗形踏面设计取代。

磨耗形踏面的设计方法是将踏面中部设计成凹形，一般由若干段圆弧或离散点构成，其优点是：踏面中部与钢轨轨顶有较好的匹配，降低轮轨踏面磨耗；轮缘贴靠钢轨时避免了两点接触(如图5、图6所示)。其缺点是：轮缘贴靠钢轨时轮轨作用力仍然较大，轮缘和钢轨侧面磨耗仍然比较严重。

目前，轮缘润滑装置在世界各国已得到广泛的应用，起到了一定的减缓轮缘和轨侧磨耗作用，取得了很好的经济效果。但对于磨耗形踏面，在轮缘贴靠钢轨时，轮缘润滑减小了这一位置的轮轨摩擦力，会影响到轮轨粘着利用。

发明内容

本发明的目的是设计一种在轮轨润滑技术的基础上，将车轮的轮缘和踏面的功能分开的轮缘踏面，使踏面部分主要承担车轮的垂向和纵向荷载，轮缘部位主要承担横向荷载。

本发明的技术方案是：轨道车辆用润滑型轮缘踏面的设计方案，包括踏面和轮缘，轮缘与钢轨接触部位设有润滑机构，其特征是所述踏面是磨耗形踏面，即中部凹的与钢轨轨顶相配合的弧面；所述轮缘为与钢轨侧面相配合的凹圆弧面，凹圆弧面与钢轨的接触面与水平线的夹角在60°--80°。

本发明的突出特点是；应用范围广泛，机车、车辆、城市轨道车辆等都可以应用；采用磨耗形踏面的设计方法，使踏面外形与钢轨轨顶有较好的配合；在轮缘部位为凹圆弧(如图2所示)，使轮缘与钢轨侧面有较好的配合，并且轮缘接触部位进行润滑，可以有效减轻轮缘和轨侧的磨耗，延长轮轨使用寿命，提高轮轨粘着利用，同时减小轮轨噪声和脱轨危险性。

附图说明

本发明有7幅附图，其中，

图1：本发明的踏面和轮缘贴靠钢轨时的整体示意图

图2：图1的A处局部示意图

图3：锥形踏面在轮缘贴靠钢轨时整体示意图

图4：图3的B处局部示意图

图5：磨耗形踏面在轮缘贴靠钢轨时整体示意图

图6：图5的C处局部示意图

图7：本发明实施例的轮缘踏面曲线图

附图中，1、1∶15直线，2、1∶40直线，3、R450圆弧，4、R85圆弧，5、R18圆弧，6、R14的凹圆弧，7、R16的凸圆弧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的描述。

图7是润滑型轮缘踏面实施例的设计图。车轮踏面部分从轮外侧开始依次由1∶15直线1，1∶40直线2的两段直线和半径R450圆弧3，R85圆弧4，R18圆弧5连接构成。轮缘部分由R14的凹圆弧6和R16的凸圆弧7构成。其中轮缘R14凹圆弧6代替了以往设计的凸圆弧，弧线长度相对加长，与钢轨的接触面与水平的夹角在60°--80°之间，并且为轮缘润滑装置涂抹或者喷射润滑介质的专用部位，目的是轮缘贴靠钢轨时，增大轮缘与轨侧接触面的面积，降低接触应力，从结构和润滑两个方面减缓轮轨磨耗。