[发明专利]火车车轮及其制造方法

权利要求书

1.一种钢制火车车轮(10)，它可提供较小的轴向轮缘挠度和较低的由受热而产生的残余拉伸应力，所述车轮包括：

一个带有一轴孔(26)和一纵轴(28)的轮毂(14)；

一个通常和所述轴孔同心的轮箍(16)；

一个通常从所述轮毂径向向外延伸至所述轮箍的辐板(18)，所述辐板有一个基本上为圆弧形的横截面，一个第一前圆角(40)，一个第二前圆角(44)，一个第一后圆角(42)和一个第二后圆角(46)；

所述轮毂有一个轮毂前端面(22)，一个轮毂前倒角(49)，一个轮廓后端面(24)和一个轮毂后倒角(51)；

所述轮箍有一轮箍前端面(30)，一个轮箍前倒角(45)，一个轮箍后端面(32)和一个轮箍后倒角(47)，其特征为，

所述轮毂的前倒角与所述轮毂的前端面切于轮毂的前切点(66)，并且所述前端面和所述辐板的第一和第二前圆角(40，44)中的一个相连；

所述轮毂的后倒角与所述轮毂的后端面切于轮毂的后切点(68)，并且所述轮毂的后端面和所述辐板的第一和第二后圆角(42，46)中的一个相连；

所述轮箍的前倒角与所述轮箍的前端面切于轮箍的前切点(54)，并且所述轮箍的前端面和所述辐板的第一和第二前圆角(40，44)中的另一个相连；

所述轮箍的后倒角与所述轮箍的后端面切于轮箍的后切点(56)，并且所述轮箍的后端面和所述轮辐的第一和第二后圆角(42，46)中的另一个相连；

所述轮箍前端面上的切点(54)和其后端面上的切点(56)限定了一个位于其中的中点(50)；

一条从所述纵轴延伸至所述中点的第一径向轴线(62)；

一条第二径向轴线(94)，它由所述中点沿朝向所述纵轴的方向延伸并倾斜设置，所述径向轴线与所述第一径向轴线成一倾角(A)，该倾角从所述第一径向轴线朝向所述轮毂的前端面，其值最高达10°；

所述辐板(18)有一个相对于所述轮毂前端面通常是凹入的板状轮廓，一壁厚和一中心线(38)，所述中心线通常与所述辐板轮廓的中部相符，并贯穿所述壁厚；

所述辐板具有一在辐板中心线上的最大曲率半径(Y)并有一位于所述辐板和所述中点之间，相对于所述第二径向轴线(94)的偏移距离，该偏移距离约为1.75英寸(4.45mm)-2.5英寸(6.35cm)。

2.如权利要求1所述的钢制火车车轮，还包括：

一条轮毂线(64)，它是轮毂前、后切点的连线；

一条轮毂线的偏移线(70)，它平行于所述轮毂线且从所述纵轴(28)径向向外，它与所述辐板(18)的前、后表面(72，74)相交并有一第一参考点(80)，该点位于所述轮毂偏移线上且在所述前、后辐板表面之间的中点上；

一条从所述纵轴引出的第二半径(81)，它与所述辐板连接并与所述辐板前、后表面(72、74)之一的最凸点(82)相切；

一个第二参考点(86)，位于所述辐板的前、后表面之间的中点处且位于所述第二半径(81)的一法线上，该法线位于所述一个辐板表面的所述切线上；

一个通过所述第一参考点和第二参考点限定的第一投影线(88)，它与所述轮毂线(64)交于一个第三参考点(90)上；

所述第二径向轴线(94)通过所述第三参考点(90)从所述中点(50)引出，所述倾角(A)限定在所述第一径向轴线(62)和所述第二径向轴线(94)之间；

一个第四参考点(92)，它限定在从所述第二参考点(86)到所述第二径向轴线(94)的法线与径向直线的交点处，并且所述辐板(18)的最大曲率半径(Y)为所述第二参考点(86)和所述第四参考点(92)之间的距离。

3.如权利要求2所述的钢制火车车轮，其特征在于，所述轮毂的偏移线(70)由所述轮毂线(64)径向向外偏移2英寸(5.08cm)。

4.如权利要求2或3所述的钢制火车车轮，其特征在于，所述第四参考点(92)位于从所述第三参考点(90)径向向外的位置上，它到第三参考点(92)的距离约为所述第三参考点(90)到所述中点(50)的距离的58％-67％。