[发明专利]组合式铁路车轮及其制造方法

说明书

本发明涉及一种组合式铁路车轮(polyblock railway wheel)，它包括一个轮缘、一个轮心以及设置在该轮心和轮缘之间的减振件。

组合式铁路车轮是公知的，它们特别地用于城市交通的电车上，以便减少车轮在轨道上滚动时所产生的噪音。

例如，有一种已知的这一类型的车轮，其中形成有一减振件，该减振件包括两个橡胶环，这两个橡胶环设置在车轮的轮心和轮缘之间并相互靠在一起，从而形成一个大大敞开的V字形。然而，采用这一布置，不可能方便地沿轴向，亦即平行于车轮轴的方向调整车轮的动态特性。

还有一种已知的车轮，其中由多个橡胶块形成减震件，这些橡胶块设置在车轮轮心与轮缘间的车轮轮心的圆周上。然而，这种类型的车轮相当复杂，其制造费用太高。另外的一个也是主要的一个缺点在于，这些橡胶块仅向车轮提供以低的轴向刚度，从而导致了运行中的轴向不移定性。

欧洲专利申请No 0 489 455公开了一种组合式车轮，其中，减振件为一包括两个唇状物的橡胶环，这两个唇状物与车轮轴形成约60°的角度，该橡胶环没有完全充满车轮轮心与车缘之间的空间。这样的车轮在轴向上有良好的弹性，但难以同时调整其轴向弹性和径向弹性，以便优化其声学特性。

在这三种车轮中，橡胶与车轮的金属直接接触，使得在应力作用下减振件由蠕变而变形。这些变形改变了减振件的动态特性并降低了其效率。

最后，对于这三种车轮，都必须单独锻出轮心和车缘，从而使制造过程复杂化。

本发明的目的在于提供一种组合式铁路车轮以克服这些缺点，该车轮便于制造，并具有优化的轴向和径向动态特性，而且其减振性能在使用中具有良好的稳定性。

因此，本发明提供了一种组合式铁路车轮，包括：一轮缘，一由轮毂和轮辐构成的轮心，一设置在所述轮心和所述轮缘之间的减振件，至少一个法兰件，轮缘包括在其内侧部分上的两个连接内圆角，这两个连接内圆角位于车轮对称平面的两侧并在它们最靠里的部分由一大体平直的环形带连接起来，该减振件具有呈郁金香花形的断面，其特征在于：该减振件由两个分别由一个用弹性聚合材料做的芯部构成的环组成，而每个减振件环都被夹在一个上金属侧片和一个下金属侧片之间并与这两个侧片粘接，所述上金属侧片与轮缘的最靠里的部分相配合，所述下金属侧片与一法兰件相配合。

组合式铁路车轮最好包括两个法兰件，这两个法兰件夹住减振件，由多个穿过车轮轮心的螺栓固定，并保证两个法兰件夹紧在减振件上。

为了减小刺耳的噪音，车轮还可包括一设置在轮缘上的环形槽中的环。

为了最大限度地减小刺耳的噪音，最好是轮缘的重量必须低于110kg，车轮的径向动态刚度必须在6×10⁸到16×10⁸N/m之间，而车轮的轴向动态刚度必须在3×10⁸到8×10⁸N/m之间。

为了将振动从轨道向车轴的传递减至最低程度，轮缘的重量必须低于110kg，车轮的径向动态刚度必须低于1×10⁸N/m，车轮的轴向动态刚度必须高于1×10⁸N/m，而车轮的轴向静态刚度必须高于0.5×10⁸N/m。

本发明还提供了一种用于制造组合式铁路车轮的轮缘和轮心的方法，它包括：

通过锻压钢坯制造整体车轮，该整体车轮包括一轮心和一轮缘，该轮心由一轮毂和一轮辐组成，而该轮缘由连接内圆角连接到该轮辐上，该连接内圆角的半径与该轮缘厚度的一半相当；

将该轮缘与该轮心分离开来，分离的方法例如有沿轮辐和连接内圆角间的连线冲压等；

对该轮缘及该轮心进行机加工。

下面将参照附图对本发明进行更准确但不是限制性的说明，附图中：

图1为组合式铁路车轮的半个径向剖视图，

图2为减振环的放大剖视图，

图3为法兰件的半个径向剖视图。

按照本发明的组合式铁路车轮是一些旋转件的组合体，它包括：一轮缘1，一由轮毂22和轮辐6组成的整体轮心2，安装在轮辐6的圆周上的两个法兰件3和4，以及设置在法兰件3和4与轮缘1之间的减振件5。法兰件3和4以相互面对的关系设置在轮心2的轮辐6的两侧，并由多个螺栓7夹紧在轮辐6上，该多个螺栓7穿过一个法兰件3和轮辐6，然后拧入另一法兰件4中的多个螺纹孔内。螺栓7沿围绕车轮旋转轴线AA的环线布置。如图1所示，车轮还可包括一用于减小刺耳噪音的环8。