Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
RAILWAY VEHICLE WHEELSET
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/159267
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to mechanical engineering and, more specifically, to the production of wheelsets for freight and passenger cars, unpowered cars, electric trains and diesel trains used on main-line railways. The wheelset comprises an axle with single-flanged wheels mounted thereon. The axle and wheels are solid-rolled. The wheels are press fitted onto the axle so that the larger diameter of the hub openings is situated on the inner side of the wheels. The tolerances for the surface shape of the hub openings are a maximum of 0.025 mm for the roundness tolerance and 0.05 mm for the longitudinal section profile tolerance. Axle equipment of any known design can be press fitted onto the axle. The technical advantages of the invention are a simplified design and simplified manufacturing technique, improved strength properties, increased service life, the absence of premature wear on the wheel hubs and rims, and increased operating reliability and safety of the rolling stock.

Inventors:
SIDORCHUK, Andrey Vladimirovich (ul. Chernobilskaya, 20-14Kiev, 03179, UA)
Application Number:
UA2011/000060
Publication Date:
December 22, 2011
Filing Date:
July 28, 2011
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIDORCHUK, Andrey Vladimirovich (ul. Chernobilskaya, 20-14Kiev, 03179, UA)
International Classes:
B60B17/00; B21H1/04; B60B3/02; B61F5/26; B61F13/00
Foreign References:
RU2376149C12009-12-20
US4145079A1979-03-20
Other References:
"Kolesnye pary vagonov magistralnykh zheleznykh gorod kolei 1520 mm", TEKHNICHESKIE USLOVIYA, GOST 4835-2006, M., 2007, STANDARTINFORM, - 2007, pages 1, 2, 3
KOLESA TSELNOKATANYE: "Konstruktsiya i razmery", GOST 9036-88, M., 1989, GOSUDARSTVENNY KOMITET SSSR PO STANDARTAM, - 1989
"Osi dlya vagonov zheleznykh gorod kolei 1520 (1524) MM", TIPY, PARAMETRY I RAZMERI, GOST 22780-93, 1995, pages 2, 6
Attorney, Agent or Firm:
KALUZNIY, Valeriy Vilinovich (kvartal Volkova, 8-20Lugansk, 91057, UA)
Download PDF:
Claims:
ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

1. Колесная пара железнодорожного транспорта, содержащая ось с установленными на ней одноребордными колесами, о т л и- чающаяся тем, что ось и колеса выполнены сплошными в сечении, при этом колеса напрессованы на ось таким образом, что больший диаметр отверстий ступиц находится с их внутренней сто- роны, а размеры допусков формы поверхности отверстий ступиц не превышают 0,025 мм для допуска округлости и 0,05 мм для допуска профиля продольного разреза.

2. Колесная пара по п.1, отличающаяся тем, что на концах оси установлены буксовые узлы любой известной конст- рукции.

ю

Description:
КОЛЕСНАЯ ПАРА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к машиностроению, точнее, к кон- струкциям ходовой части рельсового подвижного состава, и может быть использована в производстве колесных пар грузовых и пасса- жирских вагонов, безмоторных вагонов, электропоездов и дизель- ных поездов магистральной железной дороги.

Предшествующий уровень техники

Известна колесная пара рельсового железнодорожного транс- порта, содержащая ось с установленными на ней колесами, между ступицами и ободами которых расположен упругий (резиновый) элемент [см. книгу: М. Ф. Вериго, А. Я. Коган. Взаимодействие пути и подвижного состава. - М.: Транспорт, 1986. - С. 17-18].

Основным недостатком такой колесной пары является слож- ность ее конструкции, а также высокая себестоимость, вызванная необходимостью применения дорогостоящего и технологически сложного оборудования для ее изготовления. Также следует отме- тить, что применение упругого элемента из полимерных материалов (резины) без приспособлений для регулирования его жесткости, в результате сравнительно быстрого изменения вязкоупругой харак- теристики указанных материалов (ползучести, релаксации), сущест- венно снижает надежность эксплуатации известной колесной пары - ведь вместо первичного натяжения в соединении металл-резина мо- гут появиться зазоры, компенсировать которые в данной конструк- ции невозможно.

Частично данный недостаток устранен в известной колесной паре рельсового железнодорожного транспорта, содержащей два колеса и пустотелую ось, заполненную смазкой, при этом в ней раз- мещены поршень и поплавковые клапаны, дозирующие смазку, ко- торая через каналы, выполненные в полости оси и дисках колес, под действием центробежной силы поступает в зону трения реборд ко- лес с головками рельсов [см. а. с. СССР N° 1206156 по классам В61К 3/00, В61К 3/02, опубликованное 23.01.1986 года в Бюл. Ns 3].

Данная колесная пара комплектуется преимущественно нераз- борными литыми колесами, следовательно, ее конструкция являет- ся надежнее в эксплуатации в сравнении с вышеописанным анало- гом. Однако существенным недостатком известной колесной пары является то, что ее конструкция предусматривает наличие каналов в полости оси и колес. Нерациональность и неэффективность по- добного технического решения поясняется следующим. Во-первых, каналы снижают общую жесткость конструкции из-за ослабления площади сечения оси и колес. Во-вторых, необоснованно усложня- ется конструкция колес из-за сложности выполнения в их полости вышеупомянутых каналов. Учитывая то, что диаметр каналов, по ко- торым проходить смазка, в дисках колес является незначительным, а во время контакта реборд колес с головками рельсов возникают значительные осевые усилия, на практике вполне возможно засоре- ние или закупоривание указанных каналов продуктами износа или любыми иными загрязнениями, в результате чего, естественно, на- рушается или вообще прекращается подача смазки к головкам рельсов.

Наиболее близкой по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемой за прототип, является колесная пара железнодорож- ного транспорта, содержащая ось с установленными на ней одноре- бордными колесами, при этом ось выполнена пустотелой, а колеса установлены с возможностью вращения [см. патент России Ns 26502 U по классу B61 F 5/00, опубликованный 10.12.2002 года].

Основным недостатком известной колесной пары является на- личие в конструкции пустотелой оси. Данный недостаток заключает- ся в следующем. Сквозное отверстие в оси существенно снижает ее технико-эксплуатационные характеристики из-за ослабления общей площади сечения оси. Это приводит к возникновению трещин и раз- з ломов металла оси в местах концентрации максимальных напряже- ний. Такая колесная пара может использоваться, разве что, в ходо- вой части легких малогабаритных вагонов, но даже и при этих усло- виях эксплуатации ее рабочий ресурс крайне ограничен.

Также недостатком известной колесной пары является слож- ность и трудоемкость технологии ее изготовления, связанные, пре- жде всего, с необходимостью выполнения вышеупомянутой пусто- телой оси - легкой и одновременно достаточно прочной. При этом на всех этапах изготовления и сборки колесной пары используется разнотипное оборудование, увеличивающее количество производ- ственных операций и, понятно, повышает себестоимость готового изделия.

Следующим недостатком этой колесной пары является то, что колеса установлены на пустотелую ось с возможностью вращения. При активной эксплуатации, особенно на криволинейных участках рельсового пути, такой тип соединения колес с осью влечет быстрое изнашивание ступиц колес и, соответственно, подступичной части оси в результате трения и частичного разрушения металла, которые неотвратимо возникают при максимальных напряжениях. В резуль- тате этого возникает балансирование колес на оси, изменяется форма поверхности качения ободов колес, возникает повышенный износ колес и колеи и - как следствие, - потребность капитального ремонта колесной пары.

Еще одним существенным недостатком известной колесной па- ры является то, что в ее конструкции не предусмотрено наличие буксовых узлов, воспринимающих и передающих статическую и ди- намическую нагрузку от вагона к рельсам.

В основу полезной модели поставлена задача упрощения кон- струкции и технологии изготовления колесной пары с одновремен- ным повышением ее надежности и улучшением технико- эксплуатационных характеристик за счет оптимизации ее прочност- ных и геометрических параметров и обеспечения передачи статиче- ской и динамической нагрузки путем комплектования колесной пары высокопрочными колесами и осью и точным определением разме- ров допусков формы участков отверстий ступиц колес, а также пу- тем оснащения колесной пары буксовыми узлами.

Сущность полезной модели

Решение поставленной задачи достигается тем, что в колесной паре железнодорожного транспорта, содержащей ось с установлен- ными на ней одноребордными колесами, согласно предложения, ось и колеса выполнены сплошными по сечениям, при этом колеса на- прессованы на ось таким образом, что больший диаметр отверстий ступиц находится с их внутренней стороны, а размеры допусков формы поверхности отверстий ступиц не превышают 0,025 мм для допуска округлости и 0,05 мм для допуска профиля продольного разреза.

Под заказ потребителя, концы оси также могут быть снабжены буксовыми узлами любой известной конструкции.

Благодаря использованию сплошных колес и оси значительно повышаются прочностные характеристики и ресурс эксплуатации предложенной колесной пары, а также расширяется область ее применения: она может эффективно использоваться в конструкции ходовой части большинства современных грузовых и пассажирских вагонов. При этом одновременно упрощается технология производ- ства и уменьшается количество производственной операции, что положительно отражается на себестоимости готовой продукции.

Благодаря тому, что колеса напрессованы на ось с натягом, а размеры допусков формы поверхности отверстий их ступиц при этом точно определены, исчезает проблема преждевременного из- носа ступиц колес и, соответственно, балансировки колес на оси. Технологические допуски формы поверхности отверстий ступиц ко- лес являются оптимальными и достаточными для качественной прессовой посадки последних и при этом отвечают требованиям

Межгосударственного стандарта ГОСТ 4835-2006. Благодаря тому, что конструкция предложенной колесной пары предусматривает возможность оснащения ее буксовыми узлами, значительно повышается надежность и безопасность движения ва- гона. Буксы располагаются на шейках оси и воспринимают и пере- дают колесной паре силу тяжести вагона, а также динамические на- грузки, возникающие при движении вагона. Буксы защищают шейку оси от загрязнений и повреждений, выполняют функцию резервуара для масла, а также ограничивают продольные и поперечные пере- мещения колесной пары относительно рамы вагона.

Перечень фигур иллюстративных материалов

Фигура 1 - вид сбоку на колесную пару типа РУ1Ш-957 без бук- совых узлов;

Фигура 2 - вид сбоку на колесную пару типа РУ1Ш-957 с буксо- выми узлами.

Описание предпочтительного варианта полезной модели

Предложенная колесная пара рельсового подвижного состава содержит кованную (или цельнокатанную ) ось 1 , на шейки 2 которой напрессованы два одноребордных цельнолитых колеса 3. Предло- женная колесная пара рельсового подвижного состава может быть оснащена буксовыми узлами 4, напрессованными на шейки 2 оси 1. Конструкция буксовых узлов 4 может быть любой, ее выбирают в зависимости от типа колесной пары, типа вагона, максимальной статической нагрузки от колесной пары на рельсы и других технико- эксплуатационных показателей.

Предложенное техническое решение проверено на практике. Предлагаемая колесная пара изготовляется, например, по черте- жам 100.10.000-11 СБ «Колесная пара типа РУ1Ш-957-Г без буксо- вых узлов» и 100.10.000-12 СБ «Колесная пара типа РУ1Ш-957-Г», и не содержит никаких элементов или материалов, которые невоз- можно было бы воспроизвести на современном этапе развития нау- ки и техники, в частности, производства колесных пар, следова- тельно является приемлемой для промышленного применения, имеет технические и иные преимущества перед известными анало- гами благодаря предложенным конструктивным упрощениям и из- менениям, что подтверждает возможность достижения технического результата заявляемым объектом. В известных источниках научно- технической и иной информации не обнаружено колесной пары с указанной в предложении совокупностью существенных признаков, поэтому предложенное техническое решение считается таковым, что может получить правовую защиту. Технические преимущества полезной модели

К основным техническим преимуществам предложенного техни- ческого решения, в сравнении с прототипом, можно отнести сле- дующее:

- упрощение конструкции и технологии изготовления за счет комплектования предложенной колесной пары цельнолитыми коле- сами и осью;

- улучшение прочностных характеристик и увеличение ресурса эксплуатации по той же причине;

- отсутствие преждевременного износа ступиц и ободов колес за счет прессовой посадки последних с точным определением до- пусков формы поверхности отверстий их ступиц;

- повышение надежности и безопасности работы подвижного состава за счет возможности оснащения предложенной колесной пары буксовыми узлами любой известной конструкции.




 
Previous Patent: FERTILIZER

Next Patent: CARBONYLATION PROCESS