обод железнодорожного колеса

Формула изобретения

Обод железнодорожного колеса, имеющий профиль поперечного сечения, состоящий из гребня с наклонной боковой поверхностью и поверхностью катания, имеющей основной участок с наклоном к оси колеса, отличающийся тем, что ширина профиля равна 142 мм, угол наклона боковой поверхности гребня равен 66^o, поверхность катания снабжена дополнительным участком с наклоном к оси колеса 1 : 8, при выполнении основного участка с наклоном 1 : 10, а концевого участка шириной 6 мм с фаской под углом 45^o.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к рельсовому транспорту для использования при изготовлении и эксплуатации цельнокатаных колес, применяемых на железнодорожном транспорте, имеющем железнодорожные пути с кривыми малого радиуса (R=300 м).

Существующий стандарт "Колеса цельнокатаные. Конструкция и размеры", ГОСТ 9036-88, черт. 2 на стр.3 устанавливает, что ширина бандажа колес для вагонов равна 130 мм, профиль поверхности катания обода железнодорожного колеса образуется двумя отрезками прямых с наклоном к оси колесной пары 1:20 (с конусностью 1:10) и 1:7 (конусностью 1:3,5) и дугой окружности (выкружки) радиусом r= 15 мм в месте перехода от поверхности катания к гребню колеса, угол наклона образующей которого равен 60^oC.

Основным недостатком этой конструкции является наличие значительного проскальзывания колес по рельсам, особенно в кривых радиусом менее 300 м, когда возникающие продольные силы приводят к набеганию колеса на внешний рельс кривого участка пути, в связи с чем происходит преждевременный износ поверхностей катания колеса и рельса, особенно гребня колеса и боковой поверхности головки рельса. Наличие угла наклона образующей гребня в 60^oC способствует в этих условиях накатыванию гребня колеса на головку внешнего рельса кривой малого радиуса даже при небольших отклонениях от норм и правил загрузки вагона и содержания пути по ширине колеи и уровню.

Кроме того, ширина обода колеса в 130 мм не позволяет увеличить ширину колеи в кривых малого радиуса и движение в них происходит по схеме зажатого (заклиненного) вписывания, а это создает дополнительные усилия воздействия на путь, приводящие к более быстрому его расстройству.

Криволинейный профиль поверхности обода колеса для вагонов промышленного транспорта (ГОСТ 9036-88, черт. 5 на стр. 10), кроме увеличения угла наклона образующей гребня до 67^o30", практически не отличается от профиля согласно черт. 2 этого ГОСТ"а и не решает вопросов улучшения dписывания вагонов в кривые малого радиуса, так как условия взаимодействия колесной пары с железнодорожным путем в кривых участках пути остаются прежними.

Задачей изобретения является значительное уменьшение износа поверхностей катания колес и рельсов, особенно гребней колес и боковой поверхности головки рельсов, при движении в кривых участках пути малого радиуса, сокращение числа схода вагонов с рельсов и повышение стабильности пути.

Решение этой задачи достигается путем увеличения ширины профиля поперечного сечения бандажа колеса для вагонов до 142 мм, выполнением угла наклона образующей гребня равным 66^o, а также создания поверхности катания обода колеса двумя отрезками прямых с наклоном к оси колесной пары соответственно равным 1: 10 (конусностью 1:5) и 1:18 (конусностью 1:4). Вторая поверхность катания заканчивается за 6 мм до торца колеса фаской, расположенной под углом 45^o к оси колесной пары.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен профиль обода железнодорожного колеса.

Обод имеет профиль поперечного сечения, состоящий из гребня 1 с углом наклона боковой поверхности 66^o и поверхности катания, имеющей основной участок 2 с наклоном к оси колеса 1:10 и дополнительный участок 3 с наклоном к оси колеса 1:8, заканчивающейся участком шириной 6 мм с фаской под углом 45^o. Ширина профиля равна 142 мм.

При использовании предлагаемого профиля поверхности катания бандажа, во-первых? обеспечивается возможность увеличения ширины колеи в кривых малого радиуса на 11 мм, что обеспечивает свободное вписывание подвижного состава, во-вторых, уменьшается продольное скольжение колес по рельсам в кривых, в-третьих, будут превалировать продольные силы реакций рельсов на колеса, разворачивающие колесную пару в сторону сбегания с внешнего рельса и резко уменьшится трение боковых поверхностей гребня и рельса.

Как показали исследования и расчеты, в этих условиях обеспечивается качение колесной пары на кривых участках пути с радиусом до 100 м с отсутствием или минимальным проскальзыванием колес вдоль рельса и разворотом ее в сторону сбегания с внешнего рельса, в результате чего снижается износ сопрягаемых поверхностей катания колесо-рельс, предотвращает сход вагонов с рельсов, а также повышается стабильность пути.