Профиль колеса для рельсового транспортного средства, такое колесо и рельсовое транспортное средство с таким колесом - RU2619371C2

Чертежи

Описание

Изобретение касается профиля колеса для рельсового транспортного средства, колеса с таким профилем и рельсового транспортного средства с таким колесом.

Уровень техники

Выбор контакта колесо/рельс имеет существенное влияние на характеристики движения рельсовых транспортных средств. При этом должны оптимизироваться такие параметры, как устойчивость и комфорт движения при высоких скоростях, ходовые характеристики при движении по кривой и шумообразование. Другим существенным параметром является износ колеса рельсового транспортного средства, который может быть значительно повышен вследствие неблагоприятной конфигурации этого контакта колесо/рельс. Этот износ может уменьшаться при низком контактном напряжении. Вследствие этого контактного напряжения в задействованных, касающихся друг друга элементах устанавливается характерное распределение напряжений, причем максимум напряжения, как правило, находится внутри задействованного элемента. При этом может возникать форма износа, которая характеризуется выкрашиванием (англ. «spalling») мелких частей поверхностной структуры. Этот феномен наступает при низких температурах вследствие возникающего при этом охрупчивания металла бандажа колеса.

Профили колеса по уровню техники не могут одновременно выполнять вышеназванные требования в России. Например, комбинация используемого в России профиля рельса R65 с используемым в Европе, адаптированным для России профилем колеса P8, хотя и дает удовлетворительные ходовые характеристики при высоких скоростях, но не дает приемлемых характеристик износа. Профиль колеса ВНИИЖТ-РМ70 российского института железнодорожного транспорта ВНИИЖТ, напротив, обеспечивает в этой комбинации хорошие характеристики износа, однако приводит к так называемым «slow body motions», т.е. поперечным колебаниям кузова вагона, которые сильно ухудшают комфорт движения, прежде всего при высоких скоростях.

Изложение изобретения

Поэтому в основе изобретения лежит задача указать профиль колеса, который позволяет устранить вышеназванные недостатки уровня техники. В частности, в комбинации с используемым в России профилем рельса Р65 он обладает как хорошими ходовыми характеристиками при высоких скоростях, так и хорошими характеристиками износа. Предлагаемый изобретением профиль колеса выбран для найденного посредством измерений среднеизношенного профиля рельса Р65 и в этой комбинации проявляет предпочтительные свойства в особой мере.

Задача решается с помощью профиля колеса с признаками п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно основной идее изобретения описывается профиль колеса, обладающий достаточно высокой эквивалентной конусностью, который одновременно имеет низкое контактное напряжение в месте контакта с рельсом.

В соответствии с изобретением профиль колеса в каждом месте соприкосновения с профилем рельса имеет по существу постоянное отношение кривизны профиля колеса к кривизне профиля рельса. При этом кривизна определена как изменение направления на длине пробега достаточно короткого участка кривой и как у профиля рельса, так и у профиля колеса принята в плоскости, перпендикулярной направлению движения.

Предлагаемый изобретением профиль колеса предпочтительным образом подходит для колес высокоскоростных транспортных средств с максимальными скоростями более 200 км/ч.

Изготовление профиля колеса осуществляется целесообразным образом посредством станков для обточки колесных пар и может осуществляться уже при первичном оснащении рельсового транспортного средства или соответственно существующее колесо рельсового транспортного средства может снабжаться предлагаемым изобретением профилем колеса, если не превышены пределы износа.

Значения в миллиметрах

В таблице 1 представлены координаты y-z предлагаемого изобретением профиля колеса в списочной форме. Наименования соответствующих точек поверхности профиля колеса соответствуют профилю колеса, наглядно изображенному на фиг. 1. Началом координат является точка D0 поверхности профиля колеса. Ось Y распространяется в сторону положительных значений в направлении сбега профиля колеса (с наружной стороны рельсового транспортного средства), в сторону отрицательных значений в направлении гребня бандажа. Ось Z распространяется в сторону положительных значений в направлении больших диаметров колеса рельсового транспортного средства.

Краткое описание чертежей

В качестве примера показано:

фиг. 1: предлагаемый изобретением профиль колеса.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 в качестве примера схематично показан предлагаемый изобретением профиль колеса. Описанный в таблице 1 в списковой форме профиль колеса показан на изображении в сечении с указанием размеров. Описаны позиции точек поверхности профиля колеса, приведенных в таблице 1, а также положение и ориентация системы координат.

Реферат

Изобретение касается профиля колеса для рельсового транспортного средства, колеса с таким профилем и рельсового транспортного средства с таким колесом. Профиль колеса для рельсового транспортного средства, у которого при взаимодействии с профилем рельса в каждом месте соприкосновения профиля колеса с профилем рельса отношение кривизны профиля колеса к кривизне профиля рельса является по существу постоянным. Профиль имеет представленную на фиг.1 форму, у которой соответствующие точки поверхности профиля колеса имеют координаты Y и Z согласно таблице 1. Технический результат: создание профиля колеса, который обладает как хорошими ходовыми характеристиками при высоких скоростях, так и хорошими характеристиками износа. 3 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Формула