專利名稱：一種軌道用車輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種軌道用車輪，尤其是一種輪緣與踏面為分體式結(jié)構(gòu)的軌 道用車輪。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，軌道車輪的輪輞部分(踏面和輪緣)是為整體式結(jié)構(gòu)。車輪 在曲線上或直線導(dǎo)向行走過程中，所述車輪踏面與所述軌道的頂面相接觸，并 相對于軌道頂面進(jìn)行滾動運動，而所述輪緣則位于所述軌道的側(cè)面，因為輪緣 比踏面直徑大，每轉(zhuǎn)一周輪緣比踏面要多走過一直線長度。即，在車輪滾動運 動時，所述輪緣與軌道側(cè)面接觸時，必然與軌道相對滑動而產(chǎn)生輪緣磨耗。車 輪在軌道上滾動時，踏面是純滾動，而輪緣與軌道側(cè)面會產(chǎn)生相對滑動，所以 輪緣磨耗比踏面大的多。由于輪緣在車輪行駛中起導(dǎo)向作用，所以在直線上導(dǎo) 向或在曲線上變向時，都會頻繁與軌道側(cè)面相接觸。輪緣磨薄到一定程度就要 鏇修，車輪的大部分都是由于輪緣磨薄而鏇掉。
為了解決輪緣磨耗的問題，在現(xiàn)有技術(shù)中，主要采用如下方法
一、 緣潤滑
該技術(shù)原理是將油脂噴或涂在輪緣上來減少輪緣與軌道摩擦，其弊病是 消耗油脂和機車動能，污染環(huán)境，使踏面與軌道間摩擦系數(shù)下降而產(chǎn)生動輪打 滑空轉(zhuǎn)。
二、 錐形踏面結(jié)構(gòu)
如圖i所示，該技術(shù)是將每對車輪的踏面r均形成為錐形，即車輪踏面r 在朝向車體中心方向(即靠近輪緣2'方向)的內(nèi)側(cè)直徑大于朝向車體外側(cè)方向 的外側(cè)直徑。其工作原理是利用兩個車輪的錐形踏面r的自動對中力來減小輪緣2'與軌道3'之間的作用力。其弊病是車輛會產(chǎn)生蛇行運動。在此基礎(chǔ)上又 產(chǎn)生了磨耗形踏面結(jié)構(gòu)，如圖2所示，該技術(shù)原理是將兩個車輪的錐形踏面l" 做成磨耗后的形狀，來減小輪緣2'與軌道3，之間的作用力。該結(jié)構(gòu)比錐形踏 面結(jié)構(gòu)有所進(jìn)步，但是仍不能根本解決輪緣磨耗過大問題。
三、 徑向轉(zhuǎn)向架
該技術(shù)原理為利用機構(gòu)使軸線對準(zhǔn)轉(zhuǎn)動中心(曲線半徑中心)，來減少輪緣 相對軌道的沖角，但是不能根本解決輪緣與軌道的相對滑動。在直線上沒有作 用并且裝置成本昂貴。
四、 轉(zhuǎn)向架橫向連接裝置
該技術(shù)原理，如圖3所示，為利用由彈性機構(gòu)構(gòu)成的橫向連接裝置4'將前 后轉(zhuǎn)向架5' 、 6'連接在一起，利用前后轉(zhuǎn)向架5' 、 6'的轉(zhuǎn)角差的相互作用 來減少輪緣相對軌道的沖角，但是仍不能根本解決輪緣與軌道的相對滑動。在 直線上沒有作用。由于三根軸轉(zhuǎn)向架的軸距長，通過曲線半徑大，而兩根軸轉(zhuǎn) 向架的軸距較短，通過曲線半徑小，因此該轉(zhuǎn)向架橫向連接裝置只能用在兩根 軸轉(zhuǎn)向架上，不能用在三根軸轉(zhuǎn)向架上。在實踐中僅有個別電力機車上用過， 未得到廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，避免輪緣與軌道接觸 時，與軌道產(chǎn)生相對滑動導(dǎo)致輪緣磨耗的軌道用車輪。
為此，本發(fā)明提供一種軌道用車輪，所述車輪包括車輪本體和輪緣，所述 車輪本體的外周構(gòu)成與所述軌道接觸的踏面，所述車輪本體一側(cè)設(shè)有外徑大于 所述踏面外徑的輪緣，其中，所述輪緣與所述車輪本體為分體式結(jié)構(gòu)，所述輪 緣能夠拆卸、并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述車輪本體的外周上； 一擋邊位于所述車輪本 體和輪緣的外側(cè)，通過一固定件固定到車輪本體上。
本發(fā)明的軌道用車輪與現(xiàn)有技術(shù)相比具備的優(yōu)點和特點是本發(fā)明的軌道用車輪具有旋轉(zhuǎn)輪緣，通過將輪緣與車輪本體分體構(gòu)成，并 使輪緣可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在車輪本體上，從而使輪緣與軌道之間接觸時為滾動運動， 而不產(chǎn)生相對滑動，因此無滑動摩擦，能夠解決輪緣和軌道側(cè)面之間的磨耗， 可以取消任何形式的軌道潤滑裝置。由于本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪 的踏面形狀為圓柱形，改變了以往車輪的踏面形狀，能夠?qū)崿F(xiàn)無蛇行運動，且 行駛平穩(wěn)，減少了脫軌系數(shù)，能夠有效地提高行駛速度，特別是對于獨立輪， 采用了本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)輪緣結(jié)構(gòu)能更突顯其優(yōu)越性。
本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪技術(shù)可行、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟效益巨大， 應(yīng)用范圍廣泛，可應(yīng)用于所有在軌道上行駛的動車、拖車等。
本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于輪緣與車輪本 體為分體式結(jié)構(gòu)，因此，在車輪踏面在正常使用期限內(nèi)，當(dāng)輪緣產(chǎn)生磨損時， 可直接對輪緣進(jìn)行鏇修，或?qū)⑤喚墢能囕啽倔w上拆卸下來進(jìn)行鏇修，如果輪緣 磨損嚴(yán)重，可以僅更換輪緣，從而大大提高了整個車輪的使用壽命，降低了使 用和維修的成本，具有巨大的經(jīng)濟效益。


以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。 其中，
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中錐形踏面結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中磨耗形踏面結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中轉(zhuǎn)向架橫向連接裝置示意圖； 圖4為本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪示意圖； 圖5為普通車輪與軌道之間在直線上正常行駛的關(guān)系示意圖； 圖6為普通車輪與軌道之間在曲線上或在直線上導(dǎo)向時的關(guān)系示意圖； 圖7為本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪與軌道之間在直線上正常行駛 的關(guān)系；圖8為本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪與軌道之間在曲線上或在直線
上導(dǎo)向時的關(guān)系示意圖9為本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪另一實施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10為本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪再一實施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖ll、圖12、圖13、圖14為在輪緣朝向所述車輪本體一側(cè)的表面上設(shè)置
的油槽結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說 明本發(fā)明的具體實施方式
。其中，相同的部件采用相同的標(biāo)號。在本發(fā)明中所 稱的外側(cè)，指朝向車體外部一側(cè)；內(nèi)側(cè)，指朝向車體中心線一側(cè)。 實施方式1
請首先參見圖4，其為本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪示意圖。本發(fā) 明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪包括三部分， 一部分是車輪本體1，另一部分 是輪緣2，第三部分是擋邊3。所述車輪本體1的外周構(gòu)成與所述軌道接觸的踏 面11，所述車輪本體1的一側(cè)設(shè)有外徑大于所述踏面11外徑的輪緣2，在本實 施例中，所述輪緣2設(shè)置在車輪本體1的內(nèi)側(cè)，其中，所述輪緣2與所述車輪 本體1為分體式結(jié)構(gòu)，所述輪緣2能夠拆卸、轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述車輪本體1的 外周上，在本實施例中，在所述車輪本體l的內(nèi)側(cè)端設(shè)有直徑小于所述踏面ll 的縮徑部12，所述輪緣2能夠轉(zhuǎn)動地套設(shè)在所述縮徑部12上。所述擋邊3位 于所述車輪本體1和輪緣2的外側(cè)，可以通過固定件5固定到車輪本體1上。
所述輪緣2被設(shè)置在車輪本體1的外周緣上后，與所述車輪本體構(gòu)成一個 完整的軌道用車輪，其外形與標(biāo)準(zhǔn)車輪的外形一致。
優(yōu)選所述車輪踏面11呈圓柱狀，從而有效地克服了現(xiàn)有技術(shù)中采用錐形踏 面車輪的蛇行運動，提高了列車運行的平穩(wěn)性。
把擋邊3固定到車輪本體1上的固定件可以是固定螺栓，在車輪本體1的相應(yīng)位置上設(shè)置有螺孔6，在擋邊上設(shè)置具有沉孔的通孔7，固定螺栓5穿過擋 邊3上的通孔7，擰入到車輪本體1相應(yīng)位置上設(shè)置的螺孔6內(nèi)，從而將擋邊3 固定在所述車輪本體l上，并壓合輪緣2。
所述輪緣2與所述車輪本體1和擋邊3之間分別設(shè)置有一組滾動體4，使 所述輪緣2相對于所述車輪輪軸能夠轉(zhuǎn)動，從而所述輪緣2與所述車輪本體1 和擋邊3之間構(gòu)成為滾動接合。優(yōu)選所述每組滾動體4呈環(huán)狀分別設(shè)置在所述 輪緣2兩側(cè)，且設(shè)置在兩側(cè)的滾動體4距車輪中心的距離不相等，從而當(dāng)輪緣 受到側(cè)向力時，該兩組滾動體4之間能夠產(chǎn)生平衡力矩。
優(yōu)選所述擋邊3呈一環(huán)狀，外徑小于輪緣2的外直徑，以所述擋邊3的外 徑小于所述輪緣2的磨耗線直徑為最佳，從而保證了輪對之間的內(nèi)側(cè)距。
在現(xiàn)有技術(shù)中整體車輪的輪緣必須和踏面即車輪本體1用相同的材料制 成，導(dǎo)致輪緣過硬，經(jīng)常發(fā)生崩輪緣現(xiàn)象。采用本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道 用車輪，由于輪緣2和車輪本體1是分體式結(jié)構(gòu)，車輪的輪緣2相對于所述車 輪輪軸能夠轉(zhuǎn)動，從而所述輪緣2與軌道3'之間形成滾動運動，而不產(chǎn)生相 對滑動，因此無滑動摩擦，因此較現(xiàn)有一體式車輪的輪緣磨耗小，因此即可以 采用相同的材質(zhì)制成，也可以分別采用不同的材質(zhì)制成。另外，對于獨立車輪， 當(dāng)輪緣產(chǎn)生磨耗時，可以將輪緣拆卸下來進(jìn)行維修或更換。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)， 使所述車輪本體1的材料選擇范圍更寬，由于本發(fā)明的車輪結(jié)構(gòu)克服了公知技 術(shù)存在的輪緣崩裂現(xiàn)象，因此所述車輪本體1可選用較軟的輪鋼材料，以提高 安全可靠性。而輪緣2、擋邊3可選用較所述車輪本體1的材料硬度低的鋼材， 以降低輪緣硬度提高輪緣的可靠性，例如可采用25Mn并進(jìn)行表面淬火處理，或 者選用與25Mn材質(zhì)、硬度相當(dāng)?shù)匿摬闹瞥伞?br> 現(xiàn)對照圖5到8，說明本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪的工作原理。 在直線上正常行駛時，普通車輪的輪緣2"與軌道3'不接觸，而在曲線上或在 直線上導(dǎo)向時，普通車輪的輪緣2"與軌道3'之間產(chǎn)生接觸，由于輪緣比踏面 滾動圓直徑大，所以輪緣2"與軌道3'之間有滑動。滑差率等于半徑差乘以角速度。因此普通車輪的輪緣2"與軌道3'之間為滑動摩擦，輪緣2"會產(chǎn)生較 大的磨損。
如圖7、8所示，本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道用車輪在直線上正常行駛時， 車輪的輪緣2與軌道3'不接觸，在曲線上或在直線上導(dǎo)向時，輪緣2接觸軌 道3'，由于該輪緣2能夠滾動，所以輪緣2與軌道3'之間是滾動運動，不產(chǎn) 生滑動，因此，達(dá)到了輪緣2與軌道3'接觸時產(chǎn)生的是滾動摩擦，其所帶來 的磨耗大大小于滑動摩擦的磨耗。因此在車輪運動時，減小了輪緣與軌道產(chǎn)生 的磨損情況，提高了車輪整體的使用壽命。
本發(fā)明的具有旋轉(zhuǎn)輪緣的軌道車輪，其中，所述旋轉(zhuǎn)輪緣也可以設(shè)置在所 述車輪本體的外側(cè)。
實施方式2
當(dāng)輪緣2的材質(zhì)硬度較車輪本體1的硬度低時，為了減少輪緣2與車輪本 體l接觸面之間的磨損，除采用上述在其間設(shè)置滾動體4的實施方式外，如圖 IO所示，還可以至少在所述輪緣2與所述車輪本體1之間設(shè)置耐磨墊片21，例 如可以設(shè)置尼龍墊片，以提高輪緣2的耐磨性能。也可以在所述輪緣2與擋邊 3之間也設(shè)置尼龍墊片，進(jìn)一步提高輪緣與擋邊之間的耐磨性能。
本實施方式的其他結(jié)構(gòu)、工作原理和有益效果與實施方式1的相同，在此 不再贅述0
實施方式3
在本實施方式中是在所述輪緣2的至少面對車輪本體1的一面設(shè)置耐磨涂 層(未圖示)，為提高輪緣2的整體耐磨性能，可在輪緣2面對車輪本體1和擋 邊3的兩面均設(shè)置耐磨涂層。該耐磨涂層例如可以是復(fù)合層，也可是涂覆層， 如可以在所述輪緣2上涂覆碳化鎢層或鍍鉻等，以加強輪緣2的表面硬度，提 高耐磨性能。且該耐磨涂層也可以設(shè)置在面對所述輪緣一面的車輪本體上。與上述設(shè)置耐磨墊片相比，此實施方式減少零部件的數(shù)量，且便于組裝。
本實施方式的其他結(jié)構(gòu)、工作原理和有益效果與實施方式1的相同，在此 不再贅述。
實施方式4
如圖9所示，在本實施方式中，至少在朝向所述車輪本體1一側(cè)的所述輪 緣2的表面上開設(shè)多個油槽22，為提高輪緣2的整體耐磨性能，可在輪緣2面 對車輪本體1和擋邊3的兩面均設(shè)置油槽22。如圖11所示，所述油槽22可為 環(huán)形油槽221?；蛉鐖D12所示，所述油槽可以是沿徑向呈放射狀設(shè)置的、兩端 封閉的直油槽222。另外，如圖13所示，所述各直油槽222之間可通過環(huán)形油 槽223相連通。還可以如圖14所示，所述油槽為在輪緣2的表面上設(shè)置的多個 凹槽224。以上只是例舉了幾種油槽的例子，所述油槽的結(jié)構(gòu)形式不限于此， 只要能提高輪緣的整體耐磨性能即可。
本實施方式在能夠滿足提高輪緣2的耐磨性能的同時，降低了制造成本， 減化了制造工藝。
本實施方式的其他結(jié)構(gòu)、工作原理和有益效果與實施方式1的相同，在此 不再贅述。
以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。 任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變 化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1、一種軌道用車輪，所述軌道用車輪具有車輪本體，所述車輪本體的外周構(gòu)成與所述軌道接觸的踏面，所述車輪本體一側(cè)設(shè)有外徑大于所述踏面外徑的輪緣，其特征在于所述輪緣與所述車輪本體為分體式結(jié)構(gòu)，所述輪緣能夠拆卸、并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述車輪本體的外周上；一擋邊位于所述車輪本體和輪緣的外側(cè)，通過一固定件固定到車輪本體上。
2、 如權(quán)利要求1所述的軌道用車輪，其特征在于至少在所述輪緣與所述 車輪本體的接觸面之間設(shè)有一組滾動體。
3、 如權(quán)利要求l所述的軌道用車輪，其特征在于至少在所述輪緣與所述 車輪本體之間設(shè)置耐磨墊片。
4、 如權(quán)利要求l所述的軌道用車輪，其特征在于至少在與所述車輪本體 相接觸的所述輪緣的表面設(shè)置耐磨涂層。
5、 如權(quán)利要求1所述的軌道用車輪，其特征在于至少在朝向所述車輪本 體一側(cè)的所述輪緣的表面上開設(shè)多個油槽。
6、 如權(quán)利要求5所述的軌道用車輪，其特征在于所述油槽為環(huán)形油槽， 或沿徑向呈放射狀設(shè)置的、兩端封閉的油槽。
7、 如權(quán)利要求1所述的軌道用車輪，其特征在于在所述輪緣與車輪本體 和擋邊之間均設(shè)有耐磨墊片或一組滾動體。
8、 如權(quán)利要求1所述的軌道用車輪，其特征在于與所述車輪本體和擋邊 相接觸的所述輪緣的兩側(cè)面均設(shè)置有耐磨涂層或油槽。
9、 如權(quán)利要求1至8任一項所述的軌道用車輪，其特征在于所述車輪踏 面呈圓柱狀。
10、 如權(quán)利要求1至8任一項所述的軌道用車輪，其特征在于所述輪緣 的材質(zhì)硬度低于所述車輪本體的材質(zhì)硬度。
11、 如權(quán)利要求1所述的軌道用車輪，其特征在于所述輪緣、擋邊的材 質(zhì)為進(jìn)行表面淬火處理的25Mn鋼。
12、 如權(quán)利要求1所述的軌道用車輪，其特征在于所述擋邊的外徑小于 所述輪緣的磨耗線直徑。
13、 如權(quán)利要求1所述的軌道用車輪，其特征在于在所述車輪本體上設(shè) 置有螺孔，在所述擋邊上設(shè)置與所述螺孔相對應(yīng)的具有沉孔的通孔，固定螺栓 穿過擋邊上的通孔，擰入所述車輪本體上設(shè)置的螺孔中，將所述擋邊固定，并 壓合所述輪緣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道用車輪，所述軌道用車輪具有車輪本體，所述車輪本體的外周構(gòu)成與所述軌道接觸的踏面，所述車輪本體一側(cè)設(shè)有外徑大于所述踏面外徑的輪緣，其中，所述輪緣與所述車輪本體為分體式結(jié)構(gòu)，所述輪緣能夠拆卸、并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述車輪本體的外周上；一擋邊位于所述車輪本體和輪緣的外側(cè)，通過一固定件固定到車輪本體上。本發(fā)明的軌道用車輪具有旋轉(zhuǎn)輪緣，輪緣與車輪本體為分體式結(jié)構(gòu)，克服了公知技術(shù)存在的缺陷，大大提高了整個車輪的使用壽命，降低了使用和維修的成本，具有巨大的經(jīng)濟效益；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用范圍廣泛，可應(yīng)用于所有在軌道上行駛的動車、拖車等。
文檔編號B60B17/00GK101439644SQ200710177990
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者榮 劉, 張委袖, 彭永明, 李維忠, 彥 王, 猛 黃 申請人:中國北車集團(tuán)大同電力機車有限責(zé)任公司