軌道交通車輛用剪切型彈性車輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，包括兩側(cè)具有安裝環(huán)槽的輪箍、具有缺口的輪心及壓環(huán)和兩個彈性盤，壓環(huán)設(shè)置在輪心的缺口處并與輪心緊固件連接，彈性盤為兩側(cè)部嵌接有內(nèi)金屬板和外金屬板的彈性體，兩彈性盤側(cè)面的內(nèi)凸塊分別與輪箍連接盤對應(yīng)的內(nèi)凹槽相配扣合、外凸塊分別與輪心側(cè)面上對應(yīng)的外凹槽和壓環(huán)側(cè)面上對應(yīng)的外凹槽相配扣合，將兩彈性盤對稱壓接在輪心與輪箍之間及壓環(huán)與輪箍之間，彈性盤的外周與輪箍的外孔壁之間具有外徑向間隙h1，彈性盤的內(nèi)周與輪心軸頸及壓環(huán)軸頸之間具有內(nèi)徑向間隙h2，彈性盤與垂直切面之間的夾角α在0-20°。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，可降低制造和使用成本，便于維護(hù)，減振降噪效果好。
【專利說明】軌道交通車輛用剪切型彈性車輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，屬于輕軌車輛彈性車輪【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市軌道交通車輛的快速發(fā)展，城市軌道交通車輛越來越多的采用彈性車輪。彈性車輪通過在輪心和輪箍之間鑲嵌橡膠元件使金屬脫離直接接觸，減小輪軌之間作用力，緩和沖擊，提高車輛運行的平穩(wěn)性，改善車輪與車軸的運用條件。彈性車輪從結(jié)構(gòu)上可分為承壓型、承剪型和壓剪復(fù)合型。承壓型彈性車輪是橡膠元件在垂直載荷及沖擊載荷作用下承受壓力；承剪型彈性車輪是橡膠元件在垂直載荷及沖擊載荷作用下承受剪切力。壓剪復(fù)合型彈性車輪橡膠元件既能承剪又能承壓，目前應(yīng)用最為廣泛。
[0003]壓剪復(fù)合型彈性車輪橡膠件與車輪縱垂平面成一定斜角，在垂直方向載荷作用下，既受剪切又受壓縮。目前現(xiàn)有的壓剪復(fù)合型彈性車輪橡膠件的安裝斜度較小，即橡膠件與車輪軸線所成銳角角度較小。在車輪運行時，車輪在垂直方向的剛度較大，在軸向的剛度較小。這種結(jié)構(gòu)能有效降低車輛在轉(zhuǎn)彎時所產(chǎn)生噪聲，但也因垂直方向剛度較大，造成車輪垂向的減振效果較差，對于現(xiàn)在很多將電機(jī)直接連接在車輪外側(cè)的新型低地板軌道車輛而言，這種振動很容易損壞電機(jī)。同時，使用壓剪復(fù)合式結(jié)構(gòu)車輪的轉(zhuǎn)向架還必須安裝一系的彈簧，而一系彈簧又會占用較大空間，不利于降低車輛地板高度。
[0004]傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的剪切型彈性車輪橡膠件與車輪軸線垂直，徑向剛度和軸向剛度不可調(diào)，金屬件與橡膠件之間形成剪切力。由于橡膠件經(jīng)過長時間的壓縮變形后剛度會下降，橡膠件在車輪內(nèi)腔中會發(fā)生滑移。為防止橡膠件滑移，目前現(xiàn)有的承剪型彈性車輪是將橡膠件與輪心、輪箍和壓環(huán)直接硫化成一體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)增加了車輪的生產(chǎn)制造難度，需要很大的橡膠硫化設(shè)備，生產(chǎn)成本高；同時，橡膠為易耗件，更換時需要將整個車輪進(jìn)行更換，維護(hù)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理，可降低制造和使用成本，便于維護(hù)，減振降噪效果好的軌道交通車輛用剪切型彈性車輪。
[0006]本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是:一種軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:包括兩側(cè)具有安裝環(huán)槽的輪箍、具有缺口的輪心以及壓環(huán)和兩個彈性盤，壓環(huán)設(shè)置在輪心的缺口處并與輪心緊固連接，所述的彈性盤為兩側(cè)部嵌接有內(nèi)金屬板和外金屬板的彈性體，兩彈性盤上的內(nèi)凸塊分別與輪箍連接盤上對應(yīng)的內(nèi)凹槽相配扣合，兩彈性盤上的外凸塊分別與輪心上對應(yīng)的外凹槽和壓環(huán)上對應(yīng)的外凹槽相配扣合，將兩彈性盤對稱壓接在輪心與輪箍之間及壓環(huán)與輪箍之間，且彈性盤的外周與輪箍的外孔壁之間具有外徑向間隙hl，且彈性盤的內(nèi)周與輪心軸頸及壓環(huán)軸頸之間具有內(nèi)徑向間隙h2，彈性盤與垂直切面之間的夾角α在0-20°[0007]本發(fā)明的剪切型彈性車輪采用輪箍、輪心、壓環(huán)和兩個彈性盤組裝式結(jié)構(gòu)，通過彈性盤上的內(nèi)、外凸塊與輪箍以及輪心和壓環(huán)連接，使兩彈性盤分別對稱壓接在輪心與輪箍及壓環(huán)與輪箍之間，彈性盤與垂直切面之間的夾角α在0-20°，兩彈性盤的內(nèi)周和外周分別設(shè)有內(nèi)、外徑向間隙，使彈性盤承受剪切力，結(jié)構(gòu)合理。本發(fā)明彈性盤采用內(nèi)、外兩金屬板與彈性體制成一體的結(jié)構(gòu)，提高彈性盤的承壓能力，延長其使用壽命，尤其兩彈性盤上的內(nèi)、外凸塊分別與輪箍以及輪心和壓環(huán)上的內(nèi)、外凹槽相配扣合，使彈性盤與金屬件實現(xiàn)鍵槽連接功能，故而能將彈性盤牢固地固定在彈性車輪的內(nèi)腔中，防止彈性盤在剛度下降后發(fā)生滑移，避免彈性體直接與輪箍、輪心和壓環(huán)直接進(jìn)行硫化，制作工藝簡單，無需大型設(shè)備，不僅能降低制造成本，而且當(dāng)橡膠達(dá)到使用壽命時，只需更換橡膠盤，無需更換整個車輪，也降低使用和維護(hù)成本。本發(fā)明彈性盤與垂直切面之間的夾角α在0-20°，彈性盤接近于垂直狀態(tài)布置，使彈性盤主要承受剪切力作用，由于彈性車輪的徑向剛度大大降低，故而能大幅度改善車輛簧下部分的振動狀況，對于使用電機(jī)直驅(qū)的低地板車輛來說，可以確保電機(jī)的安全性能，延長使用壽命，也可以進(jìn)一步改善乘客的乘坐舒適度。同時，本發(fā)明彈性車輪具有較低的徑向剛度，故而可以替代車輛的一系彈簧，尤其低地板車輛取消一系彈簧后，可以進(jìn)一步降低地板面的高度。本發(fā)明兩彈性盤與輪箍及輪心和壓環(huán)之間形成一個小于40°的V形角度，彈性車輪的軸向剛度在60KN/mm以下時，可以根據(jù)設(shè)計需要通過調(diào)整該V形角度來調(diào)節(jié)彈性車輪的徑向剛度和軸向剛度，確保低地板車輛達(dá)到最佳的減振降噪效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0009]圖1是本發(fā)明軌道交通車輛用剪切型彈性車輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是圖1的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4是圖1的C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5是本發(fā)明的彈性盤結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖6是圖5的D-D的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:1 一輪箍，1-1 一安裝環(huán)槽，1-2—內(nèi)凹槽，1-3—連接盤，2 —壓環(huán)，2-1—外凹槽，2-2—臺肩，3—輪心，3-1—缺口，3-2—臺肩，3-3—外凹槽，4一緊固件，5—彈性盤，
5-1一外金屬板，5-2一外凸塊,5-3一彈性體,5-4一內(nèi)金屬板，5-5一外凸環(huán),5_6—內(nèi)凸塊，
6—軸套。
【具體實施方式】
[0016]見圖1?4所示，本發(fā)明的車輛用剪切型彈性車輪，包括兩側(cè)具有安裝環(huán)槽1-1的輪箍1、具有缺口 3-1的輪心3以及壓環(huán)2和兩個彈性盤5，壓環(huán)2設(shè)置在輪心3的缺口 3_1處并與輪心3緊固連接，可通過均布的四個以上的緊固件4將輪箍1、壓環(huán)2以及輪心3連接，壓環(huán)2和輪心3沿其圓周均布設(shè)有8?24個安裝孔，安裝孔內(nèi)安裝有軸套6，緊固件4可采用螺栓和鎖緊螺母，各螺栓安裝在對應(yīng)的安裝孔內(nèi)并通過鎖緊螺母鎖定，或本發(fā)明采用卡環(huán)連接，通過卡環(huán)將壓環(huán)2連接在輪心3上，使輪箍1、輪心3以及壓環(huán)2和彈性盤5組裝為一體結(jié)構(gòu)。
[0017]見圖2?6所不，本發(fā)明兩彈性盤5對稱設(shè)置在輪心3與輪箍I之間及壓環(huán)2與輪箍I之間，兩彈性盤5沿輪箍中心面及輪心中心面對稱設(shè)置，兩彈性盤5的兩側(cè)面分別貼合在輪心3側(cè)面與輪箍I側(cè)面及壓環(huán)2側(cè)面與輪箍I側(cè)面；本發(fā)明彈性盤5為兩側(cè)部嵌接有內(nèi)金屬板5-4和外金屬板5-1的彈性體5-3,使彈性盤5具有一定的彈性和機(jī)械強(qiáng)度,本發(fā)明的彈性體5-3為橡膠或其它具有彈性的材料，彈性體5-3的兩側(cè)部硫化有內(nèi)金屬板5-4和外金屬板5-1,通過硫化工藝將內(nèi)金屬板5-4和外金屬板5-1與彈性體5-3制成一體,而內(nèi)金屬板5-4和外金屬板5-1位于彈性體5-3的側(cè)部,使彈性體5-3包在外金屬板5_1和內(nèi)金屬板5-4上。圖2?4所不,本發(fā)明兩彈性盤5側(cè)面的內(nèi)凸塊5-6分別與輪箍I連接盤1-3上對應(yīng)的內(nèi)凹槽1-2相配扣合，兩彈性盤5側(cè)面的外凸塊5-2分別與輪心3側(cè)面上對應(yīng)的外凹槽3-3和壓環(huán)2側(cè)面上對應(yīng)的外凹槽2-1相配扣合，方便將兩彈性盤5安裝在輪心3與輪箍I及輪箍I與壓環(huán)2之間，使彈性盤與金屬件實現(xiàn)鍵槽連接功能，故而能將彈性盤牢固地固定在彈性車輪的內(nèi)腔中，防止彈性盤在剛度下降后發(fā)生滑移，兩彈性盤5的兩側(cè)面分別輪心3側(cè)面、輪箍側(cè)面及壓環(huán)2側(cè)面貼合相接。本發(fā)明彈性盤5的外周直徑大于或等于輪心3及壓環(huán)2的外周直徑，彈性盤5的外周與輪箍I的外孔壁之間具有外徑向間隙hl，彈性盤5的外周與輪箍I的外孔壁之間的外徑向間隙hi在2?8mm，如該外徑向間隙hi控制在5mm ;彈性盤5的內(nèi)周直徑大于或等于輪箍I中心孔直徑，彈性盤5的內(nèi)周與輪心3軸頸及壓環(huán)2軸頸之間具有內(nèi)徑向間隙h2，彈性盤5的內(nèi)周與輪心3軸頸及壓環(huán)2軸頸之間的內(nèi)徑向間隙h2在2?IOmm,如該內(nèi)徑向間隙h2控制在4?8mm。本發(fā)明彈性盤5與垂直切面之間的夾角α在0-20°，使彈性盤5主要承受剪切力，最好本發(fā)明兩彈性盤5與垂直切面之間的夾角α在0-15°，由于兩彈性盤5形成一個V形夾角，本發(fā)明可通過該夾角的角度調(diào)節(jié)，能實現(xiàn)彈性車輪的徑向剛度和軸向剛度的調(diào)節(jié)。
[0018]見圖2?6所不,本發(fā)明彈性盤5的內(nèi)金屬板5-4和外金屬板5_1平行設(shè)置,彈性盤5上的內(nèi)凸塊5-6表面與輪箍I連接盤1-3上的內(nèi)凹槽1-2表面相貼合，彈性盤5上的外凸塊5-2與輪心3上的外凹槽3-3表面和壓環(huán)2上的外凹槽2-1表面相貼合,使彈性盤5表面與輪箍1、輪心3及壓環(huán)2表面相貼合，因此使彈性盤5的兩個側(cè)面均能與垂直切面之間的夾角α在O?15°。見圖2?6所不,本發(fā)明外金屬板5-1上四個以上的外凸起與內(nèi)金屬板5-4上四個以上的內(nèi)凸起相錯設(shè)置，該外金屬板5-1上的外凸起沿圓周方向均布設(shè)有4?12個，包在外凸起及外凸起上的彈性體5-3形成彈性盤5的外凸塊5-2，而內(nèi)金屬板5-4上的內(nèi)凸起也沿圓周方向均布有4?12個，包在內(nèi)凸起及包在內(nèi)凸起上的彈性體5-3形成彈性盤5的內(nèi)凸塊5-6 ;輪箍I連接盤1-3兩側(cè)分別設(shè)有對應(yīng)的四個以上的內(nèi)凹槽
1-2，如可設(shè)置4?12個內(nèi)凹槽1-2，該輪箍I連接盤1-3兩側(cè)的內(nèi)凹槽1_2可如圖3所示的相通，兩彈性盤5上的內(nèi)凸塊5-6與輪箍I連接盤1-3上的內(nèi)凹槽1-2相配扣合，本發(fā)明的輪箍I上兩側(cè)的凹槽也可不相通，或輪箍I兩側(cè)的內(nèi)凹槽1-2還可相錯設(shè)置；輪心3側(cè)面設(shè)有對應(yīng)的四個以上的外凹槽3-3，壓環(huán)2側(cè)面設(shè)有對應(yīng)的四個以上的外凹槽2-1，輪心3側(cè)面上的外凹槽3-3及壓環(huán)2側(cè)面上的外凹槽2-1可沿圓周方向設(shè)有4?12個，兩彈性盤5上的外凸塊5-2分別與輪心3上對應(yīng)的外凹槽3-3和壓環(huán)2上對應(yīng)的外凹槽2_1相配扣合，一方面通過外金屬板5-1上的外凸起以及內(nèi)金屬板5-4上的內(nèi)凸起增加彈性盤5的機(jī)械強(qiáng)度，另一方面也增加彈性盤5上內(nèi)凸塊5-6及外凸塊5-2與內(nèi)凹槽1-2及外凹槽3-3、2-1的接合強(qiáng)度。本發(fā)明彈性盤5的內(nèi)周和外周呈圓弧形，或彈性盤5的內(nèi)周和外周呈圓弧形齊平。
[0019]見圖2?4以及6所示，本發(fā)明外金屬板5-1上的外凸起為圓柱凸起或圓臺形凸起，彈性盤5上的外凸塊5-2也為圓柱凸起或圓臺形凸起，輪心3側(cè)面及壓環(huán)2側(cè)面上的外凹槽3-3、2-1為相配扣合的圓柱凹槽或圓臺形凹槽。本發(fā)明內(nèi)金屬板5-4上內(nèi)凸起為圓柱凸起或圓臺形凸起，彈性盤5上的內(nèi)凸塊5-6也為圓柱凸起或圓臺形凸起,輪箍I上的內(nèi)凹槽1-2為相配扣合的圓柱形凹槽或圓臺形凹槽。
[0020]見圖2?6所示，本發(fā)明彈性盤5的外金屬板5-1外端部設(shè)有外折邊，包在外金屬板5-1外折邊上的彈性體5-3形成外凸環(huán)5-5，輪心3和壓環(huán)2外端設(shè)有的臺肩3_2、2_2與彈性盤5上的外凸環(huán)5-5過盈配合，使彈性盤5的外側(cè)頂部具有較好的鋼度，確保彈性盤5與輪箍1、輪心3以及壓環(huán)2連接緊固，使彈性盤5在承壓時能始終與輪箍1、輪心3以及壓環(huán)2貼合。
【權(quán)利要求】
1.一種軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:包括兩側(cè)具有安裝環(huán)槽(1-1)的輪箍(I)、具有缺口(3-1)的輪心(3)以及壓環(huán)(2)和兩個彈性盤(5)，壓環(huán)(2)設(shè)置在輪心(3)的缺口(3-1)處并與輪心(3)緊固連接，所述的彈性盤(5)為兩側(cè)部嵌接有內(nèi)金屬板(5-4)和外金屬板(5-1)的彈性體(5-3),兩彈性盤(5)上的內(nèi)凸塊(5-6)分別與輪箍(I)連接盤(1-3)上對應(yīng)的內(nèi)凹槽(1-2)相配扣合，兩彈性盤(5)上的外凸塊(5-2)分別與輪心(3)上對應(yīng)的外凹槽(3-3)和壓環(huán)(2)上對應(yīng)的外凹槽(2-1)相配扣合，將兩彈性盤(5)對稱壓接在輪心(3 )與輪箍(I)之間及壓環(huán)(2 )與輪箍(I)之間，且彈性盤(5 )的外周與輪箍(I)的外孔壁之間具有外徑向間隙hl，且彈性盤(5)的內(nèi)周與輪心(3)軸頸及壓環(huán)(2)軸頸之間具有內(nèi)徑向間隙h2，彈性盤(5)與垂直切面之間的夾角α在0-20°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:所述彈性盤(5)具有四個以上的外凸塊(5-2)和四個以上的內(nèi)凸塊(5-6)，且外凸塊(5-2)與內(nèi)凸塊(5-6)相錯設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:所述彈性盤(5)上的外凸塊(5-2)由外金屬板(5-1)上的外凸起及包在外凸起上的彈性體(5-3)構(gòu)成，所述的內(nèi)凸塊(5-6)由內(nèi)金屬板(5-4)上的內(nèi)凸起及包在內(nèi)凸起上的彈性體(5-3)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:所述輪箍(I)的連接盤(1-3)上設(shè)有對應(yīng)的相通或不通的四個以上的內(nèi)凹槽(1-2)，輪心(3)及壓環(huán)(2)上設(shè)有對應(yīng)的四個以上的外凹槽(3-3、2-1)，且彈性盤(5)的內(nèi)周和外周呈圓弧形，或彈性盤(5)的內(nèi)周和外周呈圓弧形齊平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:所述彈性盤(5)的內(nèi)金屬板(5-4)和外金屬板(5-1)平行設(shè)置,且彈性盤(5)上的內(nèi)凸塊(5-6)表面與輪箍(I)連接盤(1-3)上的內(nèi)凹槽(1-2)表面相貼合，彈性盤(5)上的外凸塊(5-2)與輪心(3)上的外凹槽(3-3)表面和壓環(huán)(`2)上的外凹槽(2-1)表面相貼合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:所述外金屬板(5-1)上的外凸起為圓柱凸起或圓臺形凸起，彈性盤(5)上的外凸塊(5-2)也為圓柱凸起或圓臺形凸起，輪心(3)及壓環(huán)(2)上的外凹槽(3-3、2-1)為相配扣合的圓柱凹槽或圓臺形凹槽；所述內(nèi)金屬板(5-4)上的內(nèi)凸起為圓柱凸起或圓臺形凸起，彈性盤(5)上的內(nèi)凸塊(5-6)也為圓柱凸起或圓臺形凸起，輪箍(I)連接盤(1-3)上的內(nèi)凹槽(1-2)為相配扣合的圓柱形凹槽或圓臺形凹槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:所述彈性盤(5)的外金屬板(5-1)外端部設(shè)有外折邊，包在外金屬板(5-1)外折邊上的彈性體(5-3)形成外凸環(huán)(5-5)，輪心(3)和壓環(huán)(2)外端設(shè)有的臺肩(3-2、2-2)與彈性盤(5)上的外凸環(huán)(5-5)過盈配合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:所述的兩彈性盤(5)與垂直切面之間的夾角α在0-15°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:所述彈性盤(5)的外周與輪箍(I)的外孔壁之間的外徑向間隙hi在2~8mm，所述的彈性盤(5)的內(nèi)周與輪心(3 )軸頸及壓環(huán)(2 )軸頸之間的內(nèi)徑向間隙h2在2~10mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道交通車輛用剪切型彈性車輪，其特征在于:所述彈性體(5-3)為橡膠，彈性體(5-·3)的兩側(cè)部硫化有內(nèi)金屬板(5-4)和外金屬板(5-1)。
【文檔編號】B60B17/00GK103707711SQ201310700423
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】戚援, 鄭志立, 韓嘯, 杜立清 申請人:常州南車鐵馬科技實業(yè)有限公司, 南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司