CN114590074B - 高附着式列车轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高附着式列车轮，包括轮体、设置于轮体中部的调节腔以及设置于调节腔中的通路调节装置，所述轮体外圆开设有偶数个气道，各气道以轮体轴线为中心对称分布并径向延伸与调节腔连通，在轮体转动过程中，所述通路调节装置用于使得转动至轮体上方呈竖直状态的气道与转动至轮体下方呈竖直状态的气道连通，并使得其他状态的气道封闭。本发明中通路调节装置的重心位于中心轴线下方，在轮体转动的过程中，通路调节装置的姿态维持恒定，即始终保持中间调节气道呈竖向状态，当有气道转动至轮体上方和下方时，与中间调节气道对接连通形成贯通状态，此时下方的气道对轨道产生吸附效应，提高轮体的附着力。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种高附着式列车轮。
背景技术
列车在轨道上正常运行，则需要列车轮与轨道之间保持纯滚动，并不能发生相对滑动，一旦发生相互滑动，则列车轮与轨道支架发生滑动摩擦，列车向前运行的牵引力会下降甚至消失，导致列车失去动力，现有的列车轮均为普通的圆形钢制滚轮，列车轮外圆较为平滑，导致列车轮在轨道上的附着性较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高附着式列车轮，通过该列车轮增大与轨道之间的附着力，可保证列车高速稳定的运行。
本发明的高附着式列车轮，包括轮体、设置于轮体中部的调节腔以及设置于调节腔中的通路调节装置，所述轮体外圆开设有偶数个气道，各气道以轮体轴线为中心对称分布并径向延伸与调节腔连通，在轮体转动过程中，所述通路调节装置用于使得转动至轮体上方呈竖直状态的气道与转动至轮体下方呈竖直状态的气道连通，并使得其他状态的气道封闭。
进一步，所述调节腔以及通路调节装置为与轮体同轴设置并相互适形配合的柱形结构，所述通路调节装置密封转动配合安装于调节腔内，所述通路调节装置上竖向开设有中间调节气道，所述通路调节装置由位于上方呈半圆形的轻质部以及位于下方呈半圆形的配重部拼接形成，所述配重部重量大于轻质部重量以使得通路调节装置在轮体转动过程中维持恒定姿态，该恒定姿态时中间调节气道维持近似竖直状态，并在此状态下中间调节气道上端与转动至轮体上方呈竖直状态的气道连通，中间调节气道下端与转动至轮体下方呈竖直状态的气道连通。
进一步，所述中间调节气道上端为向上扩大的扇形开口，所述中间调节气道的下端为向下扩大的扇形开口。
进一步，所述轮体外圆处位于气道迎着轮体转动方向一侧周向开设有导流槽，所述导流槽深度由周向远离气道一侧向靠近气道一侧逐渐变小。
进一步，所述通路调节装置上同轴开设有装配孔，所述装配孔转动配合安装于调节腔内的转轴上，所述中间调节气道中部具有左右对称绕过装配孔周向两侧的中间支路。
进一步，所述调节腔为开设于轮体轴向外端的沉孔结构，所述调节腔开口端处盖有盖体，所述转轴连接于盖体上。
进一步，所述轮体轴向内端具有轴向延伸用于与列车配合的装配部。
进一步，所述轮体轴向两端外圆处具有径向突出形成的凸缘。
本发明的有益效果：
本发明中通路调节装置的重心位于中心轴线下方，在轮体转动的过程中，通路调节装置的姿态维持恒定，即始终保持中间调节气道呈竖向状态，当有气道转动至轮体上方和下方时，与中间调节气道对接连通形成贯通状态，此时下方的气道对轨道产生吸附效应，提高轮体的附着力；而且该吸附效应可破坏轨道上的积雪或者水渍形成的膜，可增大轮体与轨道的摩擦力，另外在吸附过程中处于其他姿态的气道被通路调节装置封闭，故其他的气道并不存在气流流动，以减小对轮体滚动的影响，另外该结构的气流流动只发生在轮体周向以及径向方向，并不涉及到轮体的轴向方向，故也不会在轮体轴向方向产生压力差，因此不会导致轮体轴向方向的偏转；中间调节气道具有两个支路，两个支路围绕装配孔周向延伸，该分叉结构使得气流对通路调节装置具有左右方向的径向作用力，通过该作用力可辅助通路调节装置姿态保持稳定，也可有效防止通路调节装置摆动。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明结构示意图；
图2为剖视结构示意图；
具体实施方式
如图所示，本实施例提供了一种高附着式列车轮，包括轮体1、设置于轮体中部的调节腔2以及设置于调节腔中的通路调节装置3，所述轮体外圆开设有偶数个气道4，各气道以轮体轴线为中心对称分布并径向延伸与调节腔连通，在轮体转动过程中，所述通路调节装置用于使得转动至轮体上方呈竖直状态的气道与转动至轮体下方呈竖直状态的气道连通，并使得其他状态的气道封闭。结合图1和图2所示，轮体上开设有四个气道，轮体上也可以依据实际需要开设更多个气道，气道为偶数个并中心对称分布，目的是保证在轮体转动过程中，一个气道转动至轮体上方呈竖直状态时，必然有一个气道转动至轮体下方呈竖直状态，此时位于下方的气道端部抵在轨道上形成近似密封，结合图2所示，轮体在沿图中向左滚动过程中，气流沿着轮体外圆上方向右侧流动，并流经上方的竖直气道端部，并在轮体外圆上方处形成低压区，进而使得上方的竖直气道内空气向上流动，上方的竖直气道内形成低压区，由于此时上方的竖直气道与下方的竖直气道连通，故下方的竖直气道也形成低压区，使得下方的竖直气道与轨道接触的端部形成吸附效应，提高轮体的附着力，并且该吸附效应可破坏轨道上的积雪或者水渍形成的膜，可增大轮体与轨道的摩擦力，而且在吸附过程中处于其他姿态的气道被通路调节装置封闭，故其他的气道并不存在气流流动，以减小对轮体滚动的影响，另外该结构的气流流动只发生在轮体周向以及径向方向，并不涉及到轮体的轴向方向，故也不会在轮体轴向方向产生压力差，因此不会导致轮体轴向方向的偏转。
本实施例中，所述调节腔以及通路调节装置为与轮体同轴设置并相互适形配合的柱形结构，所述通路调节装置密封转动配合安装于调节腔内，所述通路调节装置上竖向开设有中间调节气道5，所述通路调节装置由位于上方呈半圆形的轻质部3a以及位于下方呈半圆形的配重部3b拼接形成，所述配重部重量大于轻质部重量以使得通路调节装置在轮体转动过程中维持恒定姿态，该恒定姿态时中间调节气道维持近似竖直状态，并在此状态下中间调节气道上端与转动至轮体上方呈竖直状态的气道连通，中间调节气道下端与转动至轮体下方呈竖直状态的气道连通。调节腔与通路调节装置优选为间隙配合以使得通路调节装置可在调节腔内相对转动，调节腔内圆处优选设置自润滑层，此时通路调节装置外圆与调节腔内圆接触可对气道内端部形成密封，该结构形成的密封结构并非绝对密封，当然可通过调节二者的配合方式调节密封效果，此处不再赘述；结合图2所示，轻质部和配重部呈半圆形结构，轻质部和配重部优选金属材质，轻质部和配重部可通过焊接形成整体，通过分体式的结构也利于重心调节而且便于中间调节气道的成型，其中配重部的密度越大越好，本实施例中可依据实际密度并结合生产成本选择相应的金属材质，该结构使得通路调节装置的重心位于中心轴线下方，故自动具有防止配重部向上转动的转矩，以维持配重部在下轻质部在上的姿态，在轮体转动的过程中，通路调节装置本身保持恒定，即达到轮体转动、通路调节装置的姿态恒定的目的，始终保持中间调节气道呈竖向状态，此处通路调节装置静止并非指的绝对静止，受到轮体转动的影响，在实际过程中，通路调节装置会发生相对摆动，此时中间调节气道相应的在竖直状态下发生一定角度的偏转，此处不再赘述；当有气道转动至轮体上方和下方时，与中间调节气道对接连通形成贯通状态，此时下方的气道对轨道产生吸附效应，该结构可始终保证与轨道接触的竖直气道具有吸附效应，而其他姿态的气道不参与工作，可降低气流对轮体的阻力。
本实施例中，所述中间调节气道5上端为向上扩大的扇形开口，所述中间调节气道的下端为向下扩大的扇形开口。扇形开口的角度优选大于30°，结合图1所示，该结构的中间调节气道利于与竖向的气道对接连通，在通路调节装置受轮体影响发生摆动时，也可始终保证上、下竖向的气道的有效连通。
本实施例中，所述轮体外圆处位于气道4迎着轮体转动方向一侧周向开设有导流槽6，所述导流槽深度由周向远离气道一侧向靠近气道一侧逐渐变小。迎着轮体转动方向与轮体转动方向相反，结合图2所示，轮体为顺时针方向转动，则迎着轮体转动方向为逆时针方向，即导流槽位于气道外端部位于逆时针方向一侧，导流槽的轴向宽度小于轮体的轴向宽度，结合图2所示，该导流槽的设置可引导气流在上方的竖向气道端部处斜向上流动，利于在该气道端部形成较大的负压区域，可对该气道内部形成较好的抽吸效果，利于增大下方竖直气道的吸附效应，提高轮体的附着能力。
本实施例中，所述通路调节装置上同轴开设有装配孔，所述装配孔转动配合安装于调节腔2内的转轴7上，所述中间调节气道5中部具有左右对称绕过装配孔周向两侧的中间支路5a。左右方向与图2中的方向一致，结合图2所示，气流受到抽吸效应，由下方的竖直气道向上方的竖直气道流动，流经中间调节气道时分叉，两个支路围绕装配孔周向延伸，该分叉结构使得气流对通路调节装置具有左右方向的径向作用力，通过该作用力可辅助通路调节装置姿态保持稳定，也可有效防止通路调节装置摆动。
本实施例中，所述调节腔2为开设于轮体轴向外端的沉孔结构，所述调节腔2开口端处盖有盖体8，所述转轴7连接于盖体上。盖体通过螺栓连接于轮体上，结合图1所示，转轴集成于盖体上，利于盖体以及通路调节装置的拆卸维护；其中通路调节装置转动配合安装于转轴上，由于通路调节装置的重心偏低，故在轮体转动时，转轴相对通路调节装置转动，通路调节装置维持姿态恒定。
本实施例中，所述轮体轴向内端具有轴向延伸用于与列车配合的装配部9。结合图1所示，该装配部为与列车转轴传动配合的轴套，当然，该装配部本身也可以为转轴，该转轴的两端可与分别与两个轮体一体成型，此处不再赘述；
本实施例中，所述轮体轴向两端外圆处具有径向突出形成的凸缘10。通过该凸缘卡在轨道的两侧，利于防止脱轨。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种高附着式列车轮，其特征在于：包括轮体、设置于轮体中部的调节腔以及设置于调节腔中的通路调节装置，所述轮体外圆开设有偶数个气道，各气道以轮体轴线为中心对称分布并径向延伸与调节腔连通，在轮体转动过程中，所述通路调节装置用于使得转动至轮体上方呈竖直状态的气道与转动至轮体下方呈竖直状态的气道连通，并使得其他状态的气道封闭；
所述调节腔以及通路调节装置为与轮体同轴设置并相互适形配合的柱形结构，所述通路调节装置密封转动配合安装于调节腔内，所述通路调节装置上竖向开设有中间调节气道，所述通路调节装置由位于上方呈半圆形的轻质部以及位于下方呈半圆形的配重部拼接形成，所述配重部重量大于轻质部重量以使得通路调节装置在轮体转动过程中维持恒定姿态，该恒定姿态时中间调节气道维持近似竖直状态，并在此状态下中间调节气道上端与转动至轮体上方呈竖直状态的气道连通，中间调节气道下端与转动至轮体下方呈竖直状态的气道连通。
2.根据权利要求1所述的高附着式列车轮，其特征在于：所述中间调节气道上端为向上扩大的扇形开口，所述中间调节气道的下端为向下扩大的扇形开口。
3.根据权利要求1所述的高附着式列车轮，其特征在于：所述轮体外圆处位于气道迎着轮体转动方向一侧周向开设有导流槽，所述导流槽深度由周向远离气道一侧向靠近气道一侧逐渐变小。
4.根据权利要求1所述的高附着式列车轮，其特征在于：所述通路调节装置上同轴开设有装配孔，所述装配孔转动配合安装于调节腔内的转轴上，所述中间调节气道中部具有左右对称绕过装配孔周向两侧的中间支路。
5.根据权利要求4所述的高附着式列车轮，其特征在于：所述调节腔为开设于轮体轴向外端的沉孔结构，所述调节腔开口端处盖有盖体，所述转轴连接于盖体上。
6.根据权利要求5所述的高附着式列车轮，其特征在于：所述轮体轴向内端具有轴向延伸用于与列车配合的装配部。
7.根据权利要求1所述的高附着式列车轮，其特征在于：所述轮体轴向两端外圆处具有径向突出形成的凸缘。
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