CN210591234U

CN210591234U - 用于铁路快捷货车的轮对

Info

Publication number: CN210591234U
Application number: CN201920512260.5U
Authority: CN
Inventors: 吴毅; 张澎湃; 张弘; 张斌; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS; Railway Engineering Research Institute of CARS; China Railway Corp; Beijing Teletron Telecom Engineering Co Ltd
Current assignee: China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS; Railway Engineering Research Institute of CARS; China State Railway Group Co Ltd; Beijing Teletron Telecom Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2029-04-16

Abstract

本实用新型提供一种用于铁路快捷货车的轮对，包括车轴、压装在车轴上的车轮和制动盘，车轴为实心轴，轴颈直径为130mm，轴颈长度为191mm，载荷中心距轴肩距离为101mm；轮座与轴身直径比为1.15；车轮的辐板为锥形辐板结构，轮缘踏面外形为LM型面，轮毂外径为270mm，轮毂厚度为37mm；轮辋厚度为50mm，车轮的滚动圆直径为915mm，磨耗到限对应的轮辋剩余厚度为23mm，轮辋宽度为135mm，内侧毂辋距为18mm。本实用新型相对于同类型轮对，不仅具有强度高、重量轻、抗疲劳性能好的技术特点，还可以提高快捷货车检修质量和使用效率，降低快捷货车检修维护成本。

Description

用于铁路快捷货车的轮对

技术领域

本实用新型涉及交通运输领域，更具体地，涉及一种用于铁路快捷货车的轮对。

背景技术

随着社会经济的发展和工业化进程的不断加快，产业结构发生较大变化，特别是机械加工业、电子、化工等新兴产业的发展，使高附加值产品的运输需求量迅速增加，这类运输需求批量较小，形式、形态各异，主要以成品或半成品(如机械零件、精密仪器、电子产品、药品、医疗设备等)、行包、邮件为主，对快捷性、安全性、方便性等方面提出了更高的要求。

货物运输是铁路运输的重要组成部分，把铁路上用于载运货物的车辆统称为铁路货车。按其用途不同，可分为通用货车和专用货车。主要类型有棚车、敞车、罐车、平板车等。2005年，为提高我国通用线路运输能力，研制了23t 轴重70t级系列通用货车，并在全路推广应用，21t轴重60t级通用货车全面停止生产。2003、2006年，为进一步提高我国西煤东运能力，研制了25t轴重C80、 C80B运煤专用敞车，我国已经研制出30t(27t)轴重的重载货车。自20世纪 80年代以来，法国铁路通过货运繁忙干线全面提速以及发展高速铁路货运等措施，使其快运列车最高时速达到了140公里～160公里，而TGV高速邮政列车时速高达270公里；德国铁路利用既有线与高速铁路套跑的方式开行城际特快货运列车；美国的快捷货物运输则侧重高速公路和航空，部分公路货物运输时速可达140公里。近年来，世界各国的快捷货物运输需求增长相当迅速，如2005 年美国最大的两个快运企业UPS和FedEx的营业额分别达到了469亿美元和295 亿美元。快速货运技术蓬勃发展，成为当今世界铁路货运的两大主要发展方向之一，但我国的此类技术和国外尚有一定差距，其中攻克160km/h快捷货车转向架高速稳定性技术，实现快捷技术新突破是技术创新的关键。

作为转向架走行部的轮对，承受着来自车体及轨道的各种载荷，起到传递牵引动力的作用，是铁路车辆关键零部件之一。随着铁道车辆运行速度的提升或是单车载重的增加，要确保轮对在所规定的运行条件下，具有足够的安全可靠性和更长的使用寿命，这就对组成轮对的车轮和车轴材料及结构等相关技术发展提出了越来越高的要求。

实用新型内容

为满足上述要求，本实用新型根据中国铁路总公司提出的“铁路快捷货车”概念，以“铁路快捷货车”轮轴设计为技术依托，采用顶层设计的思路，设计了一种铁路快捷货车用轮对，其运行速度160km/h，该轮对可应用于铁路快捷货车的车辆轮对，也可用于采用轴盘制动方式的其他货运列车轮对或客运列车轮对。

本实用新型提出一种用于铁路快捷货车的轮对，包括车轴、压装在车轴上的车轮和制动盘，车轴为LZ45CrV材质制造的实心轴，轴颈直径为130mm，轴颈长度为191mm，载荷中心距轴肩距离为101mm；轮座与轴身直径比为1.15；车轮的辐板为锥形辐板结构，轮缘踏面外形为LM型面，轮毂外径为270mm，轮毂厚度为37mm；轮辋厚度为50mm，车轮的滚动圆直径为915mm，磨耗到限对应的轮辋剩余厚度为23mm，轮辋宽度为135mm，内侧毂辋距为18mm。

进一步的，车轴采用轴盘制动方式，制动盘数量为2个。

进一步的，轴身与轮座的过渡部分采用双圆弧过渡。

进一步的，车轴的轴颈和轮座外侧的防尘板座根部设置有卸荷槽。

进一步的，车轮采用CL65材质车轮钢制造。

本实用新型相对于同类型轮对，不仅具有强度高、重量轻、抗疲劳性能好的技术特点，还可以提高快捷货车检修质量和使用效率，降低快捷货车检修维护成本。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施例的轮对的结构示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例的车轴的结构尺寸图；

图3为根据本实用新型一个实施例的车轴计算截面位置图；以及

图4为根据本实用新型一个实施例的车轮的结构尺寸图。

为了能明确实现本实用新型的实施例的结构，在图中标注了特定的尺寸、结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本实用新型限定在该特定尺寸、结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的一种铁路快捷货车用轮对进行详细描述。

在以下的描述中，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本实用新型的一些或者全部结构或者流程来实施本实用新型。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本实用新型。在其他情况下，为了不混淆本实用新型，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。

本实用新型的铁路快捷货车用轮对为通过压装组成，由3个主要部件构成，即车轮1、制动盘2和车轴3，其中车轮1和制动盘2均采用过盈配合方式压装在车轴3上，各区域具***置如图1所示。

下面结合图2～图4具体说明本实用新型的铁路快捷货车用轮对。

(1)轮对基本参数

(2)车轴

车轴设计依据本领域的标准TB/T 2705-2010《铁道车辆非动力车轴设计方法》和JIS E 4501-1995《铁道车辆-车轴强度设计方法》，主要设计计算参数如下：

综合轴颈4的强度和轴承规格确定轴颈4尺寸，即轴颈4直径Φ130mm，轴颈4长度191mm，载荷中心距轴肩距离101mm。

轮座6、制动盘座8、轴身5直径根据各部位强度确定，轴颈4和防尘板座 7根部设置卸荷槽9。

轴身5与轮座的过渡部分10采用标准推荐的双圆弧过渡即R75mm和R15 mm；新造车轴状态下，轮座6与轴身5直径比达到1.15。

车轴主要结构尺寸见图2，计算截面位置见图3。其中1-1截面为车轴轴颈 4上直线与圆弧交界处；2-2截面为防尘板座的起端，3-3截面为防尘板座直线与圆弧交界处；4-4截面为轮座内侧往外10mm处；5-5截面为圆弧与直线交界处；6-6截面为盘座外侧往外10mm；7-7截面为圆弧与直线交界处。

车轴应力计算结果见表1和表2。表1中项目是指根据前述轮对基本参数，按照TB/T2705-2010标准计算得到的各截面应力值及安全系数，TB/T 2705-2010为《铁道车辆非动轴设计方法》，同表2。

表1按TB/T 2705-2010标准计算的车轴强度结果

表2按JIS E 4501-1995标准计算的车轴强度结果

从上述计算结果可以看出，车轴的各部位都有一定的安全余量，基本都在 1.1以上，因此设计的车轴强度能够满足时速160公里快捷货车的运用要求。

(3)车轮

车轮设计依据本领域的标准TB/T 3463-2016《铁道车辆车轮强度评定方法》和UIC510-5-2007《Technical Approval of Monobloc Wheels》，主要设计计算参数如下：

车轮结构图见图4。为了减轻自重，车轮的辐板11采用锥形辐板，材质选用CL65(CL65在本领域内专指车轮用钢牌号)。踏面14的类型为LM。

轮毂12的主要作用是提供足够的轮轴紧固力，因此在保证轮轴紧固力的前提下，为了降低车轮的质量，轮毂壁厚应尽可能地小。货车车轮轮毂厚度介于 35mm～40mm之间，根据经验，轮毂外径设定为270mm，对应的轮毂厚度37mm。

轮辋13厚度确定为50mm，滚动圆直径为915，磨耗到限对应的轮辋剩余厚度23mm。轮辋宽度为135mm。内侧毂辋距为18mm。

根据UIC 510-5-2007标准的规定，车轮强度校核部位为辐板，包括辐板向轮毂及轮辋过渡区域。经有限元计算，直线工况、曲线工况、道岔工况下考核区域Mises应力最大值详见表3。

表3各工况下对应的车轮Mises应力

载荷工况	位置	应力/Mpa
			直线工况	轮毂过渡区	186
曲线工况	内侧辐板向轮毂过渡圆弧区	230
			道岔工况	外侧辐板向轮毂过渡圆弧区	189
超长载荷工况	内侧辐板向轮毂过渡圆弧区	256

按照TB/T 3463-2016规定CL65钢车轮应力变化量为360MPa。表4给出了本设计方案与既有轮型的对比，由数据可知本设计方案的疲劳强度性能优于同类既有车轮。

表4本设计方案与既有轮型的对比情况

(5)轮对的公差和尺寸如下表所示。

轮对几何公差和尺寸单位为毫米

轮对组装方法如下，这也是本领域技术人员常用的方法。

a.制动盘组装，制动盘组装应符合产品图样和技术文件的要求，压装压力曲线应在图样规定范围内，并记录压装曲线。

b.车轮组装，同一轮对的两个车轮的静不平衡位置应在同一平面内，且在车轴的同一侧。制动盘与车轮的静不平衡位置应在同一平面内，且与车轮的静不平衡位置相反。

c.过盈量，轮轴压装过盈量为轮座直径的0.08％～0.15％。

d.轮轴压装力，轮对压装压力按轮毂孔直径计算，每100mm的压装力应符合表5的规定。

表5轮对组装压装力要求

车轴材质	最小压装力TMin(kN)	最大压装力TMax(kN)
			LZ45CrV钢	343	588

e.动平衡，车轮平面内测量的动态不平衡最大值为75g·m。

f.尺寸及形位公差：

车轮轮径差≤0.5mm，轮位差≤1mm，盘位差≤1mm。

车轮径跳在滚动圆处测量，径跳≤0.5mm。

制动盘端跳在距制动盘直径30mm处测量，端跳≤0.5mm。

(6)轮对防护方法如下，这也是本领域技术人员常用的方法。

在轴颈及其附近的切削部位、轮毂的平面、与其他零部件安装配合及需要的部位应涂上防腐剂；车轴轴身与车轮的内外侧面应均匀涂刷醇酸清漆或清漆(踏面、轮辋内外侧面不涂)；制动盘盘毂外露面、制动盘非摩擦面、非安装面等部位应均匀涂刷红色醇酸磁漆。

轴颈部分应使用有效的防护方式进行防护，确保不发生锈蚀和碰伤。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本实用新型的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本实用新型在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本实用新型的精神和教导范围内。

Claims

1.一种用于铁路快捷货车的轮对，包括车轴、压装在车轴上的车轮和制动盘，其特征在于：所述车轴为LZ45CrV材质制造的实心轴，轴颈直径为130mm，轴颈长度为191mm，载荷中心距轴肩距离为101mm；轮座与轴身直径比为1.15；所述车轮的辐板为锥形辐板结构，轮缘踏面外形为LM型面，轮毂外径为270mm，轮毂厚度为37mm；轮辋厚度为50mm，所述车轮的滚动圆直径为915mm，磨耗到限对应的轮辋剩余厚度为23mm，轮辋宽度为135mm，内侧毂辋距为18mm。

2.根据权利要求1所述的轮对，其特征在于，所述车轴采用轴盘制动方式，制动盘数量为2个。

3.根据权利要求1所述的轮对，其特征在于，所述轴身与轮座的过渡部分采用双圆弧过渡。

4.根据权利要求1所述的轮对，其特征在于，所述车轴的轴颈和轮座外侧的防尘板座根部设置有卸荷槽。

5.根据权利要求1所述的轮对，其特征在于，所述车轮采用CL65材质车轮钢制造。