[发明专利]一种高制动性能货车轮及其设计方法

说明书

本发明公开了一种高制动性能货车轮及其设计方法，车轮包括轮毂、辐板和轮辋，所述辐板为弯曲结构，辐板的一端与轮毂连接，辐板的另一端与轮辋连接，所述辐板包括轮毂‑辐板过渡区、辐板主体和轮辋‑辐板过渡区，轮毂‑辐板过渡区位于轮毂与辐板主体之间，轮辋‑辐板过渡区位于轮辋与辐板主体之间，所述辐板通过圆弧分别与轮辋及轮毂连接；具有良好的制动性能，保证车轮具有合理的强度、刚度及制动热力学性能，适用于踏面制动或轴盘制动；易于批量生产，特别是易于整体锻造，轧制合格率高达99％。

技术领域

本发明涉及铁路技术领域，尤其是涉及一种高制动性能货车轮及其设计方法。

背景技术

车轮主要由轮毂，辐板，轮辋三部分组成，车轮结构主要指的是辐板结构。辐板结构主要分为四种：S型辐板，铃形辐板(又称双S型辐板)，盆型辐板，直辐板。S型辐板，铃型辐板(又称双S型辐板)，盆型辐板又可归类于弯曲辐板，相较直辐板，具有更好的力学性能。

欧洲铁路货运对车轮结构要求极高，特别是要适应45分钟连续制动的要求。设计踏面制动轨道车轮，须同时考虑应力、变形及残余应力。辐板结构对轨道车辆车轮的刚度、强度及变形有直接影响。直辐板因便于安装制动盘，常用于轮盘制动的轨道客车车辆，但其力学性能较差。弯曲辐板因具有相对较小的径向刚度及最优的热力学性能，常用于踏面制动轨道车辆，也可用于轴盘制动轨道车辆。但现有的弯曲辐板车轮长时间制动多不能满足更高要求，长时间制动性能不佳，不易于轧制批量生产，并在轧制合格率低。

发明内容

针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种高制动性能货车轮及其设计方法，其具有良好的制动性能，易于轧制。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种高制动性能货车轮，包括轮毂、辐板和轮辋，所述辐板为弯曲结构，辐板的一端与轮毂连接，辐板的另一端与轮辋连接，所述辐板包括轮毂-辐板过渡区、辐板主体和轮辋-辐板过渡区，轮毂-辐板过渡区位于轮毂与辐板主体之间，轮辋-辐板过渡区位于轮辋与辐板主体之间，所述辐板通过圆弧分别与轮辋及轮毂连接，轮毂-辐板过渡区包括圆弧曲线R1、R2、R3，圆弧曲线R1连接位于轮毂-辐板过渡区的轴线的一侧，圆弧曲线R2与R3连接位于轮毂-辐板过渡区的轴线的另一侧，圆弧曲线R1、R2的弧度方向相同且均与R3的弧度方向相反；轮辋-辐板过渡区包括圆弧曲线R4、R5、R6、R7，圆弧曲线R4与R5连接位于轮辋-辐板过渡区的轴线的一侧，圆弧曲线R6与R7连接位于轮辋-辐板过渡区的轴线的另一侧，圆弧曲线R4、R5、R6的弧度方向相同且均与R7的弧度方向相反。

所述辐板主体为弯曲-斜直结构。

所述轮毂-辐板过渡区的轴线与轮辋-辐板过渡区的轴线之间的轴向距离≥40mm。

所述辐板的厚度自辐板轮毂结合处至辐板轮辋结合处逐渐由厚变薄。

所述轮毂的外侧上设有注油孔，轮毂的内孔面上设有导油槽，注油孔的内端与导油槽相连通。

所述R1尺寸≥30mm，R2尺寸≥40mm，R3尺寸≥45mm，R4尺寸≥R5尺寸≥30mm，R6尺寸≥55mm，R7尺寸≥45mm。

所述轮毂-辐板过渡区的辐板厚度≥20mm；所述轮辋-辐板过渡区的辐板厚度≥14mm。

所述轮辋的外侧设有环形的消音槽，所述消音槽中设有消音环。

一种高制动性能货车轮的设计方法，包括以下步骤：

步骤1.辅助线设置：X轴线为车轮旋转轴线，Y轴线为轮毂中间轴线，轮毂-辐板过渡区的轴线为A，轮辋-辐板过渡区的轴线为B，轴线A与轴线B的轴向距离X2≥40mm；