軌道交通車輛用分塊式剪切型彈性車輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軌道交通車輛用分塊式剪切型彈性車輪，屬于輕軌車輛彈性車輪技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市交通問題的日益突出，城市軌道車輛因其經(jīng)濟、環(huán)保、便捷、舒適等優(yōu)點，成為城市交通的重要選擇。彈性車輪是在車輪的輪箍與輪心之間嵌裝減振橡膠，依靠橡膠的減振阻尼作用，起到減小輪軌沖擊噪聲，緩和輪軌沖擊振動，提高乘客乘坐舒適性。現(xiàn)有彈性車輪根據(jù)減振橡膠的承載方式可分為承壓型、剪切型和壓剪復(fù)合型三種類型。承壓型彈性車輪的橡膠元件主要承受徑向壓力載荷，徑向剛度較大，承載能力強，但由于軸向剛度過低，導(dǎo)致車輛曲線安全性較差。剪切型彈性車輪的減振橡膠與車輪滾動平面近似平行布置，橡膠主要承受剪切載荷，徑向剛度非常低，具有優(yōu)異的減振和降噪性能。壓剪復(fù)合型彈性車輪的橡膠元件呈具有一定夾角的V型結(jié)構(gòu)，能夠同時承受壓縮和剪切載荷，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定。
[0003]隨著技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)向架動力系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等部件越來越多的直接安裝在輪對上，同時城軌車輛特別是低地板有軌電車為了降低車輛地板面高度，部分轉(zhuǎn)向架甚至只采用一級懸掛的方式，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架簧下質(zhì)量越來越大，車輛輪軌動態(tài)作用力和輪軌噪音急劇增大，這就要求車輪必須具有較低的徑向剛度，以緩和車輛振動，提高旅客乘坐舒適性。因此，徑向剛度低、具有優(yōu)異減振降噪性能的剪切型彈性車輪得到了廣泛應(yīng)用。
[0004]早期的剪切型彈性車輪減振橡膠直接壓縮在車輪型腔內(nèi)，長時間使用后由于橡膠應(yīng)力松弛，導(dǎo)致預(yù)壓力下降，車輪容易出現(xiàn)滑移錯位現(xiàn)象。為解決車輪滑移問題，后期又發(fā)展了橡膠件與車輪金屬件一體硫化結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造維護成本較高。而CN103707711 A所公開的《軌道交通車輛用剪切型彈性車輪》，是由兩個一體式彈性盤與輪心、輪箍和壓環(huán)組成的剪切型彈性車輪。但上述剪切型彈性車輪方案中的減振元件的彈性體均為整體環(huán)狀結(jié)構(gòu)，當車輪直徑或外形接口改變時，需要重新設(shè)計制造彈性體的模具及產(chǎn)品，無法實現(xiàn)減振元件在不同車輪中的通用，增大了車輪的開發(fā)和制造成本。

【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，模塊化程度高，能夠適用于不同車輪直徑，便于組裝、維護，可降低制造和使用成本，具有高減振降噪性能的軌道交通車輛用分塊式剪切型彈性車輪。
[0006]本發(fā)明為達到上述目的技術(shù)方案是:一種軌道交通車輛用分塊式剪切型彈性車輪，包括輪心、圓環(huán)狀的壓環(huán)以及輪箍和連接在輪心、壓環(huán)及輪箍之間的彈性體，其特征在于:所述輪心內(nèi)側(cè)具有翼板、外側(cè)具有安裝槽，壓環(huán)通過過盈或過渡配合設(shè)置在輪心的安裝槽處并通過緊固件與輪心固定連接，輪箍上的腹板設(shè)置在壓環(huán)與翼板之間，并將壓環(huán)與翼板之間的空間分割成對稱設(shè)置的左環(huán)形空腔和右環(huán)形空腔，所述的彈性體由數(shù)個不相連的彈性單元構(gòu)成，且數(shù)個彈性單元分別沿圓周均布在左環(huán)形空腔和右環(huán)形空腔內(nèi)；所述的彈性單元包括彈性塊以及與彈性塊內(nèi)外側(cè)硫化固定的內(nèi)金屬板和外金屬板，左環(huán)形空腔和右環(huán)形空腔內(nèi)的各內(nèi)金屬板上的內(nèi)定位凸臺壓接在腹板各自對應(yīng)的內(nèi)定位孔內(nèi)，左環(huán)形空腔內(nèi)的各外金屬板上的外定位凸臺壓接在自各對應(yīng)壓環(huán)的左定位孔內(nèi)，右環(huán)形空腔內(nèi)的各外金屬板上的外定位凸臺壓接在各自對應(yīng)翼板的右定位孔內(nèi)，且各彈性單元在左環(huán)形空腔和右環(huán)形空腔不能轉(zhuǎn)動;所述壓環(huán)外圓及輪心的翼板外圓與輪箍的孔壁之間設(shè)有徑向變形間隙H1，腹板內(nèi)圓與輪心外圓之間也設(shè)有徑向變形間隙H2，各彈性塊的中心面與輪箍滾動平面之間的夾角Θ在0°?25°。
[0007]其中:所述左環(huán)形空腔內(nèi)的至少兩個彈性單元及右環(huán)形空腔內(nèi)的至少兩個彈性單元中的彈性塊上具有將列車接地回流電流經(jīng)輪箍傳遞至鋼軌的導(dǎo)電體，且導(dǎo)電體的端部分別與內(nèi)金屬板和外金屬板相接。
[0008]所述的導(dǎo)電體采用表面電阻率小于5X10—3Ω的金屬絲編制成柱狀結(jié)。
[0009]所述左環(huán)形空腔內(nèi)的彈性單元與右環(huán)形空腔內(nèi)的彈性單元同軸設(shè)置，或左環(huán)形空腔內(nèi)的彈性單元與右環(huán)形空腔內(nèi)的彈性單元相錯設(shè)置。
[0010]所述彈性單元的彈性塊呈圓形或多邊形，而內(nèi)金屬板上的內(nèi)定凸臺為圓形或圓錐形的凸臺，外金屬板上的外定位凸臺為圓形或圓錐形的凸臺，內(nèi)金屬板上的內(nèi)定位凸臺過渡或過盈壓接在腹板圓形或圓錐形的內(nèi)定位孔內(nèi)，外金屬板上的外定位凸臺過渡或過盈壓接壓環(huán)圓形或圓錐形的左定位孔內(nèi)及翼板圓形或圓錐形的右定位孔內(nèi)，防轉(zhuǎn)螺釘穿過外金屬板上的防轉(zhuǎn)孔并旋接在壓環(huán)的防轉(zhuǎn)螺紋孔及翼板的防轉(zhuǎn)螺紋孔內(nèi)。
[0011]所述壓環(huán)上的防轉(zhuǎn)螺紋孔及翼板上的防轉(zhuǎn)螺紋孔均布設(shè)置，壓環(huán)上的防轉(zhuǎn)螺紋孔與壓環(huán)徑向方向的夾角α及翼板上的防轉(zhuǎn)螺紋孔與翼板的徑向方向的夾角α在15°?60°。
[0012]所述彈性單元的彈性塊呈圓形或多邊形，內(nèi)金屬板上的內(nèi)定凸臺為多邊形的凸臺，外金屬板上的外定位凸臺為多邊形的凸臺，內(nèi)金屬板上的內(nèi)定位凸臺過渡或過盈壓接在腹板多邊形的內(nèi)定位孔內(nèi)，外金屬板上的外定位凸臺過渡或過盈壓接壓環(huán)多邊形的左定位孔內(nèi)及翼板多邊形的右定位孔內(nèi)。
[0013]所述左環(huán)形空腔內(nèi)的彈性單元沿圓周方向設(shè)有8?25個，右環(huán)形空腔內(nèi)的彈性單元沿圓周方向設(shè)有8?25個。
[0014]所述壓環(huán)接近輪心安裝槽一側(cè)的圓周方向均布有多個螺釘安裝孔、接近輪箍一側(cè)的圓周方向均布有多個雙頭螺柱安裝孔，輪心在安裝槽設(shè)有對應(yīng)的多個螺紋孔、翼板上設(shè)有對應(yīng)的多個螺柱螺紋孔，輪箍的腹板上設(shè)有各雙頭螺柱穿過的通孔，各緊固螺釘穿過壓環(huán)上的螺釘安裝孔旋接在對應(yīng)的螺紋孔內(nèi)，各雙頭螺柱設(shè)置在腹板對應(yīng)的通孔內(nèi)，且雙頭螺柱的右側(cè)旋接在翼板對應(yīng)的螺柱螺紋孔內(nèi)，左側(cè)穿過壓環(huán)對應(yīng)的雙頭螺柱安裝孔并通過螺母鎖緊。
[00?5] 所述的徑向變形間隙Η1在2?8mm，徑向變形間隙H2在2?8mm。
[0016]本發(fā)明的分塊式剪切型彈性車輪采用輪心、壓環(huán)、輪箍以及模塊化的彈性單元構(gòu)成的彈性體，將輪心內(nèi)側(cè)設(shè)有翼板、外側(cè)設(shè)有安裝槽，壓環(huán)通過緊固件固定連接在輪心上時，輪箍上的腹板能將壓環(huán)與翼板之間的空間分割成兩個對稱的左環(huán)形空腔和右環(huán)形空腔，將多個彈性單元沿圓周均勻均布在左環(huán)形空腔和右環(huán)形空腔內(nèi)，通過各彈性單元上內(nèi)金屬板上的內(nèi)定位凸臺與輪箍其腹板上的內(nèi)定位孔連接，外金屬板上的外定位凸起則分別與壓環(huán)及輪心上的翼板對應(yīng)的左右定位孔孔配合連接，不僅能方便將各彈性單元均勻?qū)ΨQ的壓接在輪心、壓環(huán)以及輪箍組成的環(huán)形空腔內(nèi)，而且彈性塊中心面與輪箍的滾動平面間的夾角Θ在0°?25°，加之壓環(huán)外圓及輪心的翼板外圓與輪箍的孔壁之間具有徑向變形間隙H1，同時輪箍的腹板內(nèi)圓與輪心外圓之間也設(shè)有徑向變形間隙H2，在車輪運行過程中各彈性單元主要承受剪切載荷，使彈性車輪的徑向剛度大大降低，能將彈性車輪的徑向剛度降低到50kN/mm以下，可代替車輛的一系懸掛，降低轉(zhuǎn)向架的簧下質(zhì)量，減輕車輛輪軌動態(tài)作用力和輪軌噪音，緩和車輛振動，提高旅客乘坐舒適性，具有優(yōu)異減振降噪性能，結(jié)構(gòu)簡單合理。
[0017]本發(fā)明彈性體采用了多個獨立的彈性單元作為彈性體，因此可根據(jù)車輪直徑的大小改變彈性單元的安裝數(shù)量，實現(xiàn)了彈性體的模塊化設(shè)計，當車輪直徑或外形尺寸改變時只需改變彈性單元的安裝數(shù)量即可，從而避免了重新設(shè)計制作彈性元件，提高了產(chǎn)品研發(fā)效率，降低了產(chǎn)品制造成本。本發(fā)明將彈性塊與內(nèi)外兩側(cè)金屬板硫化成一體，提高了彈性單元的承載能力，延長了其使用壽命。本發(fā)明彈性單元在左環(huán)形空腔和右環(huán)形空腔不能轉(zhuǎn)動，使彈性單元與車輪金屬部件之間實現(xiàn)了固定連接，同時也使左環(huán)形空腔和右環(huán)形空腔內(nèi)的彈性單元能可靠與輪心和壓環(huán)板固定，避免了彈性體在車輪內(nèi)腔中出現(xiàn)滑移、旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，提高了車輪的安全可靠性。
[0018]本發(fā)明左環(huán)形空腔和右環(huán)形空腔內(nèi)的至少兩個彈性單元，在彈性塊內(nèi)具有將列車接地回流電流經(jīng)過輪箍傳遞至鋼軌的導(dǎo)電體，由于導(dǎo)電體與內(nèi)外兩側(cè)的金屬板連接，因此能將列車的接地回流電流經(jīng)導(dǎo)電體、金屬板而傳遞至輪箍，最后經(jīng)軌道傳到地面，在能保證彈性塊的優(yōu)良的阻尼性前提下，又能省掉專門的接地導(dǎo)線裝置，而滿足導(dǎo)電功能，既節(jié)約了安裝空間又降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明彈性車輪的壓環(huán)接近輪心安裝槽一側(cè)的圓周方向，通過均布的固定螺釘與輪心連接，而壓環(huán)接近輪箍一側(cè)的圓周方向是通過均布的多個頭螺柱與輪心的翼板連接，當車輪檢修維護時只需使用扳手等常用工具就可以將車輪組裝分解，實現(xiàn)更換輪箍、彈性單元等零件的操作，提高了車輪的可維護性，降低了使用和維護成本。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的詳細描述。
[0020]圖1是本發(fā)明軌道交通車輛用分塊式剪切型彈性車輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是圖1的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是圖2的C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖。