專利名稱：鐵道車軸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鐵道機車、車輛、動車組的車輪用的軸，尤其是高轉(zhuǎn)速的鐵道車軸。
背景技術(shù)：
目前公知的鐵道車軸結(jié)構(gòu)是單純的鋼材結(jié)構(gòu)。鐵道車軸不僅徑向機械載荷大，而且轉(zhuǎn)速高，軸承摩擦產(chǎn)生熱量的一部分需要通過車軸鋼材質(zhì)的導(dǎo)熱后再通過對流換熱散入大氣中。但是，在高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的情況下，軸承摩擦產(chǎn)生的熱量增多，同時對流換熱能力有所提高，因而從車軸散熱的熱阻中導(dǎo)熱熱阻是主要的。特別是滾動軸承發(fā)出的熱量主要集中在軸承內(nèi)圈，其熱流量從徑向傳導(dǎo)到車軸后，不僅需要加強軸頸處的徑向?qū)?，同時需要提高車軸的縱向?qū)崮芰?。軸承的摩擦與軸承的冷卻是相符相成的關(guān)系，因此，現(xiàn)有鐵道車軸導(dǎo)熱能力不足是鐵道列車提高速度的一個隱患。
(三)實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有鐵道車軸導(dǎo)熱能力不足的問題，本實用新型提供一種鐵道車軸，該鐵道車軸能增大車軸的導(dǎo)熱能力，減小軸承的熱負(fù)荷。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在空心車軸的內(nèi)腔壁面加工出縱向槽道，密封后的車軸內(nèi)腔抽真空后加入常溫條件下飽和狀態(tài)的冷媒之后密封?？v向槽道使車軸以一種強化型的熱管方式增強了車軸的導(dǎo)熱能力。
車軸旋轉(zhuǎn)后，縱向槽道對液態(tài)冷媒施加切向作用力，由此產(chǎn)生的壓強促進液態(tài)冷媒沿著縱向槽道流入液態(tài)冷媒少的部位。在軸承處車軸軸頸接受的熱量通過蒸發(fā)相變而換熱，增大了軸頸處的徑向?qū)崮芰?；氣態(tài)后的冷媒由于壓力差和濃度差而流向車軸中部，進行冷凝換熱，增大了車軸的縱向?qū)崮芰Α?br> 縱向槽道強化了普通熱管導(dǎo)熱的功效，從而顯著提高了車軸的縱向與徑向?qū)崮芰Α?br> 本實用新型的有益效果是，可以保障鐵道車軸軸承在高轉(zhuǎn)速下溫升不會過高，并且外型結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有鐵道車軸有互換性。


以下結(jié)合附圖對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的機械原理圖。
圖中1.軸體，2.縱向槽道，3.冷媒，4.固定端頭，5.冷媒?jīng)_注管。
在圖1中，當(dāng)車軸高速轉(zhuǎn)動后，軸體(1)內(nèi)腔的冷媒(3)的液態(tài)部分在縱向槽道(2)內(nèi)受到切向作用力，該力產(chǎn)生的壓強可以促使液態(tài)冷媒沿著縱向槽道(2)在軸體(1)的縱向均勻分布。
軸承的熱量傳導(dǎo)到軸體(1)兩端部位后，該部位的飽和狀態(tài)冷媒(3)蒸發(fā)，以相變換熱代替金屬導(dǎo)熱而降低軸體(1)兩端部位的溫度；蒸發(fā)后的氣態(tài)形式的冷媒由于壓力差與濃度差而以氣態(tài)形式流向軸體(1)的縱向中心部位，在該處冷凝換熱后又轉(zhuǎn)化為液態(tài)冷媒(3)，以冷凝相變換熱代替金屬導(dǎo)熱。
這樣，縱向槽道(2)使鐵道車軸形成一種強化的熱管，增強了軸體(1)兩端部位的徑向?qū)岷洼S體(1)的縱向?qū)?，使得軸體(1)的兩端處于接近常溫狀態(tài)，從而保障軸承向軸體(1)兩端的導(dǎo)熱。
應(yīng)該說明的是，雖然軸體(1)內(nèi)腔、包括縱向槽道(2)內(nèi)部在內(nèi)的氣液兩相流動是非常復(fù)雜的。但是，縱向槽道(2)在高轉(zhuǎn)速下用切向作用力的壓強來強化熱管傳熱的作用是直觀的。只要沖注的冷媒(3)保證一定液面高度，效果是明顯的。
具體實施方式
在圖1中，軸體(1)的內(nèi)腔壁面上制造出縱向槽道(2)，在用釬焊等方法將固定端頭(4)與軸體(1)連接后，從冷媒?jīng)_注管(5)抽真空后加入規(guī)定數(shù)量的冷媒(3)，然后將冷媒?jīng)_注管(5)密封，從而制造出本實用新型的鐵道車軸，該鐵道車軸的外型結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的鐵道車軸具有安裝互換性。
權(quán)利要求一種鐵道車軸，由內(nèi)腔壁面帶有縱向槽道的軸體、冷媒、固定端頭、冷媒?jīng)_注管組成，其特征是軸體內(nèi)腔壁面制造成有強化熱管傳熱的縱向槽道。
專利摘要一種能夠增強導(dǎo)熱能力的鐵道車軸。它是將車軸內(nèi)腔制造成有縱向槽道的壁面，將固定端頭通過釬焊等方法連接后，從冷媒?jīng)_注管加入冷媒，縱向槽道使車軸形成一個強化的熱管，能顯著提高車軸的導(dǎo)熱能力，并且與現(xiàn)有鐵道車軸有互換性。
文檔編號B61F15/00GK2701718SQ200420004428
公開日2005年5月25日 申請日期2004年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月23日
發(fā)明者葉立國 申請人:葉立國