ПРОФИЛЬ ГРЕБНЯ УПОРНОГО ДИСКА КОЛЕСА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
PROFILE OF RAILROAD VEHICLE WHEEL BEARING DISK FLANGE

Изобретение относится к рельсовому транспорту, начиная от железнодорожного подвижного состава до мостовых подъемных кранов и монорельсовых дорог.
Известны колеса рельсовых транспортных средств, содержащие упругие элементы, гасящие вибрации, вызываемые перемещением по рельсовой колее, например "Упругое колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству СССР №1775319, МКИ 7 В60В 9/12. За прототип на основании наибольшего совпадения принято "Колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству РФ №2207250, конструкция которого имеет упорный диск, по периметру которого имеется гребень, ступицу, упругий элемент, подшипники, подрессоренный бандаж, независимо вращающегося относительно упорного диска и оси колесной пары.
Недостатком этих решений является наличие прямолинейной образующей боковой поверхности гребня упорного диска, контактирующей с головкой рельса. Это является причиной недостаточного уровня безопасности движения колеса колесной пары.
Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении безопасности движения и комфортности внутри экипажа, в увеличении ресурса упорного диска и снижении сопротивления движению колеса колесной пары.
Суть изобретения состоит в том, что указанная цель достигается за счет замены прямолинейной образующей боковой поверхности гребня упорного диска, контактирующей с боковой поверхностью головки рельса, на криволинейную образующую (например, параболическую), выпуклостью направленную в сторону головки рельса.
На фиг.1 представлена конструкция колеса рельсового транспортного средства. На фиг.2 в увеличенном масштабе показаны профили образующей боковой поверхности гребня 9 упорного диска 2, контактирующей с головкой рельса 10.
Из фиг.1 видно, что конструкция колеса состоит из упорного диска 2 и ступицы 5, независимо вращающихся относительно друг друга. Упорный диск 2 жестко насажен на ось 1, которая имеет возможность вращаться в буксовых подшипниках 8. По периметру упорного диска 2 сформирован гребень 9. Ступица 5 посредством подшипника 7 установлена на оси колесной пары 1. На ступице 5 посредством упругой прокладки 6 установлен подрессоренный бандаж 4.
Боковая поверхность гребня 9 задается криволинейной образующей, выпуклостью направленной в сторону головки рельса 10. Боковую поверхность гребня можно разделить на две зоны: участок поверхности в зоне КА контактирует с верхней частью боковой поверхности головки рельса при прохождении кривых участков пути; второй участок боковой поверхности в зоне СВ контактирует с остряком стрелочного перевода рельсовой колеи. В обоих этих случаях на гребень действует горизонтально-поперечная направляющая сила.
Гребень с криволинейным очертанием боковой поверхности работает следующим образом. При прохождении кривых участков пути колесом с подрессоренным бандажом боковая поверхность гребня 9 контактирует с головкой рельса 10 на участке КА и воспринимает горизонтально-поперечную направляющую силу. На этом участке угол (γ) наклона касательной к образующей боковой поверхности в точке контакта имеет наименьшее значение. Поэтому вертикальная составляющая от направляющего усилия минимальна и значительно меньше, чем вертикальная нагрузка колеса. При таком соотношении вертикальных сил значительно сокращается вероятность вкатывания гребня колеса на рельс.
При вписывании колесной пары с подрессоренными бандажами в стрелочный перевод рельсовой колеи точка контакта гребня с остряком находится в нижней части участка образующей (СВ) боковой поверхности гребня 9. На этом участке значение угла (γ) наклона касательной в точке контакта гребня и остряка больше, чем на верхнем участке (КА) и по сравнению с углом наклона прямолинейной образующей (отрезок АВ). Поэтому значение угла γ в точке контакта гребня и остряка вполне достаточно для надежного «захвата» боковой поверхностью гребня направляющей боковой поверхности остряка стрелочного перевода. По мере перемещения колеса в продольном направлении направляющая боковая поверхность остряка увеличивается по высоте и точка контакта гребня и остряка перемещается вверх в зону меньшего значения угла γ.
Технический результат - повышение ресурса упорного диска, безопасности движения, комфортности внутри экипажа.
Повышение безопасности движения и комфортности внутри экипажа обеспечивается за счет придания образующей участка боковой поверхности гребня упорного диска, контактирующего с головкой рельса, выпуклой криволинейной конфигурации.