Железнодорожное колесо
RAILWAY WHEEL

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к колесам железнодорожных транспортных средств, и может быть использовано в транспортной отрасли промышленности.
В качестве прототипа выбрано железнодорожное колесо, которое на поверхности ступицы имеет элементы для размещения идентификационной метки, выполненные в виде группы глухих отверстий [RU2606410, дата публикации: 20.12.2016 г., МПК: B61L 25/00].
Недостатком прототипа является высокий риск дефекта ступицы железнодорожного колеса из-за высокой концентрации напряжений в области каждого глухого отверстия для размещения идентификационной метки, вследствие чего повышается риск возникновения локальных трещин ступицы в процессе эксплуатации железнодорожного колеса и возникновения его дефекта, что существенным образом снижает надежность железнодорожного колеса.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в необходимости повышения надежности железнодорожного колеса.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении риска дефекта ступицы железнодорожного колеса.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Железнодорожное колесо имеет на поверхности ступицы элемент для размещения идентификационной метки. В отличие от прототипа элемент для размещения идентификационной метки выполнен в виде кольцевой канавки, а в месте сопряжения ступицы и кольцевой канавки выполнена переходная поверхность.
Элемент для размещения идентификационной метки выполнен в виде кольцевой канавки, а в месте сопряжения ступицы и кольцевой канавки выполнена переходная поверхность, что снижает концентрацию напряжений, тем самым снижая риск дефекта ступицы железнодорожного колеса.
Кольцевая канавка может быть расположена на ступице внутри или снаружи железнодорожного колеса. Глубина кольцевой канавки может составлять от 5 до 20 мм, а ее ширина может составлять от 5 до 30 мм, что обеспечивает возможность надежной фиксации идентификационной метки и снижает риск дефекта ступицы колеса. Кольцевая канавка в поперечном сечении может иметь прямоугольную или квадратную форму. Однако для снижения концентрации напряжений и риска дефекта ступицы железнодорожного колеса кольцевая канавка в поперечном сечении может иметь дугообразную форму.
Переходная поверхность в месте сопряжения ступицы и кольцевой канавки может быть представлена в виде скругления или фаски, полученной одной или более линейными поверхностями, что также влияет на снижение концентрации напряжений и снижает риск дефекта ступицы железнодорожного колеса.
Скругление может быть выполнено по радиусу величиной от 0,5 до 10 мм, при котором снижается концентрация напряжений и риск дефекта ступицы железнодорожного колеса. В случае, если радиус скругления будет менее 0,5 мм, то снижения концентрации напряжений не происходит, либо оно происходит, однако его величина не значительна. В случае, если радиус скругления будет более 10 мм, то при отсутствии положительного влияния на снижение концентрации напряжений, существенно повышает трудоемкость и материалоемкость изготовления колеса. В наиболее предпочтительном варианте исполнения величина радиуса скругления может составлять от 1 до 3 мм, что обеспечивает оптимальное соотношение между снижением концентрации напряжений и прочностными характеристиками ступицы.
Фаска может быть выполнена под углом величиной от 30 до 50° и шириной от 1 до 5 мм, при которых происходит снижение концентрации напряжений и при этом не происходит существенного уменьшения объема ступицы, снижая риск возникновения ее дефекта. В наиболее предпочтительном варианте исполнения величина угла может составлять от 35 до 45°, что обеспечивает оптимальное соотношение между снижением концентрации напряжений и прочностными характеристиками ступицы.
Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Изобретение характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что элемент для размещения идентификационной метки выполнен в виде кольцевой канавки, а в месте сопряжения ступицы и кольцевой канавки выполнена переходная поверхность, что совокупно позволяет снизить концентрацию напряжений в области элемента для установки метки, тем самым снижая риск возникновения локальных трещин ступицы колеса.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска дефекта ступицы железнодорожного колеса, тем самым
повышается надежность железнодорожного колеса.
Изобретение обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Из уровня техники известно железнодорожное колесо, у которого на поверхности ступицы выполнена группа глухих отверстий для размещения идентификационной метки.
Однако из уровня техники не известно железнодорожное колесо, у которого для размещения идентификационной метки на поверхности ступицы выполнена кольцевая канавка, а в месте сопряжения ступицы и кольцевой канавки выполнена переходная поверхность, снижающие риск дефекта ступицы железнодорожного колеса. Ввиду этого изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется следующими фигурами.
Фиг.1 – Железнодорожное колесо, продольный разрез половины вида сбоку.
Фиг.2 – Железнодорожное колесо с установленной радиочастотной идентификационной меткой, продольный разрез половины вида сбоку.
Фиг.3 – Железнодорожное колесо, переходная поверхность представлена в виде скругления, фрагмент вида сбоку.
Фиг.4 – Железнодорожное колесо, переходная поверхность представлена в виде фаски, фрагмент вида сбоку.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути изобретения ниже представлен вариант его осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Железнодорожное колесо на поверхности ступицы 1 с внутренней стороны колеса имеет кольцевую канавку для размещения идентификационной метки, сопряженную со ступицей переходной поверхностью 2.
Изобретение работает следующим образом.
Перед вводом железнодорожного колеса в эксплуатацию в канавке размещается и неподвижно фиксируется радиочастотная идентификационная метка 3. При этом в процессе эксплуатации железнодорожного колеса за счет переходной поверхности 2, снижается концентрация напряжений в области канавки, тем самым снижая риск возникновения локальных трещин ступицы 1 колеса.
Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска возникновения дефекта ступицы железнодорожного колеса, тем самым повышается его надежность.