ШУМОПОГЛОЩАЮЩЕЕ КОЛЕСО ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Полезная модель относится к рельсовому транспорту и может быть использована на железнодорожном транспорте, трамвае, метрополитене, подвесном рельсовом транспорте для уменьшения шума и вибраций, генерируемых колесными парами подвижного состава при движении по рельсам.
Известно устройство для уменьшения шума колес железнодорожного транспортного средства при движении по рельсам, обеспечивающее гашение вибрации колес для уменьшения шума при их движении по рельсам и содержащее две плоские кольцеобразные металлические пластины, соединенные вместе и прикрепленные к колесу в передней его части. Эти пластины и закрывают пространство между ступицей и ободом колеса. Обе пластины имеют канал в центре и расположены концентрически (WO, заявка №2008/12855, МПК В60В 17/00, опубл. 31.01.2008).
Недостатком этой конструкции является сложность конструкции и низкое шумо- и вибропоглощение из-за того, что металлическое шумопоглощающее устройство жестко контактирует с шумоизлучателем.
Также известно устройство колеса рельсового транспортного средства с шумоизолирующим покрытием, содержащее на одной или на обеих поверхностях диска колеса нанесенное методом прессовки композитное покрытие, включающее вязкоупругий слой из вспененного материала и металлическую мембрану (ЕР, заявка №1026009, МПК В60В 17/00, опубл. 09.08.2000).
Недостатком этой конструкции является сложность конструкции и низкое шумопоглощение из-за того, что использованная в устройстве металлическая мембрана сама по себе является излучателем шума.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является принятое за прототип колесо рельсового транспортного средства, где на одной из поверхностей диска колеса закреплено шумопоглощающее покрытие, включающее средний слой из вязкоупругого материала и защитное покрытие, изготовленное из металла или углепластика (ЕР, заявка №0872358, МПК В60В 17/00, опубл. 21.10.1998).
Недостатком этой конструкции является сложность конструкции и низкое шумопоглощение в связи с тем, что структура материалов, используемых в устройстве, является сплошной.
Техническим результатом полезной модели является повышение шумопоглощающего и вибропоглощающего эффекта для колеса железнодорожного транспортного средства и упрощение конструкции шумоизолирующего покрытия.
Указанный технический результат достигается тем, что в шумопоглощающем колесе для железнодорожного транспорта, содержащем ступицу, обод с поверхностью катания колеса и гребнем колеса и диск колеса, поверхность диска колеса от ступицы до обода содержит шумоизолирующее покрытие, состоящее как минимум из двух слоев. Первый слой шумоизолирующего покрытия, прилегающий к поверхности диска колеса, выполнен из крупнопористого эластомерного материала и имеет высокий коэффициент звукопоглощения, второй слой шумоизолирующего покрытия выполнен из мелкопористого эластомерного материала и имеет коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, шумоизолирующее покрытие нанесено на поверхность диска колеса методом напыления.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображено железнодорожное колесо в разрезе.
Шумопоглощающее колесо железнодорожного транспорта, состоящее из ступицы 1, обода 2 с поверхностью катания 3 колеса и гребнем 4 колеса и диска 5 колеса, поверхность диска 5 колеса от ступицы 1 до обода 2 содержит вязкоупругое шумоизолирующее покрытие, состоящее как минимум из двух слоев эластомерного материала типа полиуретан, первый слой 6 шумоизолирующего покрытия, прилегающий к поверхности диска 5 колеса, выполнен из крупнопористого эластомерного материала и имеет высокий коэффициент звукопоглощения, второй слой 7 шумоизолирующего покрытия выполнен из мелкопористого эластомерного материала и имеет коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения. Покрытие нанесено на поверхность диска колеса методом напыления.
Шумопоглощающее колесо для железнодорожного транспорта функционирует следующим образом.
При качении колеса по рельсу вырабатывается вибрационный шум, энергия звуковой волны которого, проходя через прилегающий к поверхности диска 5 первый слой 6 крупнопористого эластомерного материала, имеющего высокий коэффициент звукопоглощения, многократно преломляется в каждой поре на границе раздела сред и далее многократно отражается от второго слоя 7 мелкопористого эластомерного материала, у которого коэффициент пропускания стремится к минимуму, а коэффициент отражения стремится к максимуму. Вследствие преодоления внутреннего трения, возникающего при прохождении звуковой волны через границы раздела сред в порах звукопоглощающего материала первого слоя 6, энергия переходит из звуковой в тепловую (диссипация, рассеивание энергии), что обеспечивает эффективное шумопоглощение. При этом эластомерный материал, примененный в обоих слоях, обеспечивает эффективное виброгашение.
Нанесение покрытий из эластомерного материала методом напыления прочно приклеивает их к поверхности диска колеса без дополнительного крепежа и позволяет исключить даже минимальные зазоры в зоне приклеивания, что также повышает шумопоглощающий и вибропоглощающий эффект.
Данное шумоизолирующее покрытие железнодорожного колеса обеспечивает эффективную шумо- и виброизоляцию и шумо- и вибропоглощение в широком диапазоне частот без усложнения конструкции и ухудшения ее других свойств.