УПРУГОЕ КОЛЕСО

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к железнодорожным транспортным средствам, а именно для вагонов скоростных пассажирских поездов, трамваев, метрополитена и других транспортных средств подвижного состава.
Известны конструкции упругих различных колес описанных в учебнике для ВУЗов железнодорожного транспорта «Конструирование и расчет вагонов» авт. В.В.Лукин, Л.А.Шадур, В.Н.Котуранов, А.А.Хохлов, П.С.Анисимов, г.Москва, вып. 2000 г. стр.204-213, рис.4.15, 4.16, 4.19, 4.20.
Известно упругое кольцо, содержащее горизонтальную резиновую прокладку - кольцо между бандажом и ободом колесного центра, внутренний фланец с отверстиями, через которые проходят болты, снабженные втулками. С одной боковой стороны кольцо прилегает к втулке, с другой стороны охвачено сегментом, который перемещается установочными винтами с целью центрирования бандажа и перестановки резинового кольца (рис.4.15).
Недостатком в конструкции данного упругого колеса является неполное прилегание резинового кольца к поверхностям соединяемых деталей колеса, вследствие его горизонтального расположения, что в конечном результате не обеспечивает надежное смягчение вертикальных и горизонтальных толчков при движении и торможении вагонов, и приводит к быстрому износу резиновых колец.
Известно упругое кольцо, содержащее бандаж, с фланцем, колесным центром и стягивающим кольцом в которых по окружности равномерно размещены цилиндрические углубления, а в углублениях - плоские вертикальные резиновые прокладки цилиндрической формы, смягчающие вертикальные и горизонтальные нагрузки (рис.4.16).
Недостатком в конструкции данного упругого колеса является сложность изготовления фланца, колесного центра, стягивающего кольца, и их малая площадь соприкосновения с резиновыми прокладками, что приводит к быстрому изнашиванию этих прокладок, а следовательно к малому гашению колебаний. Кроме того, стягивающее крепление расположено ниже прокладок, прокладки могут выскочить.
Известно упругое кольцо, в котором бандаж насажен на центральный диск. Между центральным диском и колесным центром расположены вертикальные резиновые вкладыши, армированные с двух сторон стальными листами, посредством нажимной шайбы, шпилек с гайками попарно связанные пластинчатыми шайбами и
прижатые к колесному центру и к центральному диску. Нажимная шайба фиксируется штифтами и болтами (рис.4.19).
Недостатком в конструкции данного упругого колеса является сложность изготовления бандажа, центрального диска. Наличие шестнадцати резиновых вкладышей-прокладок, по восемь с каждой стороны, которые могут быть разной толщины, приводит к быстрому изнашиванию этих прокладок, а следовательно к малому гашению колебаний. Кроме того, стягивающее крепление расположено помимо прокладок, прокладки могут выскочить.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является упругое колесо, в котором бандаж насажен на колесный центр. Между бандажом и колесным центром расположены вертикальные резиновые вкладыши, армированные с двух сторон стальными листами, посредством нажимной шайбы, шпилек с гайками попарно связанные пластинчатыми шайбами и прижатые к колесному центру, нажимная шайба фиксируется сваркой (рис.4.20).
Недостатком в конструкции данного упругого колеса является сложность изготовления конструктивных элементов упругого колеса и как следствие высокая стоимость. Наличие шестнадцати резиновых вкладышей-прокладок, по восемь с каждой стороны колеса, которые могут быть разной толщины, приводит к неравномерному зажатию по диаметру этих прокладок и быстрому их изнашиванию, кроме того, стягивающее крепление расположено помимо прокладок, прокладки могут выскочить, то есть, конструкция данного колеса ненадежна и недолговечна, и не обеспечивает упругости при передачи крутящего момента с уменьшением шума от вертикальных и боковых толчков при движении и торможении вагонов.
Технической задачей заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков, в частности снижение стоимости, повышение надежности, долговечности упругого колеса и качества движения.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является создание такого упругого колеса, которое обеспечивало бы упругость при передачи крутящего момента, смягчение вертикальных и боковых толчков с уменьшением шума при движении и торможении вагонов.
Технический результат достигается тем, что в упругом колесе, содержащем бандаж с диском с резиновыми элементами, ступицу с фланцем, прижимной фланец, согласно полезной модели, бандаж выполнен со сквозными отверстиями по диаметру, диск, выполнен с конусными (коническими) поверхностями и с равномерно расположенными по окружности цилиндрическими отверстиями с
привулканизированными в эти отверстия резиновыми втулками со сквозными отверстиями и резиновыми прокладками по конусным поверхностям, фланец ступицы и прижимной фланец выполнены с одной конусной поверхностью каждый, и со сквозными отверстиями, соосными с отверстиями диска для соединения болтами, гайками, шайбами.
Заявляемое упругое колесо обладает новизной, отличаясь от прототипов перечисленными выше признаками и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем результата.
Заявляемое упругое колесо может найти широкое применение в транспортном машиностроении, поэтому соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность предлагаемого упругого колеса поясняется чертежом, где представлены:
на фиг.1 - сечение предлагаемого упругого колеса.
Упругое колесо содержит бандаж 1 с диском 2, ступицу 3 с фланцем 4, прижимной фланец 5.
Диск 2, выполнен с конусными (коническими) поверхностями 6 и 7 и с равномерно расположенными по окружности цилиндрическими отверстиями 8 (в примере исполнения 12 окружностей) с привулканизированными в отверстия 8 резиновыми втулками 9 со сквозными отверстиями 10 и резиновыми прокладками 11 по конусным поверхностям 6, 7 диска 2.
Ступица 3 имеет фланец 4 с конусной поверхностью 12, прижимной фланец 5 выполнен также с конусной поверхностью 13, на фланцах 4 и 5 имеются отверстия 14, соосные с отверстиями 10 втулок 9 для соединения болтами 15, гайками 16, шайбами 17. Поверхности 12 и 13 являются посадочными для конусных поверхностей резиновых прокладок 11.
По диаметру бандажа выполнены сквозные отверстия 18 для охлаждения колес (12 штук).
Упругое колесо собирается следующим образом. Вулканизируют конусную часть диска 2, заливая резиной отверстия 8 с образованием резиновых втулок 9 с отверстиями 10 и конусные поверхности 6, 7 с образованием резиновых прокладок 11 (получают обрезиненную часть диска 2).
На конусную поверхность 12 фланца 4 ступицы 3 укладываются бандаж 1 с с диском 2 с вулканизированной конусной частью, затем прижимной фланец 5 конусной поверхностью 13 на резиновую поверхность диска 2 и в сжатом состоянии на прессе производят закрепление по соосным отверстиям 10, 14 болтами 15, гайками 16,
шайбами 17. По наружному стыку прижимного фланца 5 со ступицей 3 допускается сварка, с образованием сварочного шва для более прочного соединения.
Заявляемое упругое колесо по сравнению с прототипом более простое в изготовлении, более надежно и долговечно, возможен ремонт бандажа как в колесной паре, так и раздельно, имеет более низкую стоимость, так как состоит из минимального количества деталей и простой технологии их изготовления, упругое колесо по сравнению с прототипом обеспечивает повышение качества движения - упругость при передачи крутящего момента, смягчение вертикальных и боковых толчков с уменьшением шума при движении и торможении вагонов, за счет того что, бандаж выполнен со сквозными отверстиями по диаметру, диск, выполнен с конусными (коническими) поверхностями и с равномерно расположенными по окружности цилиндрическими отверстиями с привулканизированными в эти отверстия резиновыми втулками со сквозными отверстиями и резиновыми прокладками по конусным поверхностям, фланец ступицы и прижимной фланец выполнены с одной конусной поверхностью каждый, и со сквозными отверстиями, соосными с отверстиями диска для соединения болтами, гайками, шайбами.