轨道交通车辆用分块式剪切型弹性车轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轨道交通车辆用分块式剪切型弹性车轮，属于轻轨车辆弹性车轮技术领域。
【背景技术】
[0002]随着城市交通问题的日益突出，城市轨道车辆因其经济、环保、便捷、舒适等优点，成为城市交通的重要选择。弹性车轮是在车轮的轮箍与轮心之间嵌装减振橡胶，依靠橡胶的减振阻尼作用，起到减小轮轨冲击噪声，缓和轮轨冲击振动，提高乘客乘坐舒适性。现有弹性车轮根据减振橡胶的承载方式可分为承压型、剪切型和压剪复合型三种类型。承压型弹性车轮的橡胶元件主要承受径向压力载荷，径向刚度较大，承载能力强，但由于轴向刚度过低，导致车辆曲线安全性较差。剪切型弹性车轮的减振橡胶与车轮滚动平面近似平行布置，橡胶主要承受剪切载荷，径向刚度非常低，具有优异的减振和降噪性能。压剪复合型弹性车轮的橡胶元件呈具有一定夹角的V型结构，能够同时承受压缩和剪切载荷，结构简单，性能稳定。
[0003]随着技术的发展，转向架动力系统、制动系统等部件越来越多的直接安装在轮对上，同时城轨车辆特别是低地板有轨电车为了降低车辆地板面高度，部分转向架甚至只采用一级悬挂的方式，导致转向架簧下质量越来越大，车辆轮轨动态作用力和轮轨噪音急剧增大，这就要求车轮必须具有较低的径向刚度，以缓和车辆振动，提高旅客乘坐舒适性。因此，径向刚度低、具有优异减振降噪性能的剪切型弹性车轮得到了广泛应用。
[0004]早期的剪切型弹性车轮减振橡胶直接压缩在车轮型腔内，长时间使用后由于橡胶应力松弛，导致预压力下降，车轮容易出现滑移错位现象。为解决车轮滑移问题，后期又发展了橡胶件与车轮金属件一体硫化结构，但这种结构复杂，制造维护成本较高。而CN103707711 A所公开的《轨道交通车辆用剪切型弹性车轮》，是由两个一体式弹性盘与轮心、轮箍和压环组成的剪切型弹性车轮。但上述剪切型弹性车轮方案中的减振元件的弹性体均为整体环状结构，当车轮直径或外形接口改变时，需要重新设计制造弹性体的模具及产品，无法实现减振元件在不同车轮中的通用，增大了车轮的开发和制造成本。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种结构合理，模块化程度高，能够适用于不同车轮直径，便于组装、维护，可降低制造和使用成本，具有高减振降噪性能的轨道交通车辆用分块式剪切型弹性车轮。
[0006]本发明为达到上述目的技术方案是:一种轨道交通车辆用分块式剪切型弹性车轮，包括轮心、圆环状的压环以及轮箍和连接在轮心、压环及轮箍之间的弹性体，其特征在于:所述轮心内侧具有翼板、外侧具有安装槽，压环通过过盈或过渡配合设置在轮心的安装槽处并通过紧固件与轮心固定连接，轮箍上的腹板设置在压环与翼板之间，并将压环与翼板之间的空间分割成对称设置的左环形空腔和右环形空腔，所述的弹性体由数个不相连的弹性单元构成，且数个弹性单元分别沿圆周均布在左环形空腔和右环形空腔内；所述的弹性单元包括弹性块以及与弹性块内外侧硫化固定的内金属板和外金属板，左环形空腔和右环形空腔内的各内金属板上的内定位凸台压接在腹板各自对应的内定位孔内，左环形空腔内的各外金属板上的外定位凸台压接在自各对应压环的左定位孔内，右环形空腔内的各外金属板上的外定位凸台压接在各自对应翼板的右定位孔内，且各弹性单元在左环形空腔和右环形空腔不能转动;所述压环外圆及轮心的翼板外圆与轮箍的孔壁之间设有径向变形间隙H1，腹板内圆与轮心外圆之间也设有径向变形间隙H2，各弹性块的中心面与轮箍滚动平面之间的夹角Θ在0°?25°。
[0007]其中:所述左环形空腔内的至少两个弹性单元及右环形空腔内的至少两个弹性单元中的弹性块上具有将列车接地回流电流经轮箍传递至钢轨的导电体，且导电体的端部分别与内金属板和外金属板相接。
[0008]所述的导电体采用表面电阻率小于5X10—3Ω的金属丝编制成柱状结。
[0009]所述左环形空腔内的弹性单元与右环形空腔内的弹性单元同轴设置，或左环形空腔内的弹性单元与右环形空腔内的弹性单元相错设置。
[0010]所述弹性单元的弹性块呈圆形或多边形，而内金属板上的内定凸台为圆形或圆锥形的凸台，外金属板上的外定位凸台为圆形或圆锥形的凸台，内金属板上的内定位凸台过渡或过盈压接在腹板圆形或圆锥形的内定位孔内，外金属板上的外定位凸台过渡或过盈压接压环圆形或圆锥形的左定位孔内及翼板圆形或圆锥形的右定位孔内，防转螺钉穿过外金属板上的防转孔并旋接在压环的防转螺纹孔及翼板的防转螺纹孔内。
[0011]所述压环上的防转螺纹孔及翼板上的防转螺纹孔均布设置，压环上的防转螺纹孔与压环径向方向的夹角α及翼板上的防转螺纹孔与翼板的径向方向的夹角α在15°?60°。
[0012]所述弹性单元的弹性块呈圆形或多边形，内金属板上的内定凸台为多边形的凸台，外金属板上的外定位凸台为多边形的凸台，内金属板上的内定位凸台过渡或过盈压接在腹板多边形的内定位孔内，外金属板上的外定位凸台过渡或过盈压接压环多边形的左定位孔内及翼板多边形的右定位孔内。
[0013]所述左环形空腔内的弹性单元沿圆周方向设有8?25个，右环形空腔内的弹性单元沿圆周方向设有8?25个。
[0014]所述压环接近轮心安装槽一侧的圆周方向均布有多个螺钉安装孔、接近轮箍一侧的圆周方向均布有多个双头螺柱安装孔，轮心在安装槽设有对应的多个螺纹孔、翼板上设有对应的多个螺柱螺纹孔，轮箍的腹板上设有各双头螺柱穿过的通孔，各紧固螺钉穿过压环上的螺钉安装孔旋接在对应的螺纹孔内，各双头螺柱设置在腹板对应的通孔内，且双头螺柱的右侧旋接在翼板对应的螺柱螺纹孔内，左侧穿过压环对应的双头螺柱安装孔并通过螺母锁紧。
[00?5] 所述的径向变形间隙Η1在2?8mm，径向变形间隙H2在2?8mm。
[0016]本发明的分块式剪切型弹性车轮采用轮心、压环、轮箍以及模块化的弹性单元构成的弹性体，将轮心内侧设有翼板、外侧设有安装槽，压环通过紧固件固定连接在轮心上时，轮箍上的腹板能将压环与翼板之间的空间分割成两个对称的左环形空腔和右环形空腔，将多个弹性单元沿圆周均匀均布在左环形空腔和右环形空腔内，通过各弹性单元上内金属板上的内定位凸台与轮箍其腹板上的内定位孔连接，外金属板上的外定位凸起则分别与压环及轮心上的翼板对应的左右定位孔孔配合连接，不仅能方便将各弹性单元均匀对称的压接在轮心、压环以及轮箍组成的环形空腔内，而且弹性块中心面与轮箍的滚动平面间的夹角Θ在0°?25°，加之压环外圆及轮心的翼板外圆与轮箍的孔壁之间具有径向变形间隙H1，同时轮箍的腹板内圆与轮心外圆之间也设有径向变形间隙H2，在车轮运行过程中各弹性单元主要承受剪切载荷，使弹性车轮的径向刚度大大降低，能将弹性车轮的径向刚度降低到50kN/mm以下，可代替车辆的一系悬挂，降低转向架的簧下质量，减轻车辆轮轨动态作用力和轮轨噪音，缓和车辆振动，提高旅客乘坐舒适性，具有优异减振降噪性能，结构简单合理。
[0017]本发明弹性体采用了多个独立的弹性单元作为弹性体，因此可根据车轮直径的大小改变弹性单元的安装数量，实现了弹性体的模块化设计，当车轮直径或外形尺寸改变时只需改变弹性单元的安装数量即可，从而避免了重新设计制作弹性元件，提高了产品研发效率，降低了产品制造成本。本发明将弹性块与内外两侧金属板硫化成一体，提高了弹性单元的承载能力，延长了其使用寿命。本发明弹性单元在左环形空腔和右环形空腔不能转动，使弹性单元与车轮金属部件之间实现了固定连接，同时也使左环形空腔和右环形空腔内的弹性单元能可靠与轮心和压环板固定，避免了弹性体在车轮内腔中出现滑移、旋转的现象，提高了车轮的安全可靠性。
[0018]本发明左环形空腔和右环形空腔内的至少两个弹性单元，在弹性块内具有将列车接地回流电流经过轮箍传递至钢轨的导电体，由于导电体与内外两侧的金属板连接，因此能将列车的接地回流电流经导电体、金属板而传递至轮箍，最后经轨道传到地面，在能保证弹性块的优良的阻尼性前提下，又能省掉专门的接地导线装置，而满足导电功能，既节约了安装空间又降低了生产成本。本发明弹性车轮的压环接近轮心安装槽一侧的圆周方向，通过均布的固定螺钉与轮心连接，而压环接近轮箍一侧的圆周方向是通过均布的多个头螺柱与轮心的翼板连接，当车轮检修维护时只需使用扳手等常用工具就可以将车轮组装分解，实现更换轮箍、弹性单元等零件的操作，提高了车轮的可维护性，降低了使用和维护成本。
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。
[0020]图1是本发明轨道交通车辆用分块式剪切型弹性车轮的结构示意图。
[0021]图2是图1的A-A剖视结构示意图。
[0022]图3是图1的B-B剖视结构示意图。
[0023]图4是图2的C-C剖视结构示意图。