一种动车组车轮的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种动车组车轮,包括辐板、轮辋和轮毂，辐板设置在所述轮辋与所述轮毂之间，动车组车轮的直径为920mm，磨耗到限直径为850mm，有效磨耗厚度为35mm，轮辋的内径为800mm，轮毂的孔径为191mm，轮毂的厚度为30mm，轮毂的宽度175mm，轮辋的宽度135mm，内侧毂辋距为15mm。本实用新型相对于同类型车轮，不仅具有强度高、重量轻、噪音小的技术特点，还可以提高动车组检修质量和使用效率，降低动车组检修维护成本。
【专利说明】
一种动车组车轮
技术领域
[0001] 本实用新型涉及交通运输领域，更具体地，涉及一种用于动车组的车轮。
【背景技术】
[0002] 高速列车是高效运输工具，以其灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适为特点，备受世 界各国青睐。自1964年日本首次开行高速列车以来，经过50余年的发展，形成了以日本新干 线N700系与E5系、法国TGV和德国ICE为代表的高速列车技术。我国动车组型号众多，在 CRH1、CRH2、CRH3等原始车型基础上发展成多个速度等级为350km的高速动车组车型，如 CRH380A、CRH380AL、CRH2C 二阶段、CRH380B、CRH380BL、CRH380CL、CRH380D 等。高速动车组列 车对于满足我国不同地区的运用需求具有显著的促进作用。然而，动车组类型众多，对于运 用维护、维修造成了一定程度的影响，亟需对各系列动车组进行统型，同时研发具有我国完 全自主知识产权的动车组列车具有重要意义。 【实用新型内容】
[0003] 为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型根据中国铁路总公司提出的"中国标准 动车组"概念，以"中国标准动车组"轮轴设计为技术依托，采用顶层设计的思路，设计了一 种动车组车轮，其运行速度350km/h，该车轮可应用于中国标准动车组的拖车轮对，也可用 于采用轴盘制动方式的其他动车组的动车轮对或拖车轮对，接口尺寸符合TJ/CL342-2014 《时速350km中国标准动车组暂行技术条件》的相关要求。
[0004] 本实用新型提出一种用于动车组的车轮，该车轮采用轴盘制动方式，其结构和尺 寸的基本参数为：
[0005] 动车组车轮的直径为920mm，磨耗到限直径为850mm，有效磨耗厚度为35mm，轮辋的 内径为800mm，轮毂的孔径为191mm，轮毂的厚度为30mm，轮毂的宽度175mm，轮辋的宽度 135mm，内侧毂辋距为15mm;制动方式:轴盘制动;辐板形状为锥形辐板;车轮轮缘踏面外形 为LMA型或S1002CN型。
[0006] 进一步地，还可以对车轮进行降噪处理，比如，在辐板的内外侧通过压头以滚压方 式粘贴约束阻尼降噪板，或者在轮辋内侧具有梯形槽和螺栓组件，用于在指定的预紧力下 将约束阻尼降噪块固定在轮辋内径面上。
[0007] 优选地，上述两种降噪方式可以组合使用。
[0008] 本实用新型相对于同类型车轮，不仅具有强度高、重量轻、噪音小的技术特点，还 可以提高动车组检修质量和使用效率，降低动车组检修维护成本。
【附图说明】
[0009] 图1为根据本实用新型一个实施例的结构示意图；
[0010] 图2是根据本实用新型一个实施例的结构基本尺寸图；
[0011] 图3为车轮静强度计算结果；
[0012] 图4为车轮疲劳强度计算结果；
[0013] 图5为根据本实用新型另一个实施例的结构示意图；
[0014] 图6为根据本实用新型又一个实施例的结构示意图；以及
[0015] 图7为根据本实用新型又一个实施例的结构示意图。
[0016] 为了能明确实现本实用新型的实施例的结构，在图中标注了特定的尺寸、结构和 器件，但这仅为示意需要，并非意图将本实用新型限定在该特定尺寸、结构、器件和环境中， 根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行 的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的一种动车组车轮进行详细描述。
[0018] 在以下的描述中，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本实用新型 的一些或者全部结构或者流程来实施本实用新型。为了解释的明确性而言，阐述了特定的 数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本实用新型。在 其他情况下，为了不混淆本实用新型，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。
[0019] 本实用新型的动车组车轮为整体辗钢车轮，由3个主要区域构成，即轮毂1、辐板2、 轮辋3,其中辐板2设置在轮毂1与轮辋3之间，各区域具体位置如图1所示。
[0020] 下面结合图2具体说明本实用新型的动车组车轮。
[0021] (1)滚动圆直径和轮辋有效磨耗厚度
[0022] 参考本领域的标准UIC510-2-2004的"1.2Wheel diameter"可知，当新轮滚动圆直 径Φ 920mm时，磨耗到限状态所允许的最小滚动圆直径为Φ 840mm。根据本领域标准TJ/ CL342-2014《时速350km中国标准动车组暂行技术条件》中5.1.27的规定，新轮滚动圆直径 为920mm，全磨耗状态对应的滚动圆直径为850mm，因此本申请的相应数值符合标准UIC510-2-2004的规定。
[0023] 根据本领域标准TJ/CL342-2014的规定，车轮使用寿命不低于240万公里，CRH3、 CRH380A(L)、CRH380B(L)等型动车组在运用100万km对应的踏面磨耗量约为1.9mm~2.5mm 之间，镟修次数介于4次~5次之间，包括踏面磨耗和踏面镟修后的踏面损耗总量介于4mm~ 6mm之间。考虑车辆偏磨等因素，预留轮辋加镟量9mm，则100万km对应踏面镟修值约15mm，轮 辋有效磨耗厚度为35mm，200万公里镟修后轮辋仍保留5_有效磨耗厚度，足以支撑车轮运 用40万公里，因此车轮使用寿命满足240万公里要求。
[0024] (2)磨耗到限对应的轮辋剩余厚度
[0025]根据《铁路客车轮对和滚动轴承轴箱组装及检修规则》的规定，时速120km以上客 车在辅(A1)修和运用时对应的轮辋厚度限度值为25mm，参考该组装及检修规则，本实用新 型将车轮磨耗到限时轮辋剩余厚度定为25mm，对应的轮辋内径为800mm。
[0026] (3)轮毂孔径、轮毂厚度和轮毂宽度
[0027] 根据中国标准动车组车轴图纸，拖车车轮轮毂孔直径为191_。
[0028] 轮毂厚度大小影响到轮轴紧固度，为保证轮轴紧固度，轮毂壁厚要足够大，不过为 了降低车轮质量，轮毂壁厚应尽可能小。参考CRH380A(L)动车组车轮和CRH380B(L)动车组 的非动力车轮，将轮毂壁厚设定为30mm。
[0029] 根据标准性技术文件TJ/CL 281-2013《动车组轮对组成(暂行）》的规定，轮毂宽度 应介于0.85dm~1. ldm(dm为轮座直径）之间，同时参考CRH380A(L)动车组车轮和CRH380B (L)动车组车轮的轮毂宽度，最终确定车轮轮毂宽度为175mm。
[0030] (4)内侧毂辋距
[0031] 在借鉴CRH380A(L)动车组车轮和CRH380B(L)动车组车轮的毂辋距并考虑优化轮 座处卸荷槽结构基础上，确定内侧毂辋距为15mm。
[0032] (5)辐板形状
[0033] 车轮辐板采用锥形辐板结构，该结构能够很好控制辐板重量和结构强度，同时能 够降低辐板鼓形振动噪声。
[0034] (6)轮辋宽度、轮缘踏面外型
[0035] 参考既有动车组车轮的相关尺寸，将轮辋宽度确定135mm;轮缘踏面外形是车轮的 最基础部位之一，它必须与钢轨轨头形状相匹配。它与线路情况、车辆性能有关，而与车轮 辐板结构关系很小。根据铁总文件TJ/CL342-2014要求，车轮轮缘踏面外形为LMA型或 S1002CN 型。
[0036] (7)结构强度
[0037] 应用UIC 510-5_2007《Technical Approval of Monobloc Wheels》对本实用新型 的结构强度进行校核，静强度的校核结果见表1和图3,静强度的安全系数最小值为1.34,疲 劳强度的校核结果见图4,疲劳强度的安全系数为360/270 = 1.33,本实用新型的强度性能 指标满足UIC 510-5-2007的相关规定，且具有较高强度裕量。
[0038]表1本实用新型静强度性能指标
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[0040] 本实用新型与同类既有动车组车轮的性能对比情况见表2,本实用新型的设计质 量和安全系数介于CRH380B拖轮-鲁奇霓和CRH380B拖轮-BVV之间。本实用新型结构和尺寸 的基本参数与同类既有动车组车轮的对比情况见表3。
[0041 ]表2本实用新型与同类既有车轮的性能对比
[0042]
[0043] 表3本实用新型与同类既有车轮基本尺寸的对比
[0045] (8)降噪方式
[0046] 锥形辐板结构的鼓形振动噪声较低，能够通过辐板结构调整车轮质量和结构强 度，通过预先设定的压紧力，在特定的安装设备上，在内外侧辐板通过压头以滚压方式粘贴 约束阻尼降噪板4实施降噪，具体实施情况见图5。
[0047] 轮辋3直接与钢轨接触，将车体重量传递给钢轨并承受钢轨的反作用力，通过摩擦 实现车轮在钢轨上的滚动，在轮辋上开槽可实现约束阻尼降噪块5降噪措施，采用该降噪措 施的车轮需要在轮辋内侧加工安装约束阻尼降噪块的梯形槽，在指定的预紧力下，通过梯 形槽和螺栓组件6将约束阻尼降噪块固定在轮辋内径面上，具体实施情况见图6。
[0048] 采取约束阻尼降噪板与约束阻尼降噪块的组合降噪结构的实施情况见图7。为保 证互换性，各降噪方式下车轮的结构和尺寸的基本参数完全一致。
[0049] 最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本实用新型的技术方案而不是对本技术 方法进行限制，本实用新型在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因 此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本实用新型的精神和教导范围内。
【主权项】
1. 一种动车组车轮，包括辐板、轮辋和轮毂，所述辐板设置在所述轮辋与所述轮毂之 间，其特征在于:所述动车组车轮的直径为920mm，磨耗到限直径为850mm，有效磨耗厚度为 35mm，所述轮辋的内径为800mm，所述轮毂的孔径为191mm，所述轮毂的厚度为30mm，所述轮 毂的宽度175mm，所述轮辋的宽度135mm，所述内侧毂辋距为15mm。2. 根据权利要求1所述的动车组车轮，其特征在于，所述辐板为锥形辐板结构。3. 根据权利要求2所述的动车组车轮，其特征在于，所述车轮采用轴盘制动方式。4. 根据权利要求1所述的动车组车轮，其特征在于，所述车轮轮缘踏面外形为LMA或 S1002CN。5. 根据权利要求1-4所述的任一动车组车轮，其特征在于，在所述辐板的内外侧通过压 头以滚压方式粘贴约束阻尼降噪板。6. 根据权利要求1-4所述的任一动车组车轮，其特征在于，在所述轮辋内侧具有梯形槽 和螺栓组件，用于在指定的预紧力下将约束阻尼降噪块固定在所述轮辋内径面上。
【文档编号】B60B17/00GK205417001SQ201521033393
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月14日
【发明人】张澎湃, 张弘, 付秀琴, 张斌, 丛韬, 张关震
【申请人】中国铁道科学研究院金属及化学研究所, 北京中铁科新材料技术有限公司, 中国铁道科学研究院