CN115972813A - 一种轨道车辆弹性车轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆弹性车轮，其中轮箍和轮芯之间依次设有第一橡胶外环、第一刚度板和第一橡胶内环，轮箍和压环之间依次设有第二橡胶外环、第二刚度板和第二橡胶内环，压环通过紧固件与轮芯连接。本发明橡胶外环、橡胶内环与刚度板通过凹凸的荷花边结构进行配合，阻止了橡胶外环与橡胶内环之间沿切向错位转动。同时，夹于橡胶外环与橡胶内环中间的金属材质的刚度板，极大的提高了橡胶外环与橡胶内环整体的圆周切向抗剪切强度，避免因橡胶弹性变形导致的大位移错位，解决了弹性车轮的迟缓问题。同时，本发明将将荷叶边形的凹凸结构设置在橡胶环上，相比在金属件上设置凹槽，极大的减少了加工工序，降低了加工难度。

Description

一种轨道车辆弹性车轮

技术领域

本发明涉及轨道车辆弹性车轮结构技术领域，更具体地，涉及一种轨道车辆弹性车轮。

背景技术

现有轨道车辆弹性车轮产品主要由轮箍、轮芯、压环、橡胶环、车轮螺栓等组成。压缩的橡胶块设置在轮箍与轮芯和压环之间的内腔中，作为阻尼单元起到减震、降噪的作用，通过螺栓等紧固件将车轮各组件连接成一个整体。现有的轨道车辆弹性车轮的橡胶块与金属件(轮箍、轮芯、压环)之间通过相互接触面之间的摩擦力来保证轮箍与轮芯和压环之间不发生错位滑移，即车轮不发生迟缓现象。

在轨道车辆弹性车轮中，为了减少车轮迟缓现象，通常增大橡胶与金属件的摩擦力，如在CN202121536416.7一种防迟缓的轨道车辆弹性车轮公开该车轮包括轮箍、轮心、压环、第一橡胶圈及第二橡胶圈，所述第一橡胶圈安装于轮箍和轮心之间，所述第二橡胶圈安装于轮箍和压环之间，所述压环通过紧固件与轮心连接；所述轮箍的内环面分为第一内环面和第二内环面，所述轮心或/和压环外环面上设有呈周向布置的第一凸台或第二凹槽，所述第一内环面或/和第二内环面上设有与所述第一凸台或第二凹槽配合的第一凹槽或第二凸台。该专利通过在车轮上设置抗剪结构，使得车轮在具备防迟缓功能的同时尽可能简化车轮的构造、并提升防迟缓轨道车辆弹性车轮的可靠性。虽然该专利能够较好的增大橡胶与金属件的摩擦，但是采用的单一防滑方式存在以下缺点：

第一，需要在轮箍、轮芯和压环等金属件中加工与橡胶圈中对应的凹槽，加工工艺复杂、难度较高；

第二，橡胶圈与金属件上的凸台和凹槽需要一一对准，在安装橡胶环或压装的时候精度掌控要求高，并且因橡胶安装的不均匀性容易产生局部应力过大的情况，从而导致假迟缓现象，即在使用过程中，车轮循环受力，从而应力释放，导致车轮与橡胶的一次性错位情况。

轨道车辆在运行中还是难以避免出现少数发生迟缓的轨道车辆弹性车轮，对列车的运行安全带来威胁。因此，需要提供一种较小的成本解决上述轨道车辆弹性车轮因仅靠接触面的摩擦力的单一防滑方式存在的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有轨道车辆弹性车轮采用单一方式增强橡胶圈与金属件的摩擦力，在安装过程中容易存在应力集中造成轨道车辆弹性车轮破坏失效的不足，提供一种轨道车辆弹性车轮。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种轨道车辆弹性车轮，包括轮箍、轮芯、压环、橡胶外环、橡胶内环和刚度板，所述轮箍和轮芯之间依次设有第一橡胶外环、第一刚度板和第一橡胶内环，轮箍和压环之间依次设有第二橡胶外环、第二刚度板和第二橡胶内环。所述轮箍与第一橡胶外环和第二橡胶外环固定连接，轮芯与第一橡胶内环固定连接，压环与第二橡胶内环固定连接，压环通过紧固件与轮芯连接。

所述第一刚度板和第二刚度板为设有圆滑过渡的荷叶边结构，与第一刚度板接触的第一橡胶外环和第一橡胶内环、与第二刚度板接触的第二橡胶外环和第二橡胶内环均设有与其荷叶边结构形状相匹配的凹凸结构。本发明在橡胶外环、刚度板、橡胶内环被压装在一起时，荷叶边形的凹凸结构同卯榫结构一样，阻止了橡胶外环与橡胶内环之间沿切向错位转动，夹于橡胶外环与橡胶内环中间的金属材质的刚度板，极大的提高了橡胶外环与橡胶内环整体的圆周切向抗剪切强度，避免因橡胶弹性变形导致的大位移错位，解决了弹性车轮的迟缓问题。

进一步地，所述荷叶边结构在圆周方向，且荷叶边尺寸相对于圆心的弧度设置为0.105-1.57。优选地，所述弧度设置为0.42。

进一步地，所述橡胶外环、橡胶内环和刚度板的荷叶边结构在尺寸相同或者不同尺寸大小的荷叶边结构均匀间隔分布。

进一步地，所述第一刚度板和第二刚度板上的荷叶边结构在刚度板整圈上均匀分布。

进一步地，所述第一刚度板和第二刚度板上的荷叶边结构在刚度板上均匀间隔分布。

进一步地，所述轮箍的内径为锥型凸面，轮芯和压环组装成锥型凹面，组合的径向截面呈V字结构。

进一步地，所述固定连接方式包括热硫化粘接，将所述的轮箍与橡胶外环、轮芯和压环与橡胶内环和连接成为一个整体，避免金属件与橡胶外环之间出现滑移。

进一步地，所述第一刚度板和第二刚度板的表面经过喷砂或喷砂和磷化处理，增加表面粗糙度，提高摩擦力。

进一步地，所述第一橡胶外环和第二橡胶外环为分体式结构或者一体式结构。

进一步地，所述橡胶外环、橡胶内环和刚度板在轮箍、轮芯和压环之间为分段式分布。

与现有技术相比，有益效果是：

本发明的采用了橡胶外环、橡胶内环与刚度板的多层结构，利用之间接触面通过凹凸的荷花边结构进行配合，阻止了橡胶外环与橡胶内环之间沿切向错位转动。同时，夹于橡胶外环与橡胶内环中间的金属材质的刚度板，极大的提高了橡胶外环与橡胶内环整体的圆周切向抗剪切强度，避免因橡胶弹性变形导致的大位移错位，解决了弹性车轮的迟缓问题。

在弹性车轮组装时，通过橡胶外环和橡胶内环本身的凹凸结构起到定位作用，可防止在安装橡胶环或压装的时候因橡胶安装的不均匀性产生局部应力过大的情况。此外，在橡胶外环和橡胶内环与刚度板接触的部位涂抹功能型润滑脂，不仅在压装过程中起到润滑的作用，与凹凸结构共同作用，提高安装的位置精度，避免因装配和压装压缩不均匀导致的局部应力集中导致的假迟缓现象。而且干燥后可以起到一定程度的粘接效果，能进一步增加橡胶件与刚度板之间的滑移阻力。

本发明将将荷叶边形的凹凸结构设置在橡胶环上，相比在金属件上设置凹槽，极大的减少了加工工序，降低了加工难度。

附图说明

图1本发明所述轨道车辆弹性车轮结构爆炸图；

图2为轮箍与橡胶外环粘接结构图；

图3为轮芯与第一橡胶内环粘接结构图；

图4为压环与第二橡胶内环粘接结构图。

其中，1轮箍，2轮芯，3压环，4橡胶外环，5第一刚度板，6第一橡胶内环，7第二刚度板，8第二橡胶内环，9紧固件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

一种轨道车辆弹性车轮，包括轮箍1、轮芯2、压环3、橡胶外环4、橡胶内环和刚度板。轮毂和和轮芯2之间依次设有橡胶外环4、第一刚度板5和第一橡胶内环6，轮箍1和压环3之间依次设有橡胶外环4、第二刚度板7和第二橡胶内环8，压环3通过紧固件9与轮芯2连接。

所述轮箍1的内壁表面粘接固定有橡胶外环4，橡胶外环4的圆周方向间隔均匀的设有呈波浪形凹凸的圆滑过渡的荷叶边结构，其中荷叶边结构的尺寸相同，相对圆心的弧度设置为0.42。轮芯2的外壁表面粘接固定有第一橡胶内环6，第一橡胶内环6的边沿设有与橡胶外环4一边对应凹凸的圆滑的荷叶边结构，压环3的外壁粘接固定有第二橡胶内环8，其设有与橡胶外环4另一边对应凹凸的圆滑的荷叶边结构。在橡胶外环4和第一橡胶内环6、第二橡胶内环8之间设有与两者凹凸结构相匹配的荷叶边结构的第一刚度板5，在橡胶外环4和第二橡胶内环8之间设有与两者凹凸结构相匹配的荷叶边结构的第二刚度板7。

实施例2

如图1-4，一种轨道车辆弹性车轮，包括轮箍1、轮芯2、压环3、橡胶外环4、橡胶内环和刚度板。轮毂和和轮芯2之间依次设有橡胶外环4、第一刚度板5和第一橡胶内环6，轮箍1和压环3之间依次设有橡胶外环4、第二刚度板7和第二橡胶内环8，压环3通过紧固件9与轮芯2连接。

所述轮箍1的内壁表面为规则的锥面，其上粘接固定有V形的橡胶外环4，橡胶外环4整圈的圆周方向沿设有呈波浪形凹凸的圆滑过渡的荷叶边结构，荷叶边结构可为尺寸大小均匀间隔分布的荷叶边结构，尺寸相对圆心的弧度设置为0.42。所述轮芯2的外壁为斜面，其表面粘接固定有第一橡胶内环6，第一橡胶内环6的边沿设有与橡胶外环4一边对应凹凸的圆滑的荷叶边结构，压环3的外壁为斜面，其表面粘接固定有第二橡胶内环8，设有与橡胶外环4另一边对应凹凸的圆滑的荷叶边结构。在橡胶外环4和第一橡胶内环6之间设有与两者凹凸结构相匹配的荷叶边结构的第一刚度板5，在橡胶外环4和第二橡胶内环8之间设有与两者凹凸结构相匹配的荷叶边结构的第二刚度板7。

实施例3

一种轨道车辆弹性车轮，包括轮箍1、轮芯2、压环3、橡胶外环4、橡胶内环和刚度板。轮毂和和轮芯2之间依次设有第一橡胶外环4、第一刚度板5和第一橡胶内环6，轮箍1和压环3之间依次设有第二橡胶外环4、第二刚度板7和第二橡胶内环8，压环3通过紧固件9与轮芯2连接。

所述轮箍1的内壁表面为规则的V形锥面，V形锥面的两边分别粘接固定有第一橡胶外环4和第二橡胶外环4，第一橡胶外环4和第二橡胶外环4的边沿分别设有呈波浪形凹凸的圆滑过渡的荷叶边结构，其中荷叶边结构的尺寸相对圆心的弧度设置为0.105-1.57。

所述轮芯2的外壁为斜面，其表面粘接固定有第一橡胶内环6，第一橡胶内环6的边沿设有与第一橡胶外环4对应凹凸的圆滑的荷叶边结构。所述压环3的外壁为斜面，其表面粘接固定有第二橡胶内环8，设有与第二橡胶外环4对应凹凸的圆滑的荷叶边结构。在第一橡胶外环4和第一橡胶内环6之间设有与两者凹凸结构相匹配的荷叶边结构的第一刚度板5，在第二橡胶外环4和第二橡胶内环8之间设有与两者凹凸结构相匹配的荷叶边结构的第二刚度板7。

实施例4

一种轨道车辆弹性车轮，包括轮箍1、轮芯2、压环3、橡胶外环4、橡胶内环和刚度板。轮毂和和轮芯2之间依次设有第一橡胶外环4、第一刚度板5和第一橡胶内环6，轮箍1和压环3之间依次设有第二橡胶外环4、第二刚度板7和第二橡胶内环8，压环3通过紧固件9与轮芯2连接。

所述轮箍1的内壁表面为规则的V形锥面，V形锥面的两边分别通过热硫化粘接固定有第一橡胶外环4和第二橡胶外环4，第一橡胶外环4和第二橡胶外环4的边沿分别设有呈波浪形凹凸的圆滑过渡的荷叶边结构，其中所述荷叶边结构的尺寸相对圆心的弧度设置为0.105-1.57。

所述轮芯2的外壁为斜面，并粘接固定有第一橡胶内环6，第一橡胶内环6的边沿设有与第一橡胶外环4对应凹凸的圆滑的荷叶边结构。所述压环3的外壁为斜面，并粘接固定有第二橡胶内环8，设有与第二橡胶外环4对应凹凸的圆滑的荷叶边结构。在第一橡胶外环4和第一橡胶内环6之间设有与两者凹凸结构相匹配的荷叶边结构的第一刚度板5，在第二橡胶外环4和第二橡胶内环8之间设有与两者凹凸结构相匹配的荷叶边结构的第二刚度板7，其中第一刚度板5和第二刚度板7表面经过喷砂处理增加接触面粗糙度。

实施例5

一种轨道车辆弹性车轮，包括轮箍1、轮芯2、压环3、橡胶外环4、橡胶内环和刚度板。轮毂和和轮芯2之间依次第一橡胶外环4、第一刚度板5和第一橡胶内环6，轮箍1和压环3之间依次设有第二橡胶外环4、第二刚度板7和第二橡胶内环8，压环3通过紧固件9与轮芯2连接。

所述轮箍1的内壁表面为规则的V形锥面，V形锥面的两边分别通过热硫化粘接固定有多个橡胶块均匀间隔且包围成圈形成的第一橡胶外环4和第二橡胶外环4，每个橡胶块的边沿分别设有呈波浪形凹凸的圆滑过渡的荷叶边结构，其中所述荷叶边结构的尺寸相对圆心的弧度设置为0.105-1.57。

所述轮芯2的外壁为斜面，并粘接固定有多个橡胶块围绕形成第一橡胶内环6，第一橡胶内环6的每个橡胶块与第一橡胶外环4的橡胶块的位置对应，且凹凸的圆滑的荷叶边结构对应匹配。所述压环3的外壁为斜面，并粘接固定有多个橡胶块围绕形成第二橡胶内环8，第二橡胶内环8的每个橡胶块与第二橡胶外环4的橡胶块的位置对应，且凹凸的圆滑的荷叶边结构对应匹配。在第一橡胶外环4和第一橡胶内环6之间设有与两者凹凸结构相匹配的荷叶边结构的第一刚度板5，在第二橡胶外环4和第二橡胶内环8之间设有与两者凹凸结构相匹配的荷叶边结构的第二刚度板7，其中第一刚度板5和第二刚度板7表面经过喷砂处理增加接触面粗糙度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆弹性车轮，其特征在于，包括轮箍、轮芯、压环、橡胶外环、橡胶内环和刚度板，所述轮箍和轮芯之间依次设有第一橡胶外环、第一刚度板和第一橡胶内环，轮箍和压环之间依次设有第二橡胶外环、第二刚度板和第二橡胶内环，所述轮箍与第一橡胶外环和第二橡胶外环固定连接，轮芯与第一橡胶内环固定连接，压环与第二橡胶内环固定连接，压环通过紧固件与轮芯连接；所述第一刚度板和第二刚度板为设有圆滑过渡的荷叶边结构，与第一刚度板接触的第一橡胶外环和第一橡胶内环、与第二刚度板接触的第二橡胶外环和第二橡胶内环均设有与其荷叶边结构形状相匹配的凹凸结构。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆弹性车轮，其特征在于，所述荷叶边结构在圆周方向，且荷叶边尺寸相对于圆心的弧度设置为0.105-1.57。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆弹性车轮，其特征在于，所述橡胶外环、橡胶内环和刚度板上的荷叶边结构的尺寸相同或者不同尺寸大小的荷叶边结构均匀间隔分布。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆弹性车轮，其特征在于，所述第一刚度板和第二刚度板上的荷叶边结构在刚度板整圈上均匀分布。

5.根据权利要求1所述的轨道车辆弹性车轮，其特征在于，所述第一刚度板和第二刚度板上的荷叶边结构在刚度板上均匀间隔分布。

6.根据权利要求1所述的轨道车辆弹性车轮，其特征在于，所述轮箍的内径为锥型凸面，轮芯和压环组装成锥型凹面，组合的径向截面呈V字结构。

7.根据权利要求1所述的轨道车辆弹性车轮，其特征在于，所述固定连接方式包括热硫化粘接。

8.根据权利要求1所述的轨道车辆弹性车轮，其特征在于，所述第一刚度板和第二刚度板的表面经过喷砂或喷砂和磷化处理。

9.根据权利要求1所述的轨道车辆弹性车轮，其特征在于，所述第一橡胶外环和第二橡胶外环为分体式结构或者一体式结构。

10.根据权利要求1所述的轨道车辆弹性车轮，其特征在于，所述橡胶外环、橡胶内环和刚度板在轮箍、轮芯和压环之间为分段式分布。

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