CN2763098Y - 矿用牵引机车复合车轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型矿用牵引机车复合车轮，最适用于矿山井下的运输机车。采用聚合物或聚合物基轮箍与钢制轮芯的复合车轮分体式结构，复合轮箍与钢轮芯的圆锥面配合套装，钢轮芯轮缘悬伸有定位轮箍的台肩，并设有压紧轮箍的定位盘，轮体过渡部分采用大曲率圆角过渡，不仅减少了轮芯尺寸突变部位的应力集中，提高了轮缘根部的抗弯强度，而且增大了复合轮箍与钢轮芯的联结可靠性和维修性，其轮轨粘着系数大且车轮强度高，安装方便、省时省力；拆卸性好，钢制轮芯可重复使用，具有广泛的实用性。

Description

矿用牵引机车复合车轮

                                   技术领域

本实用新型涉及矿用牵引机车复合车轮，尤其适用于矿山井下的运输机车，也适用于需要增大机车制动力的车轮。

                                   背景技术

矿用机车是煤矿井下的主要运输设备，它承担着原煤、矸石、材料及人员的运输任务。矿用机车运行时主要借助车轮与轨道面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。因此，机车的牵引力不仅受牵引电机(或内燃机)功率的限制，还受车轮与轨道面间的摩擦制约。目前使用的机车轮多为冷硬铸铁及钒钛铸铁制成的整体结构，由于井下运输条件恶劣，煤尘大，积水多，牵引机车与轨道的摩擦系数偏低，使得矿用机车的运输能力受到限制。一般情况下，在不洒砂时的机车粘着(摩擦)系数仅为0.1左右，如果轨道上留有煤泥、污水，轮轨之间的摩擦系数更低。因机车的牵引力与轮轨之间的粘着系数成正比，因此低粘着系数限制了机车的运输能力及爬坡能力。

胶套轮机车是近几年发展起来的新型井下运输设备。与钢轮机车相比，胶套轮机车牵引力大，爬坡能力强，速度快，具有较为明显的优点。胶套轮是该型机车上的关键部件，其性能好坏直接影响到机车的运输效率。自上世纪九十年代初我国首台胶套轮电机车研制成功以来，由于胶套轮使用寿命短、价格高且可靠性低等原因，使得该型机车在生产现场的推广使用受到限制，厂家及用户都迫切希望在提高胶套轮寿命、降低产品成本方面进行改进。目前机车上使用的胶套轮主要采用粘接或过盈套装将橡胶轮箍固定在钢轮外面，其结构形式不但安装、维修不方便，而且在使用过程中容易引起胶套脱落、胶套与钢轮、制动鼓之间打滑等问题，而且由于橡胶轮箍的安装需要，使得轮缘悬伸量变长，恶化了轮缘的受力状态，在列车高速运行及转弯时容易引起轮缘折断，给列车运行带来隐患。此外，粘接式胶套轮损坏后更换时需将钢制轮箍一并拆除，既浪费了钢材，又增加了成本。因此，改进胶套轮的结构形式，提高轮对的可靠性和使用寿命，对于维持机车的正常运行，保障矿山运输的周转能力、降低生产成本具有重要的现实意义。

                                   发明内容

鉴于已有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单，运行效果好，使用寿命长，安装、维修方便的矿用牵引机车复合车轮。

本实用新型矿用牵引机车复合车轮，用聚合物或聚合物基复合材料轮箍与钢制轮芯的复合车轮分体式结构，轮箍与钢轮芯圆锥面配合套装，轮箍与钢轮芯之间锥面过盈配合，钢轮芯轮缘一端悬伸有定位轮箍的台肩，轮缘与轮体为大曲率圆角过渡，钢轮芯另一端面上设有压紧轮箍的定位盘，钢轮芯上设有防止轮箍切向错动的锁定螺栓。

本实用新型矿用牵引机车复合车轮，轮箍所用的聚合物或聚合物基复合材料可以是尼龙基复合材料，也可以是聚氨酯材料，还可以是橡胶。所述的定位盘上设有止口，止口与钢轮芯导向面之间为间隙配合，所述的定位盘上设有将复合轮箍胀紧在钢轮芯外锥面上的压紧螺栓。

本实用新型矿用牵引机车复合车轮具有以下优点：

1)采用轮箍与轮芯的新型联结结构，增大轮箍与钢轮芯的联结可靠性和维修性；

2)轮箍与钢轮芯分离设计，充分发挥聚合物或聚合物基复合材料轮箍的摩擦学性能和钢轮芯的强度可靠性的组合功能优势，轮轨粘着系数大且车轮强度高，提高了轮轨间的摩擦系数；

3)轮体过渡部分采用大曲率圆角过渡，减少轮芯尺寸突变部位的应力集中，提高了轮缘根部的抗弯强度；

4)复合车轮采用分体套装式结构，安装方便、省时省力；

5)轮箍定型制造、可拆卸性好，钢制轮芯可重复使用。

                                   附图说明

附图是本实用新型矿用牵引机车复合车轮结构视图。

图中：1——轮箍2——压紧螺栓3——钢轮芯4——定位盘5——锁定螺栓

                                具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：

本实用新型矿用牵引机车复合车轮，由聚合物或聚合物基复合材料轮箍1、钢轮芯3、定位盘4、压紧螺栓2和锁定螺栓5组成。轮箍1镶套在钢制轮芯3的外缘上，轮箍1与钢轮芯3之间锥面过盈配合，形成踏面与钢轮芯3组合一体的复合车轮，钢轮芯3轮缘一端悬伸有定位轮箍1的台肩，轮缘与轮体为大曲率圆角过渡，钢轮芯3另一端面上设有压紧轮箍1的定位盘4，定位盘4上设有止口，止口与钢轮芯3导向面之间为间隙配合；定位盘4上装有压紧螺栓2，当压紧螺栓2旋进时，定位盘4压紧轮箍1，使轮箍1在钢轮芯3外锥面上胀紧；钢轮缘悬伸部位装有锁定螺栓5，锁定螺栓5对轮箍1定位，防止轮箍1切向错动，轮箍用聚合物或聚合物基复合材料可以是尼龙基复合材料，也可以是聚氨酯材料，还可以是橡胶。

轮箍1磨损更换时，将定位盘4拆下，从锁定螺栓孔反推轮箍，即可拆下轮箍1。钢轮芯3可用现有的钢车轮材料制造，轮箍1用聚合物或聚合物基复合材料制造，钢轮缘悬伸部分采用等强度理论设计，与轮体过渡部分采用大曲率圆角过渡，可减少轮芯尺寸突变部位的应力集中，提高轮缘根部的抗弯强度。当牵引机车起动时，车轴带动复合车轮旋转，轮箍与钢轨之间的高摩擦系数提高了机车的牵引粘着系数，从而使得牵引能力提高。当机车制动时，制动闸瓦作用于轮箍的踏面上，形成制动力矩，使得与其固定在一起的复合车轮承受反向转矩。制动时轮箍与钢轨的高摩擦系数增大了机车的制动能力，使得牵引机车的制动安全距离缩短。

对于现有的矿用电机车，只需对其轮对进行相应的改造，即可将其改装成本技术中的复合车轮，由于聚合物或聚合物基复合材料轮箍和钢轨间的摩擦系数远远大于钢轮与钢轨间的摩擦系数，因此机车运行时的牵引力和制动力都会相应增加，从而提高矿用机车的运输能力及爬坡能力。

Claims (5)

1.矿用牵引机车复合车轮，其特征在于：用聚合物或聚合物基复合材料轮箍(1)与钢制轮芯(3)的复合车轮分体式结构，轮箍(1)与钢轮芯(3)圆锥面配合套装，轮箍(1)与钢轮芯(3)之间锥面过盈配合，钢轮芯(3)轮缘一端悬伸有定位轮箍(1)的台肩，轮缘与轮体为大曲率圆角过渡，钢轮芯(3)另一端面上设有压紧轮箍(1)的定位盘(4)。

2.根据权利要求1所述的矿用牵引机车复合车轮，其特征在于：所述轮箍(1)的聚合物或聚合物基复合材料可以是尼龙基复合材料，也可以是聚氨酯材料，还可以是橡胶。

3.根据权利要求1所述的矿用牵引机车复合车轮，其特征在于：所述的定位盘(4)上设有止口，止口与钢轮芯(3)导向面之间为间隙配合。

4.根据权利要求1或2所述的矿用牵引机车复合车轮，其特征在于：所述的定位盘(4)上设有将轮箍(1)胀紧在钢轮芯(3)外锥面上的压紧螺栓(2)。

5.根据权利要求1所述的矿用牵引机车复合车轮，其特征在于：所述的钢轮芯(3)上设有防止轮箍切向错动的锁定螺栓(5)。

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