Устройство сопряжения железнодорожного колеса с рельсом

 

УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЮ КОЛЕСА С РЕЛЫ СОМ, содержащее выпуклую поверхность трповки рельса, взаимодействующую с вогнуто-конической поверхностью катания копеса, а профили внутренней боковой поверхности головки репьса и рабочей поверхности реборды копеса описаны кривой . ГСо„ 2 -5чп о6-С2 cos oi - , отличающееся г&л, что, с цепью снижения трения н износа сопр женных поверхностей, вогнутая часть осевого профиля поверхности катания копеса и выпуклая -часть поперечного сечения головки репьса выполнены по кривой GX - oL С, - 1 COS of, -€2 s где X и - прямоугольные коорцина ты профилей сопряжения;§ об - угол наклша касательной к кри (Л , вым относительно мгновенной оси каташш С, CQ С - постоянные вегасчис: ны.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сох =2 Ып с — 51п О -С2

Co = со5 at -coo at

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3329004/27 11 (22) 20.08.81 (46) 15.09.83. Бюп. Ns 34 (72) В. B. Шупьц (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строительный институт. (53) 629.4.027,11 (088.8) (56) 1. Геометрическая оптимизация изнашивающихся кинематических пар. Дис»

Л., 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО СОПРЯЖЕНИЯ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО КОЛЕСА С РЕЛЬ

CON, соцержашее выпуклую поверхность гоповки рельса, взаимоцействуюшую с вогнуто-конической поверхностью катания колеса, а профипи внутренней боковой .поверхности головки рельса и рабочей поверхности реборцы колеса описаны кривой

3(5g В 60 В 17/00 В 60 В 21/02 о т и и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью снижения трения и износа сопря женных поверхностей, вогнутая часть осевого профипя поверхности катания копеса и выпуклая часть поперечноr0 сечения гоповки рельса выполнены по кривой

Сх - 540 j6 9(П gt,- С

С "2GosN -сО5 at,-С где х и у - прямоугопьные координаты профипей сопряжения; а

0 - угоп накпонакасатепьной к кривым относитепьно мгновенной оси катания

С, Со C è С - постоянные вепичиные

1 104

Изобретение относится к криволинейным сопряженным поверхностям кинематичео» ких пар, например жепезноцорожное копе со-рельс.

Известно устройство, сопряжения жепезпоцорожного колеса с репьсом, соцержашее выпуклую поверхность головки репьса, взаимоцействующую с вогнуто-конической поверхностью катания колеса, а профили внутренней боковой поверхности головки рельса и рабочей поверхности p86oppb K01IBOB описаны кривой

Са „= 2 e . .n ñÑ вЂ” Э (n K - С

1»

Со -ceo -со Ъ, Ii)„

131S 2 контакта, лежащих в плоскостях, прохоцящих через мгновенную ось катания..

Пусть имеется плоская линия контакта КД (фиг. 1 и 2), уравнение котоРой ) = f (х) неизвестно. . Опрецепяем его иэ условия ми-;нимума момента трения и скорости из» носа вцопь оси при вращательном цвижении с частотой <д вокруг

О оси х и нагружении внешней силой g направленной вертикапьно.

Нормальная нагрузка по линии К4

Нецостатком известного технического решения является повышенный износ ра бочих поверхностей.

Бень изобретения - снижение трения и износа сопряженных. поверхностей.

ilemü цостигается тем, что в устройся ве сопряжения жепезноцорожного колеса с репьсом, соцержашем выпуклую поверх 2» ность гоповки рельса, вэаимоцействук » шую с вогнуто-конической поверхностью катания колеса, а профили внутренней боковой поверхности гоповки рельса и рабочей поверхности реборцы колеса описаны кривой

СОХ =2&ЮОС- S nÇÑÑ вЂ” С2

ro> = сои -СОЬ е вогнутая часть осевого профипя поверх ности катания копеса и выпуклая часть поперечного сечения головки репьса вы попнены по кривой

Сх= B nd s n (X С1 3 40 (q =, СОБ(6-С05 К-Cg

Г) 3

Используя поцстановку =1 с4 попучаем

=2СОЬСС -СО k, ф» l

В сипу параметриэации л

9 Ч А

»» Ь Х = - 2 5 П С „+3 & n ф. (б) Si д <Х. — 5 < и К t С

1 гце к и $ - прямоугопьные коорцина ты профипей сопряжения;

<, - угон накпона касатепьной к кри» вым относитепьио мгновенной оси катанияt

С Со,C„ > - постоянные величины.

На фиг. 1 изображен жепезноцорожный рельс с прецпагаемой формой головки поперечное сечение на фиг. 2 - профипь прецпагаемого обоца жепезноцорожного колеса, Уравнения прецпагаемых кривых попучены иэ теоретических построений, исхоцяких иэ того, что ппошацка упругоro контакта межцу колесом и репьсом является семейством плоских пиний

cos с6 (1)

Момент трения при коэффициенте трения

1 1у

IA Eр) Х 3Х (Х(Хк) (Й

11 (" прямопропорционален скорости износа .

Уравнение равновесия вертикапькых сип

CODON ц-5

Кы

d Х. (3)

К IC

Из (3) вицно, что при оцинаковой нагруэке Д скорость износа g зависит от величины интеграла. g д х интеграла соответствует М п скорости износа и момента трения (2).

Для опрецепения МО х интеграпа испопь зовано вариационное уравнение Эйпера

ОЧ д Х = = — -2 COS К ЭСОП 0 &ПС ), 1 о С

С d x = 2СОЬiХ ЗСО (x,7, откуца после интегрирования получаем

Исспецование цостаточных условий JIeжан цра (4)

F ) 3 х(4 (ф ) показывает, что экстремапь (5) и (6) цает Ма Х интеграпа при

Оа) -t(M с —1

"Г2

Это значит, 0 а < с 5,2 44

Постоянная опрецепяет масштаб, 1 а С и С2 нахоцятся из условия прохож цения экстремапи через зацанные точ1041318 4 ки К н А что нахоцит свое отражение в величине предельных углов К

Уравнение профиля а Ь нахоцят из аналогичных рассужцений.

Найденные формы мгновенных линий контакта межцу рабочими поверхностями колеса и рельса теоретически соответствуют абсолютному минимуму трения и износа в направлении действующих

10 сил при совместной работе сопряженных поверхностей и не зависят от материала, коэффициента трения ипи pssMOpoB кинематическик пар.

Выполнение рельсов и обоцьев копес

15 в соответствии с прецпагаемой формой значитепьно увеличивает срок их спуж бы и позволяет сэкономить бопьшое количество металла.

411.1

Редактор Г. Гербер

Составитель Т. Попова

Текрец A.Üàáèíåö Корректор А. Повх

Заказ 7033/14 Тиршк 675 Поцписнсе

БНИИПИ Госуцарственного комитета .СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП "Патент, г, Ухто)хц, ул. Проектная, 4