一种轨道车辆及其转向架和车轮的制作方法

本申请涉及轨道车辆技术领域，尤其是涉及一种轨道车辆及其转向架和车轮。

背景技术：

现有轨道车辆中使用的车轮一般为整体结构。随着高速铁路技术的迅猛发展，轨道车辆的运行速度越来越高，车轮的磨损速度也逐渐加快。为了方便检测车轮是否磨耗到位，一般在车轮的表面通过槽沟标记出车轮径向磨耗到限位置。当车轮的直径磨损到槽沟标记的位置时，车轮报废，为了轨道车辆的安全运行，即使轮芯部分完好也需要更换整个车轮。

发明人发现，现有车轮为整体结构，需要整体更换而导致浪费材料和使用成本高的问题。

技术实现要素：

本申请实施例中提供了一种轨道车辆及其转向架和车轮，该车轮采用分体结构，用于解决现有车轮因需要整体更换而浪费材料和使用成本高的问题，并具有降低轨道车辆运行成本的优点。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种用于轨道车辆的车轮，该车轮包括轮箍、轮芯以及轮环；所述轮箍和所述轮芯之间过盈配合；其中：

所述轮箍的外周面设置有踏面和轮缘；沿所述轮箍的轴向，所述轮箍在设置有所述轮缘的一端的内周面设置有轮环装配槽、且在与所述轮缘相对的另一端的内周面设置有限位凸缘；

所述限位凸缘的横截面形状为矩形；

所述轮芯的中心设置有用于穿设车轴的轴孔，并且一端部设置有与所述限位凸缘形状配合的台阶面；

所述轮环嵌装于所述轮环装配槽内，并与所述轮芯的另一端面相抵接，用于将所述轮芯固定安装于所述轮箍；

所述轮环设置有轮环缺口、且所述轮环的横截面形状为矩形。

优选地，所述轮芯采用轻型高强度材料制成。

优选地，所述轮芯采用铝基石墨烯材料、铝合金或镁合金制成。

优选地，所述轮芯的轴孔壁上设置有油槽，所述轮芯设置有与所述油槽连通的注油孔。

优选地，所述油槽为环形油槽。

优选地，沿所述轮箍的轴向，所述限位凸缘的厚度为5mm～10mm。

优选地，沿所述轮箍的轴向，所述轮环装配槽与所述轮箍设置有所述轮缘一端的端面之间的距离为10mm～20mm。

优选地，所述轮环装配槽的深度为5mm～10mm。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种转向架，该转向架包括上述技术方案提供的任意一种车轮。

根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括上述技术方案提供的转向架。

采用本申请实施例中提供的轨道车辆及其转向架和车轮，该车轮采用分体结构，由过盈配合的轮箍和轮芯、以及将轮芯限位并安装于轮箍的轮环构成，因此，在车轮磨损到限时，在轮芯可以继续使用的情况下，可以将轮箍从轮芯上拆卸下来，只更换轮箍即可，轮芯可以重复利用，从而减少了材料的浪费，降低了轨道车辆的运行成本和使用成本；轮箍上设置有用于对轮芯一端的台阶面进行定位的限位凸缘，并且限位凸缘的横截面形状为矩形，通过限位凸缘与台阶面的定位配合，不仅便于轮芯和轮箍的安装，而且还有利于提高轮芯和轮箍之间连接的可靠性，进而提高车轮的工作稳定性；同时，由于轮芯采用铝基石墨烯、铝合金或镁合金等轻型高强度材料制成，能够在满足车轮强度要求的前提下，大幅降低车轮的簧下质量，明显减轻轮轨磨耗、轮轨间动作用力和轮轨间摩擦噪音，有效衰减转向架的蛇形运动，有力保证了轨道车辆的运行稳定性和优良的动力学性能，有利于轨道车辆的节能降耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种车轮的立体结构示意图；

图2为图1中提供的车轮的爆炸结构示意图；

图3为图1中提供的车轮的剖面结构示意图；

图4为图3中车轮的a部的局部放大示意图。

附图标记：

1-车轮；11-轮箍；12-轮芯；13-轮环；111-踏面；112-轮缘；113-轮环装配槽；114-限位凸缘；121-台阶面；122-油槽；123-注油孔；131-轮环缺口。

具体实施方式

在实现本申请的过程中，发明人发现，现有车轮为整体结构，需要整体更换而导致浪费材料和使用成本高的问题。

针对上述问题，本申请实施例中提供了一种轨道车辆及其转向架和车轮，该车轮采用分体结构，用于解决现有车轮因需要整体更换而浪费材料和使用成本高的问题，并具有降低轨道车辆运行成本的优点。

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1、图2和图3为本申请实施例中提供的一种用于轨道车辆的车轮1的结构，该车轮1包括轮箍11、轮芯12以及轮环13；轮箍11和轮芯12之间过盈配合；其中：

轮箍11的外周面设置有踏面111和轮缘112；如图2和图4结构所示，轮箍11的外周面设置有在钢轨表面滚动的踏面111和与钢轨侧面相抵接的轮缘112，车轮1通过轮缘112定位在钢轨上；沿轮箍11的轴向，轮箍11在设置有轮缘112的一端的内周面设置有轮环装配槽113、且在与轮缘112相对的另一端的内周面设置有限位凸缘114；如图3和图4结构所示，沿轮箍11或车轮1的轴向，轮箍11的一端内表面设置有用于嵌装轮环13的轮环装配槽113，并在另一端的内周面设置有限位凸缘114；沿轮箍11的径向，限位凸缘114从轮箍11的外周向内周延伸，限位凸缘114用于对轮芯12进行定位和限位，将轮芯12定位在轮箍11内；

限位凸缘114的横截面形状为矩形；如图4结构所示，限位凸缘114的横截面形状为矩形，在实际生产过程中，还可以为梯形、半圆形、正方形等形状；

轮芯12的中心设置有用于穿设车轴的轴孔，并且一端部设置有与限位凸缘114形状配合的台阶面121；如图3和图4结构所示，轮箍11套设在轮芯12的外周面，轮芯12的一端通过台阶面121与轮箍11的限位凸缘114进行形状配合，从而实现轮芯12在轮箍11一端的定位配合，将轮芯12限位在轮箍11的内部；

轮环13嵌装于轮环装配槽113内，并与轮芯12的另一端面相抵接，用于将轮芯12固定安装于轮箍11；如图2和图4结构所示，轮环13设置有轮环缺口131、且轮环13的横截面形状为矩形；轮环13被嵌装在轮箍11的轮环装配槽113内，轮环13的一端面与轮芯12的另一端面相抵接，通过轮环13和限位凸缘114将轮芯12定位在轮箍11内。

上述车轮1采用分体结构，由过盈配合的轮箍11和轮芯12、以及将轮芯12限位并安装于轮箍11的轮环13构成，因此，在轮箍11的踏面111磨损到限时，在轮芯12可以继续使用的情况下，可以将轮箍11从轮芯12上拆卸下来，只更换轮箍11即可，轮芯12还可以重复利用，从而减少了材料的浪费，降低了轨道车辆的运行成本和使用成本；轮箍11上设置有用于对轮芯12一端的台阶面121进行定位的限位凸缘114，轮芯12的另一端面与轮环13相抵接，通过限位凸缘114与台阶面121的定位配合、以及轮环13的限位将轮芯12固定安装在轮箍11内，采用限位凸缘114和轮环13不仅便于轮芯12和轮箍11的安装，而且还有利于提高轮芯12和轮箍11之间连接的可靠性，进而提高车轮1的工作稳定性；同时，限位凸缘114的横截面形状为矩形，具有加工制造容易的特点。

一种具体的实施方式中，轮芯12可以采用轻型高强度材料制成，轻型高强度材料可以为铝基石墨烯材料、铝合金或镁合金等材料。

由于铝基石墨烯材料、铝合金或镁合金等轻型高强度材料具有强度高和密度低的特点，因此，在上述轮芯12采用铝基石墨烯材料、铝合金或镁合金等轻型高强度材料制成时，能够在保证车轮1满足强度要求的前提下，大幅降低车轮1的质量，从而大幅降低簧下质量，明显减轻轮轨磨耗、轮轨间动作用力和轮轨间摩擦噪音，有效衰减转向架的蛇形运动，有力保证了轨道车辆的运行稳定性和优良的动力学性能，有利于轨道车辆的节能降耗。

如图3结构所示，轮芯12的轴孔壁上设置有油槽122，轮芯12设置有与油槽122连通的注油孔123。油槽122可以为环形油槽122，油槽122的横截面形状可以为半圆形。

由于在轮芯12的轴孔壁上设置有油槽122，并在轮芯12上设置有与油槽122连通的注油孔123，在从车轴上拆卸轮芯12时，可以通过注油孔123向油槽122内注入润滑油，从而使润滑油通过注油孔123和油槽122达到车轴与轮芯12之间，在车轴与轮芯12之间形成油膜，通过对车轴和轮芯12进行润滑，有利于减小退轴的阻力，并且能够防止在退轴过程中车轴和/或轮芯12的表面磨损，进而方便车轮1退卸、提高车轴和轮芯12的使用寿命。

在上述各种实施例的基础上，为了提高车轮1的结构强度和可靠性，如图3和图4结构所示，沿轮箍11的轴向，限位凸缘114的厚度可以为5mm～10mm，如：5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm；沿轮箍11的轴向，轮环装配槽113与轮箍11设置有轮缘112一端的端面之间的距离可以为10mm～20mm，如：10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm；轮环装配槽113的深度可以为5mm～10mm，如：5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。

实施例二

本申请实施例提供了一种转向架(图中未示出)，该转向架包括上述实施例提供的任意一种车轮1。

由于转向架采用了上述车轮1，车轮1因采用分体结构，可以选择性地更换轮箍11或轮芯12，无需整体更换，轮芯12能够重复使用，有利于提高轮芯12的使用效率，不仅节约材料，而且还能降低运行成本和使用成本。

当轮芯12采用铝基石墨烯材料、铝合金或镁合金等轻型高强度材料制备时，由于铝基石墨烯材料、铝合金或镁合金等轻型高强度材料具有强度高和密度低的特点，因此，在轮芯12采用轻型高强度材料制成时，能够大幅降低转向架的整体质量。

实施例三

本申请实施例提供了一种轨道车辆(图中未示出)，该轨道车辆包括上述实施例提供的转向架。

由于上述转向架采用了分体结构的车轮1，因此，轨道车辆采用上述转向架时，能够大幅降低轨道车辆的簧下质量，明显减轻轮轨磨耗、轮轨间动作用力和轮轨间摩擦噪音，有效衰减转向架的蛇形运动，有力保证了轨道车辆的运行稳定性和优良的动力学性能，降低运行成本，还有利于轨道车辆的节能降耗。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。