地鐵車輛用彈性車輪的制作方法

本實用新型涉及一種地鐵車輛用彈性車輪。

背景技術(shù)：

地鐵已經(jīng)成為我國大城市日益重要的交通方式。但地鐵運行時產(chǎn)生的振動噪聲，既會影響車內(nèi)乘客乘坐的舒適性，也會影響沿線居民的工作和休息。而采用彈性車輪是一種降低地鐵輪軌振動噪聲的有效方式。

對于普通的整體輾鋼標準車輪，車輪滾動輻射噪聲主要在2000Hz以上。這是因為輪軌滾動作用力激發(fā)了車輪2000Hz附近及以上的徑向模態(tài)振動和徑向軸向耦合模態(tài)振動，進而引起車輪踏面區(qū)域、輪輞和輻板的振動聲輻射。彈性車輪結(jié)構(gòu)通過在輪輞和輪心之間設(shè)置橡膠層，主要起到兩方面的作用：一是橡膠層具有吸振作用，可直接吸收車輪的振動，降低聲輻射。二是橡膠件具有隔振作用，將車輪的輪輞部分和輻板部分在某一頻率以上進行解耦，如果解耦頻率在2000Hz以下，可大幅降低輻板的振動聲輻射。但是由于彈性車輪的橡膠層將輪輞和輻板解耦，輪輞部分變得自由，增加了輪輞的模態(tài)密度，因此輪輞的共振模態(tài)更容易被激發(fā)，導致輪輞聲輻射增大。目前軌道交通中應(yīng)用的彈性車輪，對于中低頻輻射噪聲的降噪效果有限，甚至還增大了中低頻噪聲，往往需要在車輪外側(cè)加裝調(diào)諧質(zhì)量阻尼器來抑制中低頻噪聲，造成彈性車輪結(jié)構(gòu)復雜，應(yīng)用成本增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種地鐵車輛用彈性車輪，該種彈性車輪結(jié)構(gòu)簡單、具有較高的徑向和軸向剛度，降噪隔振效果好，安全性高。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種地鐵車輛用彈性車輪，包括輪轂、輻板、輪輞及輻板與輪輞之間的輪心，輪輞與輪心的寬度相等，其特征在于：所述的輪輞與輪心之間嵌有截面呈碗型的橡膠層，且橡膠層的寬度小于輪輞的寬度；所述的輪心在橡膠層的外側(cè)設(shè)有安裝槽，安裝環(huán)與安裝槽過盈配合，螺栓穿過安裝環(huán)及橡膠層后與輪心的內(nèi)側(cè)螺紋連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

一、輪輞與輪心之間嵌入的橡膠層具有吸振作用，可直接吸收車輪的振動，降低噪聲輻射；同時，由于橡膠層的截面具有呈碗型的特殊設(shè)計，這種橡膠層結(jié)構(gòu)具有良好的徑向剛度和軸向剛度，其徑向剛度范圍為130～160kN/mm，軸向剛度范圍為25～30kN/mm，對2000Hz以上的噪聲具有良好的隔振作用；并且也部分限制了輪輞的自由，避免了輪輞共振模態(tài)的激發(fā)，從而無需在車輪外側(cè)加裝調(diào)諧質(zhì)量阻尼器來抑制中低頻噪聲。其結(jié)構(gòu)簡單吸振降噪效果好。

理論分析表明，本實用新型的彈性車輪相對于標準車輪，可在全頻帶降低噪聲10.7dBA，其中在2000Hz以下頻段可降低6dBA，在2000-5000Hz頻段，可降低15.6dBA。

二，本實用新型的橡膠層同時使用了過盈配合和螺栓緊固，橡膠層輪輞、輪心間的連接牢固、具有更好的安全性。

上述的橡膠層的碗型截面的底部平直，頂部平直；橡膠層沿輪周方向呈連續(xù)的圓環(huán)或間斷的圓弧塊。

底部、頂部均平直的碗型截面橡膠層能與輪輞、輪心間實現(xiàn)更可靠的連接，具有更好的減振效果，也具有更好的安全性。

上述的輪輞在橡膠層以內(nèi)的部位與輪心在橡膠層以內(nèi)的部位間具有2-5mm 的間隙，且所述的間隙位于橡膠層內(nèi)側(cè)沿厚度的1/3-2/3處；輪輞在橡膠層以外的部位與安裝環(huán)在橡膠層以外的部位間有2-5mm的間隙；且所述的間隙位于橡膠層側(cè)沿厚度的1/3-2/3處。

這樣，在車輪運行過程中，輪輞與輪心及安裝環(huán)不會在側(cè)緣處產(chǎn)生直接接觸，使橡膠層能夠充分發(fā)揮作用，進一步提高降噪隔振作用。并且橡膠層的內(nèi)側(cè)沿和外側(cè)沿均被輪輞與輪心擋住，使橡膠層更牢固的嵌合在輪輞與輪心的嵌合槽內(nèi)。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的彈性車輪與整體輾鋼標準車輪的輻射聲功率級計算對比結(jié)果。

具體實施方式

實施例

圖1示出，本實用新型的一種具體實施方式是，一種地鐵車輛用彈性車輪，包括輪輞1、輪心4，其特征在于：所述的輪輞1與輪心4之間過盈嵌合有截面呈碗型的橡膠層2，且橡膠層2的寬度小于輪輞1的寬度；所述的輪心 4在橡膠層2的外側(cè)設(shè)有安裝槽，安裝環(huán)3與安裝槽過盈配合，螺栓5穿過安裝環(huán)3及橡膠層2后與輪心4的內(nèi)側(cè)螺紋連接。

本例的橡膠層2的碗型截面的底部平直，頂部平直；橡膠層2沿輪周方向呈連續(xù)的圓環(huán)或間斷的圓弧塊。

本例的輪輞1在橡膠層2以內(nèi)的部位1a與輪心4在橡膠層2以內(nèi)的部位 4a間具有2-5mm的間隙，且所述的間隙位于橡膠層2內(nèi)側(cè)沿厚度的1/3-2/3 處；輪輞1在橡膠層2以外的部位1b與安裝環(huán)3在橡膠層2以外的部位3b間有2-5mm的間隙；且所述的間隙位于橡膠層2側(cè)沿厚度的1/3-2/3處。

圖2為本實用新型的彈性車輪與整體輾鋼標準車輪的輻射聲功率級計算對比結(jié)果。圖2表明，相對于標準車輪，本實用新型的彈性車輪在全頻帶能降低噪聲10.7dBA，其中在2000Hz以下頻段可降低噪聲6dBA，在2000-5000Hz 頻段，可降低噪聲15.6dBA。

顯然，本實用新型的內(nèi)側(cè)是指車輪靠近軌道中心一側(cè)，外側(cè)則是指遠離背離軌道中心一側(cè)。