端與外端面倒角區6呈45°夾角。
[0024]滾動圓3橫移±3mm時踏面與標準CH60軌匹配的等效錐度介于0.08-0.12之間。
[0025]常工作區第一圓弧段端面4-1，其圓弧半徑R6范圍是315mm < R6 < 385mm。常工作區直線段圓錐面4-2與水平線的夾角K1的范圍是1/22 SK1 < 1/18。
[0026]踏面端部外側低錐度區5與水平線的夾角K2的范圍是1/165 K2 5 1/14。外端面倒角區6是45°的等腰直角三角形倒角，其直角邊長度為5mm。
[0027]喉根圓高錐度區第一圓弧段端面2-1的半徑R4的范圍是13.5mm SR4S 16.5mm。喉根圓高錐度區第二圓弧段端面2-2的半徑R5 = 200mm。
[0028]輪緣第一圓弧段端面1-1的半徑Rl = 25mm，輪緣第二圓弧段端面1-2的半徑R2 =10mm，輪緣第三圓弧段端面1-3的半徑R3 = 20mm，輪緣直線段端面1-4的延長線與水平線的夾角Θ為70°。
[0029]輪緣第二圓弧段端面1-2的圓弧頂點是輪緣1的最高點A，該最高點A到滾動圓3豎直直徑的頂端最高點B的豎直距離Η為27.8163_。輪緣1的厚度D為32.1098_。
[0030]喉根圓高錐度區第一圓弧段端面2-1的起點C到滾動圓3豎直直徑的頂端最高點Β的水平距離M3 = 39.0086mm。
[0031]滾動圓3橫移±3mm時踏面與標準CH60軌匹配的等效錐度為0.1，該等效錐度值的檢測方法按國際鐵路聯盟標準UIC519所規定等效錐度計算方法檢測。正常工作區直線段圓錐面4-2與水平線的踏面第一等效錐度角Kl = l/20，踏面端部外側低錐度區5與水平線的夾角K2 = l/15，喉根圓高錐度區第一圓弧段端面2-1的半徑R4 = 15mm。
[0032]具體應用本發明的高速動車組的新型車輪踏面結構時將其型號確定為LMB10型高速動車組踏面，并按下述的具體數值分別設置其重要參量如下:R4 = 15mm，R5 = 220mm，R6 =350mm，Kl = 1/20，K2 = 1/15，R4= 15mm，則可使該LMB10型高速動車組的新型車輪踏面結構同時滿足國內現有的CH60型鋼軌廓形和全新的60N鋼軌廓型的匹配等效錐度均滿足設計要求，可避免車輛發生晃動或蛇行失穩等異常振動問題，并在提高鏇修周期和提高列車動力學性能兩個方面均同時取得最佳的兼顧和平衡。
[0033]如圖2可知，本發明的LΜB10型高速動車組的新型車輪踏面結構同與舊有的S1002CN型踏面在常工作區1內接觸應力值大小相當，但在喉根圓高錐度區2的接觸應力較S1002CN型踏面在同一位置上的接觸應力更小，因此有助于降低磨耗。
【主權項】
1.一種高速動車組的新型車輪踏面結構，包括輪緣(1)、喉根圓高錐度區(2)、滾動圓(3)、常工作區(4)、外端低錐度區(5)和外端面倒角區(6)，其特征在于:所述輪緣(1)包括輪緣第一圓弧段端面(1-1)、輪緣第二圓弧段端面(1-2)、輪緣第三圓弧段端面(1-3)和輪緣直線段端面(1-4)，它們均順次以相切的形式平滑連接;所述喉根圓高錐度區(2)包括喉根圓高錐度區第一圓弧段端面(2-1)和喉根圓高錐度區第二圓弧段端面(2-2)，其二者以相切的形式平滑連接;所述常工作區(4)包括常工作區第一圓弧段端面(4-1)和常工作區直線段圓錐面(4-2)，其二者以相切的形式平滑連接;外端低錐度區(5)自身均為直線段圓錐面； 所述輪緣直線段端面(1-4)的末端與喉根圓高錐度區第一圓弧段端面(2-1)相切;喉根圓高錐度區第二圓弧段端面(2-2)的末端與常工作區第一圓弧段端面(4-1)以相切的形式平滑連接;常工作區直線段圓錐面(4-2)的末端與外端側低錐度區(5)的前端直線段以相切的形式平滑連接;外端低錐度區(5)的末端與外端面倒角區(6)呈45°夾角。2.如權利要求1所述的一種高速動車組的新型車輪踏面結構，其特征在于:所述滾動圓(3)橫移土 3mm時踏面與標準CH60軌匹配的等效錐度介于0.08-0.12之間。3.如權利要求1所述的一種高速動車組的新型車輪踏面結構，其特征在于:所述常工作區第一圓弧段端面(4-1)，其圓弧半徑R6范圍是315mm < R6 < 385mm;所述常工作區直線段圓錐面(4-2)與水平線的夾角K1的范圍是1/22 SK1 < 1/18。4.如權利要求1所述的一種高速動車組的新型車輪踏面結構，其特征在于:所述踏面端部外側低錐度區(5)與水平線的夾角K2的范圍是1/16 SK2S 1/14;所述外端面倒角區(6)是45°的等腰直角三角形倒角，其直角邊長度為5mm。5.如權利要求1所述的一種高速動車組的新型車輪踏面結構，其特征在于:所述喉根圓高錐度區第一圓弧段端面(2-1)的半徑R4的范圍是13.5mm < R4 < 16.5mm;所述喉根圓高錐度區第二圓弧段端面(2-2)的半徑R5 = 200mm。6.如權利要求2或3或4或5所述的一種高速動車組的新型車輪踏面結構，其特征在于:所述滾動圓(3)橫移±3mm時踏面與標準CH60軌匹配的等效錐度為0.1;所述正常工作區直線段圓錐面(4-2)與水平線的踏面第一等效錐度角Kl = l/20，所述踏面端部外側低錐度區(5)與水平線的夾角Κ2 = 1/15，所述喉根圓高錐度區第一圓弧段端面(2-1)的半徑R4 =15mm07.如權利要求1或5所述的一種高速動車組的新型車輪踏面結構，其特征在于:所述喉根圓高錐度區第一圓弧段端面(2-1)的起點C到滾動圓(3)豎直直徑的頂端最高點B的水平距離 M3 = 39.0086mm。8.如權利要求1所述的一種高速動車組的新型車輪踏面結構，其特征在于:所述輪緣第一圓弧段端面(1-1)的半徑Rl = 25mm，輪緣第二圓弧段端面(1-2)的半徑R2 = 10mm，輪緣第三圓弧段端面(1-3)的半徑R3 = 20mm，輪緣直線段端面(1-4)的延長線與水平線的夾角Θ為70。。9.如權利要求1或8所述的一種高速動車組的新型車輪踏面結構，其特征在于:所述輪緣第二圓弧段端面(1-2)的圓弧頂點是輪緣(1)的最高點Α，該最高點Α到滾動圓(3)豎直直徑的頂端最高點B的豎直距離Η為27.8163mm;所述輪緣(1)的厚度D為32.1098_。
【專利摘要】一種高速動車組的新型車輪踏面結構屬于軌道車輛車輪踏面結構領域，該車輪踏面結構能夠完全匹配和適應CN60新型軌道的廓型，其通過較小的喉根圓高錐度區第一圓弧段端面的曲率半徑來避免列車車輪因踏面的等效錐度過高而產生的失穩，和避免因踏面的等效錐度過過低而導致車輛晃動。通過正常工作區和踏面端部外側低錐度區配合起到增大踏面與軌道接觸面積的作用，能夠在同樣的接觸應力下允許車輪承受更高的軸重載荷。其通過優化滾動圓的最佳位置實現減緩踏面磨耗、延長旋輪周期，并通過給出計算優選后的參數設置使得該踏面結構對鋼軌廓變化適應能力獲得較大幅度提高，從而實現在抑制蛇行運動和延長旋輪周期兩個方面均能取得兼顧和平衡的理想效果。
【IPC分類】B60B17/00
【公開號】CN105480013
【申請號】CN201510974307
【發明人】宋春元, 齊延輝, 李福 , 梁志超, 劉志泰, 梁樹林, 李國棟, 池茂儒, 沈文林, 鄔平波, 黃彩虹, 李永恒
【申請人】長春軌道客車股份有限公司, 中國鐵路總公司, 西南交通大學
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月23日