【文章內容簡介】 合部位，其直徑比軸頸直徑大，比輪座直徑小。 ：是車軸和車輪配合的部位，是車軸受力最大的部位。 ：是兩輪座的連接部分，為增加其強度和減少應力集中，車軸軸身呈圓柱形。 ：是滾動軸承車軸安裝軸端壓板的地方，軸端壓板的作用為防止?jié)L動軸承內圈從軸頸上竄出。 。 動盤安裝座：共壓裝制動盤用。一般一根車軸上設有兩個制動盤安裝座，過渡圓弧 55mm。 標準滾動軸承車軸每段端部平分為 3 個扇形，兩端共 6 個扇形，供刻打車軸標記之用。 西南交通大學網絡教育 畢業(yè)設計（論文） 6 無論滾動軸承車軸或滑動軸承車軸，根據(jù)車輛自重、載重和使用要求，按照車輛強度理論，設計成集中不同軸負荷的軸型。 根據(jù)鐵道部標準，或承用標準滑動軸承車軸有 B、 D、 E三種型號，其軸負荷分別為 12t、21t、 25t。 標準滾動軸承車軸有 RB RD RE RC RC RD RD RD3p 等型號。其中 RBRD RE2 用于貨車轉向架， RC RD3 用于客車轉向架。 RC RD4 型車軸用于軸驅式發(fā)電機傳動車軸，在車軸一段有發(fā)電機皮帶輪安裝座。 RD3p 用于盤型制動車軸。我國部分客貨車上還使用著舊型及非標準滾動軸承車軸，如 RD0、 RD RD1 RD13A、 RD14 等。舊型滾動軸承車軸與標準型滾動軸承車軸相比，軸身由原來錐形改為圓柱形，以增加車軸的疲勞強度。在個別圓弧處做了適當改進，其他基本相同。 西南交通大學網絡教育 畢業(yè)設計（論文） 7 第 4 章 車軸常見的故障及原因 常見的故障 車軸裂紋 車軸裂紋分為橫裂紋和縱裂紋。裂紋與車軸中心線夾角大于 45176。時稱為橫裂紋，小于45176。時稱為縱裂紋。車軸的橫裂紋將減小車軸的有效截面，對車軸強度影響最大，容易發(fā)展引起斷軸事故，危險性極大。車軸各部都可能產生橫裂紋，以出現(xiàn)橫裂紋的幾率來說，圖 1中所示的部位教常出現(xiàn)。 圖 41車軸裂紋 車軸斷裂的原因有以下幾方面 : ：滾動軸承車軸由于滾動軸承的圈崩裂，滾子破損等原因，也會造成軸箱激熱，車軸折斷。 ：車軸在交變載荷的作用下，使用年久都可能產生疲勞裂紋 .。 車軸磨傷 車軸彎曲 車輛重車脫軌，車軸受到劇烈沖擊，會引起車軸彎曲。 如圖 42； 西南交通大學網絡教育 畢業(yè)設計（論文） 8 圖 42 產生的原因 車軸裂紋 車軸材質不好，或制造和使用中在車軸表面造成傷痕 車軸磨傷 滑動軸承車軸的軸頸與軸瓦之間油潤不良或混入雜物，會造成軸頸磨傷及軸瓦前后端與軸領和后部軸肩的磨耗，以致引起車軸發(fā)熱。軸箱激熱，內部零件嚴重磨耗，會使軸箱后壁孔與防塵板座磨耗。有時由于制動拉桿、杠桿組裝不良而與車軸接觸造成磨傷。磨傷處易引起應力集中， 造成車軸裂紋。車軸軸身的打痕、碰傷及電焊打火，輪對在運用中或運輸時，軸身有可能被磕碰、打擊而損傷，在車輛焊修時，有時也會因電焊地線接的不當，造成電流通過車軸將軸身打傷。 車軸彎曲 車輛重車脫軌，車軸受到劇烈沖擊以及車軸材質不良會引起車軸彎曲。 西南交通大學網絡教育 畢業(yè)設計（論文） 9 第 5 章 車輪簡介 車輪的發(fā)展趨勢 輪對是車輛中重要部件，它的狀態(tài)直接影響車輛運行的安全和品質的好壞，貼別車輛向高速度、大載重、輕結構方向發(fā)展的今天，對輪對要求的更高。目前世界各國都很重視輪對的改進和研究工作，并取得一定的成就。 鐵路是我國的主要運輸方 式，是國民經濟的大動脈。為了提高我國鐵路貨車技術，縮短與世界先進的差距，鐵路貨車技術必須與時俱進。鐵路貨車從整體結構上來說，同其他車輛一樣，其主要部件就是輪對。輪對是直接與軌面接觸的，它的質量性能好壞，將直接影響列車運行的安全。正確判斷輪對故障，保證列車運行，是重點討論和研究的問題。 隨著我國鐵路建設的跨越式發(fā)展，我國鐵路車輛正逐步向高速、大載重的方向發(fā)展。車輛的運行狀態(tài)，是影響鐵路安全的重要因素。輪對是車輛走行部的關鍵部件，是車輛最終受力的部件。它承受車輛的全部重量。在負重的條件下，以較高的速度引導車輛在 鋼軌上行駛。輪對一旦發(fā)生故障，如不及時發(fā)現(xiàn)和處理就會引起車輛脫軌、顛覆等嚴重事故。給人生命財產安全帶來巨大損失，影響人們的正常工作和生活秩序。 貨車車輪的使用情況 目前，我國鐵路貨車使用輪對的軸重全部為 21t 和 25t，專用車輪有符合 GB86011997規(guī)定的 HDS、 HDSA、 HES、 HESA 型車輪，符合 TB/T28171997 規(guī)定的 HDZ、 HDZA、 HDZB、 HDZC、HEZB 型車輪，還有小部分從國外進口的車輪。 （ 1） H 型車輪 符合 GB86011998 的 HD、 HE 型車輪結構不合理，制造質量精度 低，除輪轂兩側面、輪輞及踏面、輪緣部分為加工部位外，其它均沒有加工，不能滿足輪對組裝的要求。鐵道部規(guī)定，從 1998 年起，停止在貨車新造車上裝車使用。符合 GB86011988 標準的 HB、 HC型車輪，不適合貨車運輸需要，早已退出運輸，不再使用。 （ 2）新型輾鋼車輪 針對國標車輪在運用中暴露出的主要問題，提出了具有更高強度的 S 型輻板車輪。該西南交通大學網絡教育 畢業(yè)設計（論文） 10 車輪的特點是輻板呈 S 型，全部用圓弧連接，取消輻板孔，可采用 LM 踏面外型，適當減薄輪轂孔的厚度，可實現(xiàn)與車軸（ GB12814）的突懸組裝，降低車輪磨耗 20％以上。該車輪實現(xiàn)全加 工、全噴丸、全探傷（超探和磁探）以及車輪的殘余應力檢驗、靜不平衡等檢驗，從而有效地保證了車輪的制造質量，確保車輪安全可靠。 HDS 型車輪的輪輞最小厚度為 65mm，輪轂外徑為 mm，輪轂公稱厚度為 40mm； 1998 年開始使用。 HDSA 減重車輪的輪徑為 mm，輪輞最小厚度為 50mm，輪轂外徑為 mm，輪轂公稱厚度公稱為 35mm，較 HDS 型車輪減輕 42kg； 2021 年開始投入使用。 HES 型車輪的的輪徑為 mm，輪輞最小厚度為 65mm，輪轂外徑為 mm，輪轂公稱厚度為 40mm。減重 HESA 型車輪將輪輞最小厚度減為 50mm；在 軸重為 25t 的型輪對上使用。 減重車輪在 HDS、 HES 型的基礎上進行了優(yōu)化，減輕了質量，有效降低了轉向架的簧下質量，改善鐵路貨車的運行品質，滿足鐵路運輸提速的需要。 （ 3）新型鑄鋼車輪 借鑒鑄鋼車輪在北美廣泛使用的現(xiàn)狀，有關方面決定引進和使用新型鑄鋼車輪，現(xiàn)生產軸重為 21t、 25t，速度為 120km/h 的鑄鋼車輪。 新型鑄鋼車輪的特點主要有兩個：一是結構設計先進，采用有限元法對車輪外形進行優(yōu)化設計，其大圓弧輻板外形可有效提高車輪的結構強度和承受熱負荷的能力，并采用 LM踏面外形，能滿足車輛提速的要求；二是采用 先進的石墨模鑄造工藝，該工藝具有產品尺寸精度高、安全性能好、制造成本低等優(yōu)點。并且還按照要求進行車輪輻板噴丸強化、逐個進行車輪在線稱重、測量尺寸、測量硬度及輻板熒光磁粉探傷和輪輞超聲波探傷，定期分批進行射線探傷檢查。 HDZ 型車輪的車輪直徑為 mm，輪輞最小厚度我 ，輻板厚度最小為 25mm，從 1999年開始投入使用。減重 HDZA 型薄輪輪轂將輪轂外徑減為 mm，輪轂公稱厚度為 33mm，較 HDZ型車輪減重 32kg，從 2021 年 1 月開始生產 HDZA 型車輪。減重 HDZB 型薄輪輪輞車輪輪轂外徑為 mm，輪轂公稱厚 度為 33mm，將輪輞最小厚度減為 50mm，將輻板厚度減為 23mm，較HDZ 型車輪減輕 50kg，從 2021 年 4 月開始生產 HDZB 型車輪。減重 HDZC 型薄輪輞車輪輪轂外徑為 mm，輪轂公稱厚度為 33mm，將輻板厚度減為最小 20mm，輪輞最小厚度為 50mm，較 HDZC 型車輪減輕 70kg，從 2021 年 8 月開始生產 HDZC 型車輪。 2021 年 6 月 30 日前停止生產 HDZB 型車輪。減重 HEZB 型薄輪輞車輪外徑為 mm，輪輞最小厚度為 50mm，從 2021年 8月開始生產 HEZB 型車輪，在軸重為 25t 的型輪對上使用。 各型減重車輪在 HDZ、 HEZ 型系列車輪多次進行優(yōu)化，特別是 HDZ 型系列列車輪多次進行優(yōu)化， HDZC 型車輪較 HDZ 減輕了質量 70kg，有效降低了轉向架的簧下質量，改善鐵路貨車的運行品質，滿足鐵路運輸提速的需要。 西南交通大學網絡教育 畢業(yè)設計（論文） 11 車輪的種類 彈性車輪是在輪心（輪轂）與輪箍之間安裝彈性元件 —— 橡膠墊，與整體車輪相比，車輪在空間三維方向上的彈性比較柔軟。這樣的車輪稱為彈性車輪。這種車輪的優(yōu)點是：明顯減少了車輛的簧下質量，減少了輪軌間的作用力，并切換和沖擊的效果很好，提高了車輛的運行平穩(wěn)性，改善了車輪與車軸的運用條件，減 少輪軌之間摩擦，減少了噪音。車輪的缺點：結構復雜，制造檢修較難，并且會使車輛運用阻力略有增加。 輾鋼輪又稱輾鋼整體輪，是有鋼錠經加熱碾軋而成，并經過淬火處理。輾鋼輪具有強度高、韌性好、自重輕、安全可靠的特點，運用中不會發(fā)生輪箍松動和崩裂故障，適應重載和運行速度高德要求；并且維修費用低，輪緣磨耗過限后可堆焊，踏面擦傷后可旋削等優(yōu)點。所以是我國鐵路的主型車輪。但是輾鋼輪制造技術復雜，設備投資大。 鑄鋼車輪是有鋼水在生產線上直接鑄造成型。與輾鋼輪相比省去了鑄錠、截斷 在加熱等諸 多程序，因而具有生產工序少、勞動力消耗少、生產能耗低。 西南交通大學網絡教育 畢業(yè)設計（論文） 12 第 6 章 車輪的構造及功能介紹 車輪的結構 車輪結構由車輪直徑，輪輞，輪轂尺寸，輪轂輞距，輻板形狀，車輪踏 面外形所決定。每個尺寸和每個部位形狀都是有特殊意義的。車輪設計時需要對尺寸和形狀進行研究確定。 車輪直徑 車輪直徑對其本身及整個貨車都有較大影響。一方面車輪直徑越大，貨 車重心越高，貨車動力學性能越差。另一方面，增大車輪直徑，可以降低輪軌的接觸應力，降低車輪磨耗速率，增加車輪的熱容量，提高踏面 制動熱負荷的承受能力，因此直徑大小應根據(jù)貨車情況綜合確定。但總的來說，貨車軸重越大，車輪直徑應越大，以提高車輪的熱容量和增加輪軌的接觸面積，減少踏面損傷和磨耗。另外，車輪直徑的取值還應注意規(guī)格的標準化系列化問題，以利于車輪制造和檢修。目前鐵路貨車車輪直徑大多為 840mm，特殊鐵路貨車車輪直徑為 915mm。 輪輞 輪輞寬度尺寸主要取決于輪軌的搭載量。當車輪對運行在曲線上時，外 側車輪輪緣靠近鋼軌，內側輪緣遠離鋼軌。只有內側輪緣踏面在鋼軌上的搭載量足夠，才能不使輪對脫軌。 《鐵路技術管理規(guī)程》規(guī)定，當曲線半徑在 300m 以下時，軌距應加寬 15mm。因此最大規(guī)矩 1435+15+6=1456（ mm） 輪對最小內側距為 1354mm； 輪緣最小厚度為 23mm； 輪緣踏面外側倒角 5mm； 鋼軌頭部圓弧半徑 R13mm； 鋼軌內測磨耗 2mm； 軌枕彎曲、道釘松動等引起軌距擴大 8mm； 重車時車軸微彎引起輪對內側距減小 2mm； 輪軌安全搭載量 7mm考慮。 根據(jù)上述數(shù)據(jù)算得輪輞最小寬度應為 120mm，考慮到貨車過駝峰時實施的制動，車輪西南交通大學網絡教育 畢業(yè)設計（論文） 13 外側面磨耗 5mm，則輪輞最小寬度應為 125mm。目前鐵路貨車車輪輪輞寬度為 135— 140mm。 輪輞厚度通常指新輪輞厚度。對正常服役的車輪的判廢依據(jù)是剩余輪輞厚度，新輪輞厚度與判廢輪輞厚度之差為輪輞有效磨耗厚度。輪輞越厚，有效磨耗厚度就越大，但車輪自重也大。有效磨耗厚度越厚，車輪使用壽命越長，新舊車輪直徑差就越大。 貨車檢修時，為了滿足貨車之間懸掛要求，經常需要在心盤旁撐等位置增加調平墊板。如果新舊車輪直徑差過大，所需增加的墊板厚度相應的厚這樣心盤螺栓越容易折斷，同時也將增加檢修工作量。 輪輞質量占車輪質量較大的比例，即輪輞質量在很大程度決 定了車輪質量。特別是鑄鋼車輪，由于澆鑄工藝原因，輪輞質量越大，就要求輻板越厚，車輪質量將更大。車輪質量為簧下質量，其質量的增加對輪軌垂向動作用力有較大影響。 為了提高輪輞硬度以提高使用壽命，生產中對車輪踏面進行淬火處理。由于淬火工藝特性，淬硬深度受到限制。輪輞越厚，內部硬度越低，耐磨性能越來越差。雖然車輪使用壽命隨著輪輞