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轮轴检修铁道车辆1431杨佳莉2车轴各部分名称及作用铁道车辆使用的车轴,绝大多数为圆截面实心车轴。3车轴的种类、使用范围、材质及要求货车用车轴有 RB2.RD2.RD2Y.RE2.RE2A.RE2B型等 25型客车常用车轴有 RD3.RD4.RD3A.RD3A1型等车轴4n八十年代初期 :n研究由分段圆弧组成的磨耗型踏面和磨耗型钢轨相互接 触时的几何参数以及各种因素对它们的影响 n八十年代中后期:n研究了任意形状的轮轨空间几何约束关系,并提出了一 个具有足够精度、适用于任意形状的空间几何约束关系 的数学方法及计算程序;n九十年代初期 :n提出了迹线法迹线法的思想来处理空间轮轨接触几何关系问题 。基本思路:暂时抛开轨面的形状,仅由轮对的位置(摇 头角、侧滚角)以及踏面主轮廓线参数(滚动半径、接 触角)确定可能的接触点。 轮轨接触关系发展过程5轮对的类型和名称,应根据车轴类型和车轮类型确定 。6轮对设计要求l 应该有足够的强度,以保证在容许的最高速 度和最大载荷下安全运行(减轻轮对重量) ; l 应不仅能够适应车辆直线运行,同时又能够 顺利通过曲线和道岔,而且应具备必要的抵 抗脱轨的要求; l 应具备阻力小和耐磨性好的优点,这样可以 只需要较小的牵引动力并能够提高使用寿命 。7轮对形状尺寸与线路相互关系l 轮缘l 滚动圆直径l 轮缘内侧距l 车轮踏面斜度8 轮缘:轮缘是保持车辆沿钢轨运行,防止车轮 脱轨的重要部分。 滚动圆直径:车轮直径大小,对车辆的影响各 有利弊:轮径小可以降低车辆重心,增大车体 容积,减小车辆簧下质量,缩小转向架固定轴 距,对于地铁车辆还可以减小建筑限界,降低 工程成本;但是,小直径车轮可使车轮阻力增 加,轮轨接触应力增大,踏面磨耗较快,通过 轨道凹陷和接缝处对车辆振动的影响增大。轮 径大的优缺点则与之相反。轮对形状尺寸与线路相互关系9轮对内侧距保证轮缘与钢轨之间有一定游(间)隙,可以:v 减少轮缘与钢轨磨耗;v 实现轮对自动对中作用;v 有利于车辆安全通过曲线;v 有利于安全通过辙叉;轮缘与钢轨之间的游(间)隙太小,可能会造成 轮缘与钢轨的严重磨耗;轮缘与钢轨之间的游(间)隙太大,会使轮对蛇 行运动的振幅增大,影响车辆运行品质;10轮缘内侧距选取11轮轨间隙计算标准轨距:1435mm轮对内侧距:1353mm轮缘厚度:32mm(单侧),64mm(双侧)国内轮轨间 隙:9=(1435-1353-64)/2 (mm)欧洲轮轨间 隙:5.5=(1435-1360-64)/2 (mm)12v 为了使无论哪种踏面形状均能够防止 车轮脱轨 ,因而车轮都设有轮缘。v 踏面锥度是使轮对具有复原功能和转向功能的 根本原因,也是引起蛇行运动的根源。 圆筒踏面(踏面为没有锥度的平坦圆筒、日 本轨检车上,有利于轨道高低变形的测定) 圆锥踏面(踏面带有一定的锥度) 圆弧踏面(磨耗型踏面,踏面带有圆弧)踏面类型13车轮踏面外型车轮踏面几何形 状是影响行车安 全和运行平稳性 的重要因素。14锥形车轮踏面和钢轨头部的接触面积很小,接触 应力很高,因此在车轮运用初期,局部位置的磨 耗很快,使踏面不久即呈现凹陷。当磨耗范围逐渐遍及整个踏面并与轨头的轮廓外 形相吻合后,接触应力就明显减小,表面又经过 冷硬处理,以后的磨耗减慢,踏面外形也相对稳 定。此时的踏面形状接近于磨耗型踏面。采用凹形车轮踏面,不仅可以减缓磨耗,延长使 用寿命,而且有利于车辆曲线通过,并使轮缘力 有所降低。磨耗型踏面形成15磨耗型踏面(LM)16 防止车轮脱轨 通过曲线时能减少滑行 能顺利通过道岔 直线运行时复原性能好 使踏面磨耗比较均匀车轮踏面设置要求踏面设计目的性问题17锥型踏面轮轨接触斑磨耗型踏面轮轨接触斑两种踏面接触面积比较18一般地,在曲线通过方面采用磨耗型踏面 有利,而在抑制蛇行运动、车体振动方面 锥形踏面有利。实际上,现阶段研究结果表明,在抑制车 体蛇行运动和提高稳定性方面,磨耗型踏 面有时也能够取得良好的效果。对踏面动力学性能认识差异19在车轮横移时,磨耗型踏面车轮的接触角差、 滚动半径差要比锥形踏面车轮的变化大,这使 输入车体的能量减少,车体振动激烈程度降低 。在适当运行速度下,与采用锥形踏面的车轮相 比,采用磨耗型踏面的车轮,其转向架蛇行运 动波长短、频率高,而且远离了车体的固有振 动频率。性能认识差异20u 合理的轮轨踏面外型不仅可以减缓磨耗, 延长使用寿命,而且有利于车辆曲线通过 ,降低轮轨动力作用;u 只要轮轨外型参数确定,利用轮轨接触几 何关系,可以确定轮对在不同横移量时车 轮踏面等效斜度、等效重力刚度和等效重 力角刚度等参数;21
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