铁路货车轮对常见故障的分析与探讨毕业设计.doc

1、毕业设计说明书 2014届毕业设计任务书一、课题名称：铁路货车轮对常见故障的分析与探讨二、指导老师： 第18周进行。三、设计内容与要求1、课题概述：本课题要求学生在已学的电力机车、车辆专业知识基础上，在对之前所学专业课程知识的消化和吸收后，正确地分析铁路货车轮对的结构组成后、有针对性地研究分析其典型故障并提出对应的预防措施；或者对铁路货车轮对的组装工艺进行全面分析；或者对铁路货车轮对的检修工艺进行全面分析。通过此课题的进行，对培养学生运用所学的基础知识、专业知识，并利用其中的基本理论和技能来总结、分析本专业内的相关问题，培养学生工程技术人员必须具备的基础能力。2、设计内容与要求1）铁路货车轮对

2、典型故障分析及预防措施（1）国内外货车轮对的发展现状（2）铁路货车轮对构造及功能总体介绍（3）铁路货车轮对常见故障分析（4）铁路货车轮对预防措施2）铁路货车转向架检修工艺分析（1）国内外铁路货车轮对的发展现状（2）铁路货车轮对构造及功能总体介绍（3）铁路货车轮对的检修工艺分析 3）结论四、 设计参考书目1）车辆构造与检修 中国铁道出版社 主编 袁青武2）车辆检修工艺编制 中国铁道出版社 主编 李艳霞3）车辆修造工艺与装备 中国铁道出版社 主编 刘岩五、设计说明书要求1封面2目录3内容摘要（200400字左右，中英文）4正文（设计方案比较与选择、设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特

3、点）5结束语6附录（参考文献、图纸、材料清单等）六、毕业设计进程安排1第1周：进行资料准备与借阅，选定设计方案。2第2周：设计要求说明及课题内容辅导。3第3-4周：进行毕业设计，完成毕业设计部分章节。4第5周：完成初稿，进行第一次检查。5第6-7周：修改论文，进行第二次检查并定稿。6第8周：准备毕业设计答辩。七、毕业设计答辩与论文要求1毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导老师审阅，由指导老师写出审阅意见。学生答辩对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。

4、答辩小组质询课题的关键问题、质询与课题密切相关的基础理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法、鉴别学生独立工作能力、创新能力。2毕业设计论文要求1) 原则上每4人一小组，小组组长1人；2) 论文要有自己的新观点，不能雷同；3) 论文格式要求按照技术杂志中论文的格式，分为：标题，内容摘要，关键词，问题的提出，分析或求证，问题的解决方案，结论，参考书目。论文中的图样应该清晰，正确，文中的公式要有编号，属于引用的要注明出处；应该标记页次，字体大小有层次。字数不少于1.5-2万。 4） 其余格式要求按照学院的统一规定。 2013年12月 目 录摘 要5第一章 绪论71.1 我国铁路概况71.2货

5、车轮对的简单概述71.3铁路货车轮对的发展81.4货车轮对的发展趋势9第二章 车轴的简介102.1国外车轴简介102.2国内车轴简介10第三章 车轴的构造及功能介绍113.1车轴各部分名称及应用113.2车轴的分类和使用范围12第四章 车轴常见的故障及原因134.1常见的故障134.2产生的原因14第五章 车轮简介155.1车轮的发展概述155.2货车车轮的使用情况155.3车轮的种类17第六章 车轮的构造及功能介绍186.1车轮的结构186.2车轮的各部分名称及作用20第七章 车轮常见的故障及原因227.1常见的故障227.2产生的原因23第八章 轮对故障检测最常用的工具268.1第四种检查

6、器268.2轮对直径检查尺328.3轮背内侧距离检查尺32第九章 轮对的探伤检查339.1电磁探伤339.2超声波探伤36心得体会38参考文献39摘 要铁路货车车辆是铁路货物运输的主要载体，确保铁路货车在实际运用中的安全，是维护铁路运输正常生产秩序，提高运输效益的直接表现。随着我国铁路货车向提速重载方向的发展，其运行的安全问题日益突出。本文对国内外常见铁路货车进行了简要介绍，通过本人在工作中接触，了解的铁路货车故障多发生部位和情况，针对铁路货车车辆在实际运用中发生的故障进行了详细介绍，进行分析，提出与实际情况相符的检查、预防的方法和有效的解决措施，并结合本人的工作实际进行了总结，从而减少货车车

7、辆故障对铁路运输的影响，以达到提高车辆的使用率，提升运力的目的，是我国在铁路货车领域有更好的发展。关键词：铁路货车 故障 分析 解决措施AbstractRailway is the main carrier of railway freight transportation, ensure safety in railway freight cars in actual use, is the maintenance of railway transportation,the normal order of production, improve the direct transport be

8、nefit. With nondevelopment of railway freight cars in our country to speed up heavy, its security issues have become increasingly prominent. The common railway freight car are briefly introduced, through my contact at work, railway freight car fault understanding culti position and situation, introd

9、uced in detail, Theilman of railway freight car occurred in practical application were analyzed,proposed method is consistent with the actual situation of the inspection,prevention and solutions effective, combined with my practical work were summarized, so as to reduce the effect of vehicle faults

10、on railway transport, in order to improve vehicle utilization, to enhance the capacity of the objective, is the development of Chinas better in the field of railway car.Keywords: Analytic solutions of fault of Railway Freight Cars第一章 绪论（李琨）1.1 我国铁路概况我过幅员辽阔，内陆深广、人口众多，资源分布及工业布局不平衡，铁路运输在各种运输方式中的比较优势突出，

11、具有运输能力打、低成本、占地少、节能环保、安全性好等多种优点，在经济社会发展中具有特殊重要的地位和作用。有关资料显示，目前，中国大量长途大宗货物运输和中长途旅客运输主要由铁路承担，铁路每年完成的卢克周转量占全社会旅客周转量的1/3以上，完成货物周转量占全社会货物周转量的55%。贴别是2007年4月，铁路成功实施了第六次大提速，大量开行了时速200公里及以上动车组列车以及在部分既有线开行时速120公里货物列陈，运输能力得到进一步提高，客货运量和运输收入实现了大幅度增长，取得了良好的经济效益和社会效益。按照国务院和审议通过的中长期铁路网规划，：“十一五”期间，我国将规划建设新线约1.6万公里，建设

12、客运专线1.2万公里，规划既有线增建二线 1.3万公里。到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客货分线，复线率和电化率均达到50%，运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。在研制开发时速200公里及以上的动力组关键技术的基础上，结合少量动车组的引进，充分整合国内资源，采取国际合作，科研攻关等措施尽快实现国产化。积极推进300公里及以上动车组关键技术的开发和改进，是我国尽快形成高速动车组列车的机造，运营，检修国产化的能力。可以肯定，我国的铁路将得到跨越式的发展。1.2货车轮对的简单概述轮对是由一根车轴和两个车轮组成。组装时采用过盈配合，在车

13、轴压装机（油压机或水压机）上将车轮装于车轴两端，如图所示。轮对是车辆的重要部件，它承受车辆的全部重量（自重和载重）并引导车辆沿钢轨作高速行驶。轮对的质量直接影响列车的安全运行。因此，轮对的要求是：（1）具有足够的强度和刚度；要求在外力作用下不发生永久变形，且弹性变形限制在在正常工作允许范围内，不发生脆性折断及疲劳裂纹等类型的破坏。（2）在保证安全的条件下，尽可能地减轻轮对质量，并有一定的弹性，以减小轮对之间的作用力。（3）车轴与车轮结合牢固。（4）具有阻力小和耐磨性好的优点，这样可大大地节省牵引动力。新造或进厂、段修理后的轮对，应有一定的技术要求，对于标准规矩（1435mm)的轮对两轮缘内侧面

14、距离为（13532）mm货车厂、段修后为（13533）mm，并在同一轮对的三等分点上所测得的内侧面距离，最大值不应超过1mm（厂、段修不应超过3mm。）轮对组装质量的好坏，直接影响到列车运行中的安全性、旅客乘坐的舒适性、货物的完好率。1.3铁路货车轮对的发展铁路是我国的主要运输方式,是国民经济的大动脉。为了提高我国铁路货车技术,缩短与世界先进水平的差距,铁路货车技术必须与时俱进。铁路货车从整体结构上来说,同其他车辆一样,其主要部件之一就是轮对。轮对是直接与轨面接触的,它的质量性能好坏,将直接影响列车运行的安全。正确判断轮对故障,保证列车运行安全,是重点探讨和研究的问题。随着我国铁路建设的跨越式

15、发展,我国铁路车辆正逐步向高速、大载重量的方向发展。车辆的运行状态,是影响铁路运输安全的重要因素。轮轴是车辆走行部的关键部件,是车辆最终受力的部件。它承受车辆的全部重量,在负重条件下,以较高的速度引导车辆在钢轨上行驶。轮轴一旦发生故障,如不及时发现和处理,就会引起车辆脱轨、颠覆等严重事故。给人民生命财产带来巨大损失,影响人们的正常工作、生活秩序。本文对货车轮轴常见的故障进行简单的分析。1.4货车轮对的发展趋势轮对的安全可靠性是一个永恒的课题。随着空心车轴、大圆弧幅板轻型车轮、S型幅板整体系列碾钢车轮、弹性车轮以及低躁声车轮等一系列轮对新技术的开发和运用。我国科技工作者，研制开发了S型辐板整体碾

16、钢轮，其制造精度比现有国标车轮均普遍提高。轮对的常见故障也出现了新的研究课题。需要在未来的生产实践中不断地探索，加强对新的科学技术的学习，总结新经验，坚持不懈的努力，进一步加强轮对常见故障的研究与探讨，努力提高运用检修的水平。为提高轮对的运用安全做出应有的贡献。第二章 车轴的简介（戴俊杰）2.1国外车轴简介美国澳大利亚巴西及南非等国家的铁路重载运输比较发达!其货车的轴重达到了$,以上实现载运输的铁路绝大多数执行北美铁道协会（以下简称BBS）制定的标准BBS在从滑动轴承车辆到滚动轴承车辆的转换过中，为降低成本，要求利用原有的转向架和原有滑动轴承车轴。因此，BBS早期标准中规定的_TLVO等型车轴

17、都是在原滑动轴承车轴基础上形成的。这就使得车轴载荷中心到轴颈根部的距离都比较长。运用证明，该尺寸过长不仅削弱了车轴的强度。而且运用中轴颈弯曲变形大，使轴承内部各零件间的接触关系恶化。导致车轴和轴承故障增加为提高车轴和轴承的可靠性。BBS对目前大量使用的车轴进行了修改。主要是缩短了车轴载荷中心到轴颈根部的距离。缩短后的LVO轴分别称为IA9型!其中A型轴已纳入了BBS标准%另外，随着运输发展的需要!在新修订的BBS标准中取消了B型和C型车轴。2.2国内车轴简介车轴的发展进程：车轴是由车轴钢坯或直接由平炉钢、转炉钢或电炉钢制成钢锭，再用钢锭锻造成车轴。钢锭平均断面积与毛胚轴最大断面积之比不得低于3

18、.5比1.车轴于锻造成型后，要进行正火或正火再回火的热处理，使其钢制内部金相组织颗粒细化，增强车轴的强度。我国最初的标准轴型是铁标TB450-63所规定的B、C、D、E四种滑动轴承车轴及其基本尺寸，该车轴为直轮座、斜轴身，其轴身不加工，为锻造黑皮状态，缺陷较多。运用中这种车轴的轴身及轮座部产生的疲劳裂纹较多，屡有冷却事故发生。为提高我国车轴的疲劳强度并改变车轴形式繁杂的状况，对原铁标进行了多次修改，对修改后的铁标TB450-83作了进一步修订，上升为国家标准，GB12814-91。在修改后的车轴，提高了车轴的尺寸精度和表面粗糙度。加大了车轴轮座直径，即成为凸起轮座，轴身改为圆柱形，全长机械加工

19、。同时，多年来一直沿用的40钢车轴，其疲劳强度底、使用寿命短。为提高车轴的强度和疲劳性能，研制出50钢车轴。该车轴采用两次正火加回火的热处理工艺后，车轴的强度、塑造性、韧性综合性能提高很多。这一改进大幅度提高了车轴的疲劳强度。第三章 车轴的构造及功能介绍（戴俊杰）3.1车轴各部分名称及应用铁路车辆使用的车轴，绝对多数为圆截面实心车轴。由于各部位受力状态不同，其直径也不一样。车轴是用优质碳素钢（40钢或50钢）锻造制成。车轴表面需锻造光平，不得有起层、裂纹、熔渣或其他危害性缺陷。根据车轴使用轴承型式的不同，车轴可分为滑动轴承车轴和滚动轴承车轴。客车在20世纪7080年代已全部使用滚动轴承车轴，货

20、车在80年代开始滚动轴承化，新造货车已全部使用滚动轴承车轴，滑动轴承车轴在现阶段已全部淘汰，故这里只介绍滚动轴承车轴。车轴滚动轴承车轴除端部形状外，其余和滑动轴承车轴相似。滚动轴承车轴形状，如图所示：1.轴颈：是安装滚动轴承和承载的部位。2.防尘板座：为车轴与防尘板配合部位，其直径比轴颈直径大，比轮座直径小。3.轮座：是车轴和车轮配合的部位，是车轴受力最大的部位。4.轴身：是两轮座的连接部分，为增加其强度和减少应力集中，车轴轴身呈圆柱形。5.轴端螺栓孔：是滚动轴承车轴安装轴端压板的地方，轴端压板的作用为防止滚动轴承内圈从轴颈上窜出。6. 两点划线部分为发电机传动车轴加长部分。7. 制动盘安装座

21、：共压装制动盘用。一般一根车轴上设有两个制动盘安装座，过渡圆弧55mm。标准滚动轴承车轴每段端部平分为3个扇形，两端共6个扇形，供刻打车轴标记之用。3.2车轴的分类和使用范围无论滚动轴承车轴或滑动轴承车轴，根据车辆自重、载重和使用要求，按照车辆强度理论，设计成集中不同轴负荷的轴型。根据铁道部标准，或承用标准滑动轴承车轴有B、D、E三种型号，其轴负荷分别为12t、21t、25t。标准滚动轴承车轴有RB2、RD2、RE2、RC3、RC4、RD3、RD4、RD3p等型号。其中RB2、RD2、RE2用于货车转向架，RC3、RD3用于客车转向架。RC4、RD4型车轴用于轴驱式发电机传动车轴，在车轴一段有

22、发电机皮带轮安装座。RD3p用于盘型制动车轴。我国部分客货车上还使用着旧型及非标准滚动轴承车轴，如RD0、RD10、RD13、RD13A、RD14等。旧型滚动轴承车轴与标准型滚动轴承车轴相比，轴身由原来锥形改为圆柱形，以增加车轴的疲劳强度。在个别圆弧处做了适当改进，其他基本相同。 第四章 车轴常见的故障及原因（李琨）4.1常见的故障4.1.1车轴裂纹1.车轴裂纹的种类车轴裂纹分为横裂纹和纵裂纹。裂纹与车轴中心线夹角大于45时称为横裂纹，小于45时称为纵裂纹。车轴的横裂纹将减小车轴的有效截面，对车轴强度影响最大，容易发展引起断轴事故，危险性极大。车轴各部都可能产生横裂纹，以出现横裂纹的几率来说，

23、图中所示的部位教常出现。车轴断裂的原因有以下几方面:1.热切：滚动轴承车轴由于滚动轴承的圈崩裂，滚子破损等原因，也会造成轴箱激热，车轴折断。2.疲劳断裂：车轴在交变载荷的作用下，使用年久都可能产生疲劳裂纹.。4.1.2车轴磨伤1.轴颈磨伤2.防尘板座磨伤3.轴身磨伤4.1.3车轴弯曲车辆重车脱轨，车轴受到剧烈冲击，会引起车轴弯曲。如下图：4.2产生的原因4.2.1车轴裂纹车轴材质不好，或制造和使用中在车轴表面造成伤痕4.2.2车轴磨伤滑动轴承车轴的轴颈与轴瓦之间油润不良或混入杂物，会造成轴颈磨伤及轴瓦前后端与轴领和后部轴肩的磨耗，以致引起车轴发热。轴箱激热，内部零件严重磨耗，会使轴箱后壁孔与防

24、尘板座磨耗。有时由于制动拉杆、杠杆组装不良而与车轴接触造成磨伤。磨伤处易引起应力集中，造成车轴裂纹。车轴轴身的打痕、碰伤及电焊打火，轮对在运用中或运输时，轴身有可能被磕碰、打击而损伤，在车辆焊修时，有时也会因电焊地线接的不当，造成电流通过车轴将轴身打伤。4.2.3车轴弯曲车辆重车脱轨，车轴受到剧烈冲击以及车轴材质不良会引起车轴弯曲。第五章 车轮简介（张玮琳）5.1车轮的发展概述 1988年1月正式颁布的我国第一个车轮产品标准GB86101988国家辗钢车轮标准，把车轮分为A、B两级，铁路货车出轮型号840B、840D、840E，辗钢车轮为斜辐板形式，辐板上设有两个直径为45mm的工艺孔，车轮材

25、质为CL60。1984年以前铁轮货车辗钢车轮踏面一直采用锥形轮缘踏面外形，该外形的缺点是轮缘磨耗比较严重，为了减轻轮缘磨耗，1984年研制了LM型磨耗型轮缘踏面外形。1991年，研制了S型辐板车轮，对车轮结构进行了重大修改，强度高，耐热性能良好。1966年GB 86101988辗钢车轮标准已经不能适应我国铁轮的发展对车轮使用性能的要求，为此制定了适用于120km及以下辗钢货车车轮的TB/T 28171997铁道部行业标准，采用了S型辐板取代了货车车轮斜辐板结构形式，取消了辐板孔，轮辋厚度为65mm，型号HDS。为了满足减轻簧下质量的要求，设计了轮辋厚度为50mm的S型辐板车轮，21t轴重的为H

26、ESA型，这两种车轮于2001年投入运用。1999年制定了TB/T 10131999碳素铸钢车轮技术条件，铸钢车轮材质为ZL-B，车轮型号为840HDZ。根据减轻车轮质量的要求；2000年8月，设计出新产品840HDZA型铸钢车轮；2001年3月新型薄轮辋840JHDZB型铸钢车轮；2003年1月，设计了第一种铸钢车轮为轴重25t的840HEZB型车轮；型设计了840HDZC型薄轮辋铸钢车轮。5.2货车车轮的使用情况目前，我国铁路货车使用轮对的轴重全部为21t和25t，专用车轮有符合GB8601-1997规定的HDS、HDSA、HES、HESA型车轮，符合TB/T2817-1997规定的HDZ

27、、HDZA、HDZB、HDZC、HEZB型车轮，还有小部分从国外进口的车轮。（1）H型车轮符合GB8601-1998的HD、HE型车轮结构不合理，制造质量精度低，除轮毂两侧面、轮辋及踏面、轮缘部分为加工部位外，其它均没有加工，不能满足轮对组装的要求。铁道部规定，从1998年起，停止在货车新造车上装车使用。符合GB8601-1988标准的HB、HC型车轮，不适合货车运输需要，早已退出运输，不再使用。（2）新型辗钢车轮针对国标车轮在运用中暴露出的主要问题，提出了具有更高强度的S型辐板车轮。该车轮的特点是辐板呈S型，全部用圆弧连接，取消辐板孔，可采用LM踏面外型，适当减薄轮毂孔的厚度，可实现与车轴（

28、GB12814）的突悬组装，降低车轮磨耗20以上。该车轮实现全加工、全喷丸、全探伤（超探和磁探）以及车轮的残余应力检验、静不平衡等检验，从而有效地保证了车轮的制造质量，确保车轮安全可靠。HDS型车轮的轮辋最小厚度为65mm，轮毂外径为mm，轮毂公称厚度为40mm；1998年开始使用。HDSA减重车轮的轮径为mm，轮辋最小厚度为50mm，轮毂外径为mm，轮毂公称厚度公称为35mm，较HDS型车轮减轻42kg；2001年开始投入使用。HES型车轮的的轮径为mm，轮辋最小厚度为65mm，轮毂外径为mm，轮毂公称厚度为40mm。减重HESA型车轮将轮辋最小厚度减为50mm；在轴重为25t的型轮对上使用

29、。减重车轮在HDS、HES型的基础上进行了优化，减轻了质量，有效降低了转向架的簧下质量，改善铁路货车的运行品质，满足铁路运输提速的需要。（3）新型铸钢车轮借鉴铸钢车轮在北美广泛使用的现状，有关方面决定引进和使用新型铸钢车轮，现生产轴重为21t、25t，速度为120km/h的铸钢车轮。新型铸钢车轮的特点主要有两个：一是结构设计先进，采用有限元法对车轮外形进行优化设计，其大圆弧辐板外形可有效提高车轮的结构强度和承受热负荷的能力，并采用LM踏面外形，能满足车辆提速的要求；二是采用先进的石墨模铸造工艺，该工艺具有产品尺寸精度高、安全性能好、制造成本低等优点。并且还按照要求进行车轮辐板喷丸强化、逐个进行

30、车轮在线称重、测量尺寸、测量硬度及辐板荧光磁粉探伤和轮辋超声波探伤，定期分批进行射线探伤检查。HDZ型车轮的车轮直径为mm，轮辋最小厚度我47.5mm，辐板厚度最小为25mm，从1999年开始投入使用。减重HDZA型薄轮轮毂将轮毂外径减为mm，轮毂公称厚度为33mm，较HDZ型车轮减重32kg，从2001年1月开始生产HDZA型车轮。减重HDZB型薄轮轮辋车轮轮毂外径为mm，轮毂公称厚度为33mm，将轮辋最小厚度减为50mm，将辐板厚度减为23mm，较HDZ型车轮减轻50kg，从2001年4月开始生产HDZB型车轮。减重HDZC型薄轮辋车轮轮毂外径为mm，轮毂公称厚度为33mm，将辐板厚度减为

31、最小20mm，轮辋最小厚度为50mm，较HDZC型车轮减轻70kg，从2003年8月开始生产HDZC型车轮。2004年6月30日前停止生产HDZB型车轮。减重HEZB型薄轮辋车轮外径为mm，轮辋最小厚度为50mm，从2003年8月开始生产HEZB型车轮，在轴重为25t的型轮对上使用。各型减重车轮在HDZ、HEZ型系列车轮多次进行优化，特别是HDZ型系列列车轮多次进行优化，HDZC型车轮较HDZ减轻了质量70kg，有效降低了转向架的簧下质量，改善铁路货车的运行品质，满足铁路运输提速的需要。5.3车轮的种类 1.弹性车轮 弹性车轮是在轮心（轮毂）与轮箍之间安装弹性元件橡胶垫，与整体车轮相比，车轮在

32、空间三维方向上的弹性比较柔软。这样的车轮称为弹性车轮。这种车轮的优点是：明显减少了车辆的簧下质量，减少了轮轨间的作用力，并切换和冲击的效果很好，提高了车辆的运行平稳性，改善了车轮与车轴的运用条件，减少轮轨之间摩擦，减少了噪音。车轮的缺点：结构复杂，制造检修较难，并且会使车辆运用阻力略有增加。 2.辗钢轮 辗钢轮又称辗钢整体轮，是有钢锭经加热碾轧而成，并经过淬火处理。辗钢轮具有强度高、韧性好、自重轻、安全可靠的特点，运用中不会发生轮箍松动和崩裂故障，适应重载和运行速度高德要求；并且维修费用低，轮缘磨耗过限后可堆焊，踏面擦伤后可旋削等优点。所以是我国铁路的主型车轮。但是辗钢轮制造技术复杂，设备投资

33、大。3.铸造形式车轮铸钢车轮是有钢水在生产线上直接铸造成型。与辗钢轮相比省去了铸锭、截断 在加热等诸多程序，因而具有生产工序少、劳动力消耗少、生产能耗低。 第六章 车轮的构造及功能介绍（张玮琳）6.1车轮的结构 车轮结构由车轮直径，轮辋，轮毂尺寸，轮毂辋距，辐板形状，车轮踏 面外形所决定。每个尺寸和每个部位形状都是有特殊意义的。车轮设计时需要对尺寸和形状进行研究确定。 6.1.1 车轮直径 车轮直径对其本身及整个货车都有较大影响。一方面车轮直径越大，货 车重心越高，货车动力学性能越差。另一方面，增大车轮直径，可以降低轮轨的接触应力，降低车轮磨耗速率，增加车轮的热容量，提高踏面制动热负荷的承受能

34、力，因此直径大小应根据货车情况综合确定。但总的来说，货车轴重越大，车轮直径应越大，以提高车轮的热容量和增加轮轨的接触面积，减少踏面损伤和磨耗。另外，车轮直径的取值还应注意规格的标准化系列化问题，以利于车轮制造和检修。目前铁路货车车轮直径大多为840mm，特殊铁路货车车轮直径为915mm。 6.1.2 轮辋 轮辋宽度尺寸主要取决于轮轨的搭载量。当车轮对运行在曲线上时，外 侧车轮轮缘靠近钢轨，内侧轮缘远离钢轨。只有内侧轮缘踏面在钢轨上的搭载量足够，才能不使轮对脱轨。铁路技术管理规程规定，当曲线半径在300m以下时，轨距应加宽15mm。因此最大规矩1435+15+6=1456（mm） 轮对最小内侧距

35、为1354mm； 轮缘最小厚度为23mm； 轮缘踏面外侧倒角5mm； 钢轨头部圆弧半径R13mm； 钢轨内测磨耗2mm； 轨枕弯曲、道钉松动等引起轨距扩大8mm； 重车时车轴微弯引起轮对内侧距减小2mm； 轮轨安全搭载量7mm考虑。 根据上述数据算得轮辋最小宽度应为120mm，考虑到货车过驼峰时实施的制动，车轮外侧面磨耗5mm，则轮辋最小宽度应为125mm。目前铁路货车车轮轮辋宽度为135140mm。 轮辋厚度通常指新轮辋厚度。对正常服役的车轮的判废依据是剩余轮辋厚度，新轮辋厚度与判废轮辋厚度之差为轮辋有效磨耗厚度。轮辋越厚，有效磨耗厚度就越大，但车轮自重也大。有效磨耗厚度越厚，车轮使用寿命越

36、长，新旧车轮直径差就越大。货车检修时，为了满足货车之间悬挂要求，经常需要在心盘旁撑等位置增加调平垫板。如果新旧车轮直径差过大，所需增加的垫板厚度相应的厚这样心盘螺栓越容易折断，同时也将增加检修工作量。 轮辋质量占车轮质量较大的比例，即轮辋质量在很大程度决定了车轮质量。特别是铸钢车轮，由于浇铸工艺原因，轮辋质量越大，就要求辐板越厚，车轮质量将更大。车轮质量为簧下质量，其质量的增加对轮轨垂向动作用力有较大影响。为了提高轮辋硬度以提高使用寿命，生产中对车轮踏面进行淬火处理。由于淬火工艺特性，淬硬深度受到限制。轮辋越厚，内部硬度越低，耐磨性能越来越差。虽然车轮使用寿命随着轮辋厚度的增加而延长，但延长的

37、比例越来越小。从车轮使用寿命的角度来考虑，轮辋应越厚越好。但从车轮质量和新旧车轮直径差的角度来考虑，轮辋厚度应越小越好。轮辋厚度尺寸各有利弊，应根据货车具体使用条件及上述各种影响因素综合确定。目前铁路货车车轮轮辋厚度主要有50mm和65mm两种。6.1.3 轮 毂 车轮和车轴靠过盈配合组装在一起，轮毂的主要作用是将车轮牢牢固定 到车轴上，其尺寸主要由轮轴配合所需要的紧固力所决定。铁路货车车轮轮毂长度名义尺寸178mm，轮毂厚度随着轴重的不同而变化。在轮毂长度尺寸和轮轴间配合过盈量一定的情况下，轮毂厚度约厚，车轮质量越大、轮轴间的紧固力也越大。合理的轮毂厚度应该是；在满足轮轴紧固力要求的前提下，

38、厚度尽可能地小，以减轻车轮质量。6.1.4 毂 辋 距 毂辋距指轮毂内侧面与轮辋内侧面之间的轴向距离，该值与轮对内侧距、车轴两轮座之间的距离有关，因此在选取毂辋距时不能仅从车轮的角度考虑，目前铁路货车车轮该值为68mm。6.1.5 辐板形状 辐板的强度直接关系到行车安全，因此车轮辐板应有足够的强度。辐板形状对车轮的结构强度和刚度有较大的影响。较小的径向刚度可使车轮具有较大的弹性，可以改善制动热负荷作用下车轮的应力状态和降低轮轨动作用力，因此辐板的径向刚度应适当的小。辐板的轴向刚度应尽量的大，否则车轮将产生较大的轴向变形。轴向变形过大改变轮轨正常接触位置和轮缘角度，影响车辆运行性能，增加爬轨的可

39、能性。一个的辐板形状，可以在不增加自重的条件下大幅度地提高车轮的结构强度，改善车轮的刚度。辐板的形状有；直辐板、S型辐板、波浪形辐板、盆形辐板。6.2车轮的各部分名称及作用6.2.1 车轮形状6.2.2各部名称和作用 1.踏面：车轮与钢轨面和接触的外圆周面，具有一定的斜度。踏面与轨 面在一定的摩擦力下完成滚动运行。 2.轮缘：车轮内侧面的惊醒圆周凸起部分，。其作用是防止轮对出轨，保证货车在直线和曲线上安全运行。 3.轮辋：车轮具有完整踏面的径向厚度部分，它保证踏面内具有足够的强度，同时也便于加修踏面。4.轮毂：车轮中心的圆周部分，它与车轴通过过盈的方式配合在一起，保证车轮可以和车轴一起转动。5

40、. 辐板：连接轮辋与轮毂的部分，呈板状者为辐板，它使车轮具有弹性，则在里的传递时较为缓和。 6.轮毂孔：是安装车轴的地方，它与车轴上的轮座部分相配合。7.辐板孔：为车轮吊运而设（后取消）。第七章 车轮常见的故障及原因（张玮琳）7.1常见的故障7.1.1车轮踏面圆周磨耗车轮踏面圆周磨耗是指车轮踏面在运用过程中车轮直径减小，并改变了踏面标准轮廓。段修时，磨耗深度超过5mm时，必须旋修。踏面磨耗是一种不可避免的磨耗。踏面磨耗的速度随车轮的材质、运用及线路情况而不同。在一般情况下，新旋修车轮使用的开始阶段（磨合阶段）走行5000km左右，会形成0.51mm的磨耗，以后每走5000km磨耗0.1mm左右

41、。7.1.2轮辋过薄当车轮踏面磨耗超过限度或因其他故障要旋修车轮，车轮轮辋厚度随之变薄。轮辋过薄时，其强度减弱容易发生裂纹，车轮直径也变小，影响转向架各部分配合关系。轮辋过薄超过限度时，应更换车轮。7.1.3轮缘磨耗轮缘磨耗后，轮缘外形轮廓发生变化，有四种形式会影响行车安全。1.轮缘过薄2.垂直磨耗3.辗堆4.锋芒7.1.4踏面擦伤、剥离与局部凹下踏面擦伤是车辆运行中制动力过大，抱闸过紧，车轮在钢轨上滑行，踏面局部被磨成平面。踏面擦伤引起车辆运行时过大的振动，会使车辆零件加速损坏。轴箱发热，还会损坏钢轨。踏面擦伤的深度越大，引起的振动越大。而且当擦伤处与钢轨接触时车轮转动的阻力增大，更容易引起

42、车轮在钢轨上滑行，扩大擦伤。7.1.5车轮轮缘或踏面缺损车轮钢轨存在缺陷，如辗制时金属的绉折（重皮），铸造的熔渣等，经运行中撞击或压辗作用而造成的车轮缺损。轮缘内侧缺损在列检、零修时，长超过30mm或跨超过10mm或轮缘外侧缺损须更换车轮。踏面外侧缺损影响车轮在钢轨上的安全搭载量。7.1.6车轮轮辋外侧辗宽这种故障是由于车轮材质过软引起的。轮辋外侧辗宽的危害是过道岔时，辗宽部分挤压基本轨而造成车辆脱线，与踏面磨耗的情况相似。段修时车轮辗宽超过5mm时旋修。7.1.7车轮裂纹1.踏面裂纹2.轮缘根部裂纹3.整体轮轮辋与辐板交界处及辐板孔附近裂纹车轮裂纹多发生使用时间过久，轮辋较薄的的车轮。裂纹的

43、部位多在辐板孔周围及辐板与轮辋交界处、轮辋外侧、踏面及轮缘根部。车轮裂纹必须停止使用，更换车轮。车轮制造时碾压的重皮可铲去，铲槽深度及长度不超过限度时可继续使用。车轮同一半径断面上铲槽不得多于3条，铲槽两端应平稳过渡，全轮铲槽总长度不大于300mm；轮辋内侧上不准有铲槽；辐板沿圆周方向铲槽不超过3mm；轮辋及辐板上均不准有径向铲槽7.2产生的原因7.2.1车轮踏面圆周磨耗车轮在钢轨上运动的主要形式是滚动，但在通过曲线等情况下，轮轨间存在着相对滑动。因此，轮轨间发生的是一种滑动混合的复杂摩擦。在制动时闸瓦与踏面也发生滑动摩擦，引起磨耗。根据这些情况分析，引起踏面磨耗的主要原因有以下几种：1、挤压

44、塑性变形车轮滚动时，踏面与钢轨接触处的材料受挤压和剪切，经多次反复作用，使表层金属疲劳磨耗。2、摩擦热的作用制动时，闸瓦与车轮间产生大量摩擦热，当缓解时闸瓦离开踏面后，摩擦热迅速向整个车轮传导而使踏面速冷。如此的时冷时热，易使踏面表层材质发生变化而造成破坏。7.2.2轮辋过薄当铁路货车在长期运用过程中，因车轮踏面圆周的不断磨耗，造成轮辋厚度不断减小，直至轮辋厚度超限；踏面擦伤、剥离、局部凹下超限等故障扣修中进行的镟修，造成轮辋厚度的减小。7.2.3轮缘磨耗在通过道岔和曲线时轮缘外侧与钢轨内侧发生冲撞和磨耗，以及转向架车轴中心线不平行，使转向架出现梯形，承重中心将偏向较小的一侧，使轮缘与钢轨经常

45、贴近，而加剧该侧轮缘的磨耗。7.2.4踏面擦伤、剥离与局部凹下踏面擦伤是由于铁路货车制动力过强、制动故障引起抱闸或缓解不良使车轮在钢轨上滑行造成的，还有部分是由于调车作业使用单侧铁鞋制动造成的。踏面局部凹下的原因是车轮的材质不良，存在局部缩孔、软点、硬度不足，经滚动磨耗后造成踏面局部凹下。踏面剥离是因为材质不良、有夹渣，车轮踏面在运行中反复的碾压，材质疲劳而出现鳞片状的剥落或由于制动抱闸产生高温，在冬季又急剧的冷却，经反复热胀冷缩而在表面出现细小的裂纹看，经过碾压使金属剥落。7.2.5车轮轮缘或踏面缺损一是由于车轮本身存在的材质缺陷，存在夹杂、夹层；二是车轮在锻压成型过程中，由于材质存在的缺陷

46、，车轮在运行中产生的振动，导致夹层或夹杂处产生分离当车轮经过机械化驼峰的缓行器对车轮轮辋两侧的夹压过程中，导致存在缺陷处出现崩裂，出项踏面掉块。缺损的故障。7.2.6车轮轮辋外侧辗宽这种故障主要是由于车轮材质过软引起的。7.2.7车轮裂纹踏面裂纹主要是制动抱闸后激热、激冷和部分轮辋厚度过薄等。轮缘根部裂纹主要原因是轮缘过薄及转向架横向力过大。整体轮轮辋与辐板交界处及辐板孔附近裂纹主要是材质不良，在运行中的冲击振动力作用下，车轮轮辋与辐板交界处产生裂纹故障。车轮辐板孔处在锻压时边缘存在微小的裂纹或缺陷，车轮在运行中的冲击振动力作用下，导致车轮辐板孔存在的裂纹扩展所致。第八章 轮对故障检测最常用的工具（任旺）8.1第四种检查器 8.1.1概述 随着铁路车辆轮对检修工艺的改进，原有第三种检查器已不能适应现在轮对检修测量的要求。因此，由哈尔滨铁路局计量测试中心监制的第四种检查器应运而生。第四种检查器，它是在铁道部规定的适用于车轮限度检测的第三种检查器基础上，改进研制而成的。第四种检查器比第三种检查器扩大了车轮检测范围，由原来第三种检查器能够测量六个部位的尺寸限度，增加到能测九个部位的尺寸限度，并包含了第三种检查器的检测功能。同时在测量方法上，能够与国际接轨，改变了过去轮缘厚度以轮缘顶点为基准的测量方法，使轮缘厚度的测量更具合