内容发布更新时间 : 2024/11/20 4:28:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

图4 车轮

1-轮缘；2-踏面；3-轮辋；4-辐板；5-轮毂孔；

6-辐板；7-辐板孔

车轮与钢轨的接触面称为踏面，轮对踏面具有一定的斜度，所以称为锥形踏面，如图5所示。踏面锥形的作用为：在直线运行时使轮对能自动调中；曲线运行时，由于离心力的作用使轮对偏向外轨，由于踏面锥形的存在，使外轨上滚动的车轮以较大的滚动圆滚动，在内轨以较小的滚动圆滚动，从而减少了车轮在钢轨上的滑动，使车轮顺利通过曲线；车轮踏面有斜度，运行时车轮与钢轨接触的滚动直径在不断地变化，致使轮轨的接触点也在不断地变换位置，从而使踏面磨耗更为均匀。变准锥形有两个斜度，即1：20和1：10，前者位于轮缘内侧48-100mm范围内，是轮轨的主要接触部分，后者为离内侧100mm以外部分，各个成面均以圆弧面平滑过度。踏面的最外侧半径6mm的圆弧，起作用是便于通过小半径曲线，也便于过辙叉。

图5 锥形踏面与磨耗型踏面

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除锥形踏面外，在研究轮轨磨耗的基础上有提出磨耗性踏面。实践证明，锥形踏面的初始形状，运行中将会被很快磨耗。当磨耗成一定形状后，车轮与钢轨的磨耗都变得缓慢，踏面形状将处于相对平稳。如果新造轮对踏面制成类是磨耗后相对稳定的形状，即使磨耗性踏面，如图4所示，则在相同的走形公里下，可明显减少踏面的磨耗量，延长轮对的使用寿命，减少换轮、旋轮的工作量，其经济效益是十分明显的。磨耗形踏面可以减少轮轨接触应力，提高车轮运行的横向稳定性和抗脱轨安全性。

由于车轮踏面有斜度，各直径不同，因此根据国际铁路局组织规定， 在离轮缘内侧70mm处测量所得的直径名为名义直径，作为车辆直径（滚动圆直径），简称轮径。轮径小，可降低车辆的重心，增大车体容积，减小簧下质量，缩小转向架固定轴距，但也有阻力增加、轮轨接触应力增加、踏面磨耗加快等不足之处。

2.2.2车轴

(1)为了减轻簧下质量，轮对的车轴采用空心车轴，高频淬火，镗孔径60mm，直线镗削，材料为S38C，轴颈直径Φ130mm，经过超声波探伤检测。

(2)为了防止镗削轴内面生锈，在轴的两端部安装有尼龙制的插头。为了防止拖出，内置有C形挡圈。车轴端面上进行C4的倒角、车轮修正时，使用了专用的中心用插头。

图6 动力车轴

(3)为了给轴承进行定位，轴端上钉有必要的轴承推压件螺母连接用螺丝（间距为4mm）。在镗削内面，不给从内面进行的超声波探伤造成障碍。同时，为了

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达到长期的防锈能力，使用率气化性防锈油。

(4)在动车转向架中，两车轴均为动力车轴，动力车轴安装有齿轮传动装置，它通过装在车下的牵引电动机和万向轴驱动。由于动力轴的空间有限，因此，动力轴未装轴盘式制动盘。

(5)在拖车转向架中，两车轴均为非动力车轴，非动力车轴安装有外径670mm、厚度97mm的二分割锻钢制的轴盘式制动盘。

图7 非动力车轴

2.2.3制动盘

制动盘的结构由制动盘环和盘毂组成，制动盘与盘毂通过螺栓、垫块和弹性套等联接，制动盘毂与车轴为过盈配合。

（1）动车转向架车轮用制动圆盘为一体锻钢制、外径725mm（有效外径720mm），磨耗余量为2mm，圆盘组装时的厚度为133mm（车轮宽度—2mm）。

（2）拖车转向架车轮用制动圆盘为一体锻钢制、外径725mm（有效外径720mm），磨耗余量为5mm，圆盘组装时的厚度为133mm（车轮宽度—2mm）。

（3）拖车转向架车轴用制动圆盘二分割锻钢制、外径670mm，磨耗余量为5mm，圆盘组装时厚度为97mm。

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第3章 轮对故障分析

3.1轮对故障原因

铁道车辆的运行、制动都要靠车轮与轨道的作用得以实现，随着车辆运行里程的增加，车辆磨耗在所难免。线路养护条件差、列车制动力过大、司机操作不当及雨雪天气等，轮对会容易出现踏面擦伤、剥离、圆周磨耗、轮缘垂直磨耗，裂纹等不利情况，轮对滚动圆会呈多边形。特别是我国第六次铁路大提速以后，越来越多的动车组上线运行，速度越高特别是时速300km动车组运行中轮对磨耗问题更加突出。

3.2踏面擦伤、剥离

经过调查研究，轮对踏面擦伤，剥离的主要原因是由于制动机性能达不到列车运行条件变化的要求，机车司机不能合理操纵，导致轮对在钢轨上滑行。而导致车轮在钢轨上滑行的原因，是车辆在运行中调速或制动后缓解不到位开车，使得制动力大于轮轨间沾着力，导致闸瓦抱死车轮，进而有滚动变为滑动。

这种滑行产生的车轮擦伤程度，随着承载重量、滑行距离长度的不同而不同。载重越大，滑行距离越长，擦伤越严重。制动力大于轮轨之间的粘着力的情况发生在车辆低速运行时实行调速制动，制动力过大的情形。这是因为空气制动机的特点是空气压力变化控制基础制动装置动作，使阐瓦压迫车轮产生摩擦力，即闸瓦压力。当车辆运行速度较低时，如一次减压量过大，使闸瓦压力产生的制动力矩大于轮对自身转动惯量与轮轨间粘着力矩之和时，车轮便不再转动，这时车辆动能若还未消失，车轮便在轨面上发生滑行，直至动能完全消失为止。

另外，制动停车后再开车时，车辆缓解不彻底或不缓解。制动机作用不良造成非正常制动发生，运行中产生自然制动或再制动，重车调整手病位置不正确使空车时产生重车制动力，闸瓦间障调整不当、闸调器作用不良使制动缸勾贝行程过短；对于长大列车由于制动波速的限制，使前、后部车辆制动、缓解动作的时差较大，造成后部车辆在低速状态下制动：轮轨间接触而不清洁，粘着系数较低等情况，均易造前成车轮被抱死，发生滑动，擦伤踏面。至于车辆在通过小曲线半径的弯道时发生的车轮相对滑动，其擦伤车轮极其轻微，一般不会造成危害。车轮踏面擦伤后，滚动阻力增大，更易引起滑行，使擦伤扩大。

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车轮踏面剥离主要是由于材质不良，存在金属缺陷；踏而金属受挤压后，发生组织变形，表面硬化、金属疲劳；再加上制动时闸瓦的作用力，以及由此产生的摩擦热反复作用形成的表面显微裂纹，轮对在钢轨上发生滑行时产生的“剥离作用力”等，均易引起踏面剥离的发生。另一方面，当车轮被擦伤后，车轮滚动时沿圆周上的受力不均匀，擦伤部位受力较大，这样一来，当车辆运行速度提高后，车辆踏面受的冲击力急剧增加，也易造成剥离发生。

3.3圆周磨耗、轮缘（垂直）磨耗

车轮踏面磨耗是轮对在滚动或发生相结滑动和制动时间瓦摩擦产生的自然磨耗。引起这种磨耗的原因是踏而与钢轨接触处的材料受挤压和剪切，经反复作用，使表面金属疲劳而磨耗；闸瓦制动时与踏而磨擦产生磨损。由于踏面滚动磨耗与接触面有关，所以不同的表面形状其磨耗速度不同：不同硬度的材质，其磨耗速度不同。目前所使用的车轮中，磨耗形踏面外形是磨耗速度相对较慢的一种外形。

轮缘磨耗是由车轮在运行中与钢轨洋部侧面摩擦形成，引起这种摩擦的原因有正常与非正常两种情况。正常摩擦：一是，因车轮作蛇形运动时轮缘与钢轨发生冲撞和接触产生的摩擦；二是，车辆通过曲线、道岔时因离心力的作用，轮对向外侧挤压钢轨，轮缘紧贴轨道头的侧面，从而产生很大的摩擦引起的摩擦。这种正常摩擦是不可避免的，而且引起的磨耗也不十分严重。

非正常摩擦是由转向架两侧固定轴距差过大；圆周两轮直径差过大，以及压装车轮时两轮至轴端的距离不等；转向架变形严重；中梁旁弯较大导致前后上心盘纵向中心线不重合，偏差较大；车辆在固定区段不变向的长期运行等原因引起。上述引起非正常摩擦的种种情况，导致轮对与钢轨的相对位置不正常，轮对偏向线路一侧，使轮缘发生严重摩擦，即偏磨，这种非正常磨耗比正常磨耗大得多，但这种磨耗是可以消除。

轮缘外侧面被磨耗成与水平面成垂直状态，叫垂直磨耗，如图8所示。轮缘垂直磨耗车轮通过道岔时，轮缘外侧磨耗面容易与基本轨密贴，轮缘顶部更容易压伤或爬上尖轨，造成脱轨。

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