机车车辆车辆轮对的组装检修与维护.docx
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机车车辆车辆轮对的组装检修与维护
毕业设计任务书
课题车辆轮对的组装、检修与维护
编号
专业铁道机车车辆
班级313-2
学生姓名张健豪
指导单位湖南铁路科技职业技术学院
指导教师李敏
绪论
轮对引导车辆沿钢轨运动，同时还承受着车辆与钢轨之间的载荷。
轮对利用轴箱装置和构架联系在一起，使轮对钢轨的滚动转化为车体沿轨道的直线运动，并把车辆的重量以及各种载荷传递给轮对。
所以说轮对是车辆不可或缺部分，其结构和故障会直接影响机车车辆的运行品质和行车安全,故而对车辆轮对的组装、检修与维护进行探讨。
关键词：
轮对组装、检修与维护
目录
绪论1
目录2
1.轮对3
1.1车轴4
1.2车轮9
1.3车轮的分类与标记12
1.4轮对的组装17
2.轮对的检修与维护21
2.1轮对的检修21
2.2轮对的维护22
致谢23
参考文献24
轮对
轮对，机车车辆上与钢轨相接触的部分，由左右两个车轮牢固地压装在同一根车轴上所组成。
轮对的作用是保证机车车辆在钢轨上的运行和转向，承受来自机车车辆的全部静、动载荷，把它传递给钢轨，并将因线路不平顺产生的载荷传递给机车车辆各零部件。
此外，机车车辆的驱动和制动也是通过轮对起作用的。
对车轴和车轮的组装压力和压装过程有严格要求，轮对内侧距离必须保证在1353±3毫米的范围以内。
为保证机车车辆运行平稳，降低轮轨相互作用力和运行阻力，车轴轴颈和车轮踏面的加工椭圆度和偏心度，以及轴颈锥度都不得超过规定限度。
因此，要求车辆轮对：
1）要具有足够的的强度和刚度；
2）在保证安全的条件下，轮对质量要小并具有一定弹性；
3）阻力小，耐磨性好。
1.1车轴
一、车轴各部分名称及作用
我国铁路车辆使用的车轴，绝大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、断裂、熔渣或其他危害性缺陷。
各部位名称和作用如下：
1.轴颈：
用以安装滚动轴承，承担着车辆重量，并传递各方向的静、动荷载。
2.轮座:
是车轴与车轮配合的部位。
为了保证轮轴之间有足够的压紧力，轮座直径比车轮孔径要大0.01—0.35mm,同时为了便于轮轴压装，减少应力集中，轮座外侧直径向外逐渐减小，成为锥体，其小端直径比大端直径要小1mm,锥体长12—16mm。
轮座是车轮受力最大的部分。
3.防尘板座：
为车轴与防尘挡圈或后挡配合部位，其直径比轴颈直径大，比轮座直径小，介于两者之间，是轴颈与轮座的中间过渡部分，以减少应力集中。
4.轴身：
是车轴中央部分，该部位受力较小。
应该指出的是，为减少应力集中，各相邻截面直径变化时，交界处必须缓和过渡。
为了提高车轴的疲劳强度，对轴颈、防尘板座和轮座要进行滚压强化和精加工。
在车轴两端面有中心孔，以便于轮对在车床上进行卡装。
5.滚动轴承图，如下：
二、车轴的分类与使用范围
1.客车车轴形式：
自从我国运营铁路实现滚动轴承化以来，特别是经过全路六次大提速，铁路客车车轴已从单一的滚动轴承车轴，迈入了盘形轮对车轴与非盘形轮对车轴共存的新时代。
在车辆检修与轮轴检修生产中，这两种形式的车轴在相当长的时期都会存在于车辆运用和检修中，铁路客车车将会越来越地采用轴盘式制动的盘形轮对。
当前，在非盘形轮对车轴与盘形轮对车轴共存时期，常见的的客车车轴轴型有：
RC3/RC4、RD3/RD4、RD3A/RD4A、RD3A1、RD1X、AM96等不同形式。
客车轴型的标准轴重：
客车车轴的基本尺寸
2.货车车轴形式：
根据国家标准GB/T12814—2002，标准型滚动轴承车轴有RB2，RD2，RE2，RE2A，RE2B，RC3，RC4，RD3，RD4，RD3A,RD4A,RD3A1等型。
其中RB2，RD2，RE2，RE2A型用于货车，RD3,RD4，型既可用于货车也可以用于客车，其余用于客车。
RC4，RD4型车轴为发电机传动车轴，在车轴一端有发电机皮带轮安装轴。
货车滚动轴承车轴尺寸
三、车轴新技术动态
我们都知道，轮对及轴箱装置属于车辆的簧下质量（重量）。
由于车辆簧下质量在运行中会与钢轨产生刚性冲击，因此降低车辆簧下质量（簧下重量）对减少轮轨动作用力、改善车辆运行品质有着重要的作用，尤其在高速运行的场合就更显得重要。
而车轴是车辆簧下质量（簧下重量）的重要组成部分，且车轴在运行中主要是承受弯矩的交变作用，车轴断面的中央部分应力很小，因此为减轻重量，人们开始考虑把车轴做成空心的结构，以便在保证不影响车轴强度的前提下达到车轴轻量化的目的。
1920年，德国就开始进行进行不同结构型式的空心车轴研究。
尔后，日本、法国、美国、前苏联也都相继进行了不同类型的空心车轴的研制和应用试验，其研究的重点都集中于空心车轴的制造工艺及检测方法上。
20世纪60年代，我国也曾试制过8根货车用的空心车轴，尔后又于20世纪90年代研制25t轴重的低动力货车转向架时试制过空心车轴，为我国研制高速客车空心车轴积累了宝贵的经验。
1991年以来，我国在研制250㎞/h及300㎞/h高速客车用的试验轮对，在充分吸收国内外空心车轴制造及研制经验的基础上，设计并研制出HAS—250型、HSA—300型两种空心车轴（型号是研制时暂定），并采用了两种不同的加工工艺。
HAS—250型是采用厚壁无缝钢管，经端部缩颈加工后的变断面内孔空心车轴（轴中央部分内孔直径为100mm，轴颈部分的内孔直径为70mm）;HAS—300型为机械加工成Φ70mm的等断面内孔空心车轴。
为了提高空心车轴的结构强度，还针对空心车轴的形式尺寸、形位公差、加工及探伤等都提出了严格的要求，有效地保证了空心车轴的制造质量。
所组装的空心车轴轮对早已用于时速250㎞、300㎞高速试验型转向架的试验台试验。
采用空心车轴后，减重效果明显，其中HSA—250型空心轴比同尺寸的实心车轴减重109㎏，HSA—300型空心轴比同尺寸的实心车轴减重70㎏。
1.2车轮
1、车轮各部分名称及作用：
目前我国铁路车辆上使用的车轮绝大多数是整体辗钢轮，它包括踏面、轮辋、轮缘、辐板和轮毂等部分。
1.踏面：
车轮与钢轨的接触面称为踏面。
作用是用于在轨面上完成滚动。
2.轮缘：
车轮外圆周上最突出的圆弧部分称为轮缘。
作用是保持车辆沿着钢轨运行，是防止车辆脱轨的重要部分。
3.轮辋：
是指踏面下面的实体部分。
4.轮毂：
是指车轮与车轴相互配合的部分。
5.幅板：
是指连接轮辋与轮毂的部分。
幅板上面的圆孔是为了方便旋轮加工时的固定和搬运轮对之用（现已取消）
二、车轮踏面斜度：
车轮踏面均要做成一定的斜度的作用：
1.便于通过曲线：
车辆在曲线上运行时，由于离心力的作用，轮对会偏向外轨，由于在外轨一测上滚动的车轮与钢轨接触的部分直径较大、而沿内轨滚动的车轮与钢轨接触的部分直径较小，使滚动中的轮对中大直径的车轮沿外轨行走的路程长，小直径的车轮沿内轨行走的路程短，这就正好和曲线线路的恩爱轨长内轨短的情况相适应，让轮对得以顺利通过曲线，减少车轮在钢轨上的滑行。
2.可以自动调中：
在直线线路上运行时，如果车辆中心线与轨道不一致时，轮对在滚动过程中，（踏面斜度）能自动纠正偏离位置，
3.踏面磨耗沿宽度方向比较均匀。
通过以上分析可知：
车轮踏面必须有斜度。
而由于斜度的存在，也是轮对乃至整个车辆发生自激蛇行运动的原因。
3、轮缘与踏面的形状
为了使轮对在钢轨上平稳运行和顺利通过曲线、道岔，且使踏面磨耗比较均匀，轮缘和踏面就必须有相应的外形。
我国铁路车辆所使用的车轮轮缘和踏面有锥形（TB型）、磨耗形（LM型）、高速磨耗形（HLM型）三种。
磨耗形（LM型）踏面外形是在原锥形踏面的基础上发展起来的，其踏面外形比较复杂，接近车轮磨耗后形成的曲线状态。
4、车轮的种类
1.辗钢整体轮：
是我国铁路车辆上采用的主型车轮。
2.铸造型车轮：
包括20世纪50年代曾批量生产的旧型铸钢轮、采用电弧炉炼纲、石墨铸型、雨淋式浇注工艺的新型铸钢轮。
3.轮毂轮：
由辗压的轮毂和铸造的轮心、扣环组合而成。
4.弹性车轮：
在轮心、轮毂与轮箍之间安置弹性橡胶垫的车轮。
5、车轮类型
1.常见的21t轴重车轮有：
840D、HDS、HDSA、HDZ、HDZA、HDZB、HDZC。
2.常见的23（25）t轴重车轮：
840E、HESA、HDZ、HEZB
3.特点：
840D，HDS，840E，HDZ，HDZA为多次磨耗轮，其余为二次磨耗轮；840D，HDS，HDSA，840E，HESA为辗钢轮，其余为铸钢轮。
1.3车辆的分类与标记
1、轮对的分类
分类规则：
轮对类型和名称一般是根据车轴的类型和相应吨位的车轮确定。
例如客车滚动轴承轮对的型号与车轴型号基本上一致，车轮为相应吨位的客车轮。
轮对的类型和名称根据车轴类型和车轮类型确定，须符合下表的规定。
2、轮对的标记
1.轮对的标记是为了便于检查和发现轮对故障、确认轮对生产或检修质量的责任而设置的。
它包括车轴标记、车轮标记和轮对标记三部分，分别刻打或铸造在轮对的适当部位，用以辨认。
其中,车轮标记只有车轮制造标记。
车轮制造标记是车轮在辗压成型后的炽热状态下，打造在其轮辋外侧面上的。
包括车轮制造厂代号、制造年月、制造顺序号码、熔炼号码、轮型等标记（也有些车轮的标记刻打在其他位置上）。
2.车轮上应有的基本标记：
制造年月、车轮型号、制造厂标识、车轮钢种标记、熔炼炉罐号。
3.车轮标记的生成：
车轮标记可采用热压、冷打等方式生成。
4.车轮标记的位置：
多在轮辋外侧面上,也有些是在轮毂内侧端面或辐板内侧面上。
A.例如：
在轮辋外侧面上的0511MGⅡKKD05-2-2541123M。
其含义为：
制造年05，月11，制造厂标识MG，车轮钢种标记Ⅱ，车轮型号KKD，熔炼炉罐号：
冶炼年份05、冶炼炉编号-2、本年度冶炼流水号-2541，车轮顺序号123，检验人员标记M。
B.再如：
KLW22049115R7T0102KKDWX。
含义为：
制造厂标识KLW，熔炼炉罐号22049，车轮顺序号115，车轮钢种标记R7T，制造年月0102，车轮型号KKDW，检验人员标记。
3、车轴标记
车轴的标记是车轴制成以后，先在车轴任一端的任意1/3圆内，刻打一个“左”字做为起始，再刻打制造标记。
通常，车轴制造标记包括：
制造工厂代号、熔炼号码、制造顺序号码（即轴号）、轴型标记、制造年月日等。
1.车轴标记包括：
车轴制造标记、轮对组装标记、特殊标记。
2.车轮标记刻打位置：
在车轴两端面上假象的三个扇区内。
（见下页图示）
3.车轴制造标记：
车轴钢熔炼号、钢种代号（40钢省略）、车轴制造厂代号、轴号、车轴制造年月、车轴轴型、车轴方位“左”字。
例：
在首个扇区内刻打的制造标记，如图所示：
其:
9311288为车轴钢熔炼号；183为车轴制造厂代号；79310表示轴号；9508表示车轴为95年8月制造；RD3表示车轴轴型；左表示该端为车轴左端“↑”为车轴制造时的超声波穿透探伤标记。
4、轮对组装标记
轮对组装标记包括：
组装标识方框、及方框内的组装责任单位代号。
例如.表示该轮对是由“912”所组装的。
需要说明的是：
1.轮对第一次组装标记包括代号“方框”及方框内的责任单位代号均须永久保留。
2.再次组装时的代号，按顺时针方向刻打在下一个扇区内，并依此序刻打下去，允许不作永久保留。
五、特殊标记
特殊标记通常主要为改轴标记。
例如：
改RD2A
1.经过改制后的车轴，其轴型按照改制后的形式刻打。
2.带有“改”字标记的扇区内的所有标记须永久保留。
轮对责任钢印：
凡轮对组装，车轴横裂纹处理等均应在轴端刻打责任钢印。
其刻打方法是：
第一次责任钢印刻打在制造钢印旁，即按顺时针方向的第二个三角形面内，以后各项顺序刻打，一端用完可在另一端刻打，第六次刻打完时，应磨去第一次的责任钢印后继续刻打。
轮对的责任钢印内容应包括：
责任厂或段代号、检查员钢印、验收员钢印、年月日，此外，根据具体修程内容应分别刻打专门钢印。
凡有轴型、轴号、“左”或表示横向裂纹标记“艹”代号者，均需永久保留，直至该车轴报废为止。
进口轮对轴端原有的制造及组装等标记必须永久保留。
1.4轮对的组装
轮对的组装：
轮对组装均采用轮对自动压装机进行。
一、轮对组装包括：
新组装：
以新车轮、新车轴、新制动盘按照原型技术标准组装的轮对。
重新组装：
有四种情形：
1.以旧车轮、旧车轴、旧制动盘按照厂修技术标准组装的轮对叫拼修。
2.以旧车轮、新车轴、按照厂修技术标准组装的轮对叫换轴。
3.以新车轮、旧车轴、按照厂修技术标准组装的轮对叫换轮（换并）。
4.以旧车轮、新制制动盘按照厂修技术标准组装的轮对叫换盘。
2、轮对组装的几个控制项点：
1.轮对内侧距：
指同一轮对两车轮轮辋内侧间的距离（1353mm）。
2.压装曲线：
指轮对自动压装机所打印出来的压装曲线表（不得降吨）。
3.压装力：
指轮对组装内时动压装机所显示的表压力（不得超限）。
3、轮对组装的技术要求
轮对的组装质量，直接关系到行车安全，因此在组装前后应严格按下列要求进行检查。
（1）车轴、车轮、制动盘组成应符合按规定程序审批的图纸及技术条件的要求 。
车轴座及制动盘座部的表面粗糙度应达到Ra≤1.6um，而相应的轮毂孔的表面粗糙度应达到Ra≤6.3um。
为使车轮、制动盘易于压入车轴，在车轴的轮座及制动盘座靠近外侧均应旋成锥形，作为导入部分，长度分别为（12+40）mm、（10+20）mm 。
其小端直径较大端直径小1mm，轮座与制动盘座其余部分均应旋成圆柱形，在这一部分全长内的圆柱度不得超过0.05mm，大端必须靠近轴中央一端，圆度不得超过0.02mm，直线度不得超过0.015mm；轮座、盘座加工时，应向轴中央方向加旋，轮座长为186mm，盘座长为180mm。
轮座与盘座间轴身粗糙度为Ra≤3.2um，而其余轴身部分粗糙度为Ra≤6.3um。
轮毂孔直线度Ra≤0.02mm，圆柱度≤0.05mm,（大端应在内侧），相对于滚动圆基准面径跳≤0.1mm。
（2）压装前需对轮座、制动盘座、轮毂孔、制动盘孔进行选配测量，轮座、制动盘座直径的测量方法如图一所示，取六个测量平均值作为轮座、制动盘的实测直径，通过它来选配过盈量；制动盘座直径、轮毂孔的测量方法与轮座、制动盘座类似。
测量车轴轮座，制动盘座直径用外径千分尺（150-200mm），测量轮毂孔，制动盘孔直径用内径千分尺（1500-200mm），上述测量器具须定期计量较对，测量时，量具和车轴、车轮及制动盘需在同一温度下进行。
（3）同一轮对上的两个车轮及两个制动盘必须分别是同一类型、同一材质、轮对组装按TB/T1718-91中有关规定执行，并应采用突悬方式。
其轮轴压装的最后压力为665.42～1045.66kN且有合格的压装曲线。
制动盘的压装参照车轮的要求进行，但无突悬要求，其压装的最后压力为192～392Kn，其压装曲线仅作参考，暂时无相应标准。
（4）组装后轮对组成的技术要求：
1、 同一轮对两车轮直径差≤0.5mm；
2、 轮位差︱l1-l2︱≤1mm；
3、 盘位差︱l3-l4︱≤2mm；
4、 轮对内侧距L为（1353±2）mm，压装后侧辆轮缘内侧的三点距离之差不大于1mm ；
5、 两车轮残余静补平衡位置相位差180°；
6、 两制动盘残余静补平衡位置相位差180°；
7、 两车轮滚动圆相对轴中心线径向跳动≤0.3mm；
8、 两车轮轮辋内侧面相对轴中心线端面跳动≤0.8mm；
9、 制动盘安装螺栓的拧紧力矩应符合图纸规定的要求；
（5）轮对的动平衡
轮对组成后应进行动平衡试验。
试验条件：
在专用的车轮动平衡试验机上进行，旋转速度应不低于235r/min。
轮对残余不平衡值≤75g.m,应采用去重法进行动平衡校正。
轮对的检修与维护
2.1轮对的检修
1.检查车轴是否已涂打超声波探伤标志,探伤是否合格。
2.检查车轴油漆是否完好进行局部找补，检查车轴轴身有无击伤和擦伤。
3.用踏面靠模检查轮对镟修后踏面是否合格。
4.检查测量轮对各项尺寸是否符合标准。
5.检查车轮是否涂打轮辋轮辐探伤合格标记。
6.检查车轮注油孔螺栓是否安装良好，防松标记是否涂打。
7.车轮检修后车轮踏面不允许存在有擦伤、剥离、局部凹入、裂纹、缺损、碾宽及踏面上粘有融化金属，检查轮辋轮缘无磕碰伤、毛刺等缺陷。
8.检查制动盘螺栓是否已紧固,防松标志是否已正确涂打,无漏。
9.检查测量制动盘须满足尺寸要求。
10.检查制动盘是否存在超限裂纹。
按照制动盘机加工标准检查制动盘。
11.检查制动盘侧面散热筋处是否有贯通裂纹，制动盘环连接处（连接螺栓处）是否有裂纹。
检查制动盘内的杂物是否已清理干净。
2.2轮对的维护
（1）轮对组成检修时须将车轮进行退卸，动车轮对齿轮箱分解检修。
（2）清除轮对组成表面锈垢及车轴轴身表面油漆。
车轴擦伤深度不大于0.1mm，撞伤深度不大于0.3mm，超限时更换车轴。
车轴擦伤、撞伤未超限时，允许使用砂纸打磨去除毛刺、高点、严禁使用电、风动打磨工具打磨车轴表面。
（3）车轴表面禁止焊修，同时禁止任何形式的机械加工（包扩车轴轮座、盘座部分）。
（4）轮座划伤深度在0.1mm以下时清除高点，毛刺后直接使用；轮座划伤深度在0.15mm以上、宽度超过2mm以上且长度在50mm以上时允许使用砂纸砂研磨，研磨后划伤深度须小于0.15mm，研磨后划伤宽度必须大于其原划伤宽度的2倍；车轴轮座划伤深度超过0.3mm时须更换车轴。
（5）车轮退卸后若车轴轮座表面存在连续粘熔（车轮金属咬入车轴轮座）时，更换车轴。
除了超声探伤仪的应用，这里还需要摄影测量仪，用来测量轮对的几何尺寸，如直径、轮距、轮廓等，采用非接触式光学∕激光式线阵CCD组件进行投影扫描，采用数字摄影测量与图像处理方法，获取曲线曲面的点云数据即可精确计算其三维坐标。
双相机测量系统具有精确的3D测量精度。
另外，辅助设备标准轮对和转柱式起重机分别应用于轮对圆度偏心度直径等尺寸校验比较标准和定位测试校验。
致谢
毕业论文暂告收尾，这也意味着我在湖南铁路科技职业学院的三年的学习生活既将结束。
回首既往自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。
在这三年的时间里，我在学习上和思想上都受益非浅。
这除了自身努力外与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的
论文的写作是枯燥艰辛而又富有挑战的。
车辆轮对是理论界一直探讨的热门话题，老师的谆谆诱导、同学的出谋划策及家长的支持鼓励是我坚持完成论文的动力源泉。
在此我特别要感谢我的导师李敏老师，从论文的选题、文献的采集、框架的设计、结构的布局到最终的论文定稿从内容到格式从标题到标点，他都费尽心血。
没有李敏老师的细心指导，就没有我论文的顺利完成。
感谢机车车辆学院的各位同学与他们的交流使我受益颇多。
最后要感谢我的家人以及我的朋友们对我的理解、支持、鼓励和帮助正是因为有了他们我所做的一切才更有意义也正是因为有了他们我才有了追求进步的勇气和信心。
时间的仓促及自身专业水平的不足整篇论文肯定存在尚未发现的缺点和错误。
恳请阅读此篇论文的老师、同学多予指正不胜感激。
参考文献
[1]莫士楷;铁道车辆轮对检修研究与应用[D]；天津大学；2007年
[2]孙志才李原福《铁道车辆技术》中国铁道出版社；2010年
[3]郭凝.城市轨道交通车辆机械检修.上海科学技术出版社；2013年
[4]吴继海;;铁道车辆检修限度的确定[J];减速顶与调速技术；2012年
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