铁路货车转8A型转向架故障分析及解决措施毕业论文.docx
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铁路货车转8A型转向架故障分析及解决措施毕业论文
毕业论文声明
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1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。
除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。
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4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。
学位论文作者（签名）：
年月
关于毕业论文使用授权的声明
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论文作者签名：
日期：
指导教师签名：
日期：
毕业设计（论文）
中文题目：
铁路货车转8A型转向架故障分析及解决措施
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
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作者签名：
日 期：
北京交通大学
毕业设计（论文）成绩评议
年级
层次
本科
专业
机械工程及自动化
姓名
题目
铁路货车转8A型转向架故障分析及解决措施
指
导
教
师
评
阅
意
见
成绩评定：
指导教师：
年月日
评
阅
教
师
意
见
评阅教师：
年月日
答
辩
小
组
意
见
答辩小组负责人：
年月日
北京交通大学
毕业设计（论文）任务书
本任务书下达给：
07秋级本科机械工程及自动化专业学生丁国栋
设计（论文）题目：
铁路货车转8A型转向架故障分析及解决措施
一、设计（论述）内容：
结合我国铁路货车转向架的发展现状，通过对铁路主要货车转向架的了解，正确地分析现阶段铁路货车转8A型转向架的特点，有针对性地研究分析转8A型转向架常见故障并提出解决措施和可行性整改方案。
二、基本要求：
随着我国铁路货运向高速重载方向发展，转8A型转向架各类故障频繁发生，危及铁路货车行车安全、制约货车高速重载的发展。
为此，有必要对转8A型转向架的各类故障进行研究分析并提出解决措施。
要求能根据各型铁路货车实际运行中，转8A型转向架出现的各类故障结合实践经验不断摸索和研究，掌握了转8A型转向架的各类主要故障，对其进行逐一分析并提出合理化解决措施。
三、重点研究的问题：
结合铁路运输生产力布局调整，针对铁路货车转8A型转向架出现的各类故障进行研究分析，找出各类故障的发生规律并提出解决措施和可行性整改方案。
四、主要技术指标：
（无）
五、其他要说明的问题
论文要用统一的毕业论文用纸，用中文打印（B5）或手写。
手写每页20行，每行20－22字，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印正文用宋或楷体小四号字，版面上空2.5cm，下空2cm，左右空2cm（靠装订线一侧增加0.5cm空白用于装订）。
对字体和字号的要求如下：
题目用一号（分两行书写时用小一号）黑体字；第一层次
（一）题序和标题用小二号黑体字，题序和标题之间空两字，不加标点，下同；第二层次（
（一））题序和标题用小三号黑体字；第三层次
（1）题序和标题用四号黑体字；第四层次（
（1））题序和标题用小四号黑体字；第五层次以下标题和题序与第四层次同。
下达任务日期：
2009年06月27日
要求完成日期：
2009年11月10日
答辩日期：
2009年11月28日
指导教师：
林桂清
开题报告
题目：
铁路货车转8A型转向架故障分析及解决措施
报告人：
丁国栋2009年08月24日
一、文献综述：
结合我国铁路货车转向架的发展现状，通过对铁路主要货车转向架的了解，正确地分析现阶段铁路货车转8A型转向架的特点，有针对性地研究分析转8A型转向架常见故障并提出解决措施和可行性整改方案。
二、选题的目的和意义：
我国目前拥有各型铁路货车约40多万辆，使用的转向架形式各异，其中二轴货车转向架占绝大部分，转8A型转向架是铸钢侧架导框式转向架，是目前数量较多的一种主型货车转向架，用于载重60-70t的货车，是几种典型的货车转向架之一。
转8A型转向架原设计装用滑动轴承轮对，随着货车滚动轴承化，新造车已全部装用滚动轴承轮对。
但是，随着我国铁路货运向高速重载方向发展，转8A型转向架各类故障频繁发生，危及铁路货车行车安全、制约货车高速重载的发展。
为此，有必要对转8A型转向架的各类故障进行研究分析并提出解决措施。
本文通过对各型铁路货车实际运行中，转8A型转向架出现的各类故障结合实践经验不断摸索和研究，掌握了转8A型转向架的各类主要故障，对其进行逐一分析并提出合理化解决措施。
三、研究方案：
针对铁路货车转8A型转向架出现的各类故障进行研究分析，找出各类故障的发生规律。
根据实际工作中发现的各种故障，结合以往处理各故障的工作经验并参阅有关铁路货车的科技图书，提出解决各类故障的措施。
四、进度计划：
6月27日－8月25日
分析题目，查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，作好前期准备工作。
8月26日－10月10日
划分论点，进行方案论证，撰写论文。
10月11日－11月10日
划分论点，进行方案论证，撰写论文撰写毕业论文并征求导师意见，修改毕业论文，进行毕业论文的评议。
五、指导教师意见：
题目符合当前铁路的发展要求，研究方案可行，进度安排合理，可以进行下一步工作。
指导教师：
林桂清
中期报告
题目：
铁路货车转8A型转向架故障分析及解决措施
报告人：
铁道车辆丁国栋
一、总体设计
本文结合国内外铁路货车转向架的发展现状，通过对铁路主要货车转向架的了解，正确地分析现阶段铁路货车转8A型转向架的特点，有针对性地研究分析转8A型转向架常见故障并提出解决措施和可行性整改方案。
二、基本框架
1.货车转向架构造及功能的总体概述；
2.国内外铁路货车转向架的发展现状；
3.主要讲述转8A型转向架的结构、性能及优缺点；
4.转8A型转向架常见故障及检查方法；
5.转8A型转向架运用情况及改进途径。
三、进展情况
已经完成货车转向架构造及功能的总结分析、搜集国内外铁路货车转向架的发展现状这一部分及转8A型转向架的结构、性能及优缺点，其他部分还在进行资料搜集汇总，只有个别部分成形，后面还需继续努力。
四、指导教师意见
论文按照进度计划进行，确定的整体思路符合任务书的要求，框架结构合理，可以进行论文的撰写工作。
结题验收
一、完成日期
2009年10月30日
二、完成质量
论文基本上符合要求，结构完整，层次清楚。
能运用所学专业理论知识结合铁路企业特点完成论文，具有一定的分析问题解决问题的能力。
三、存在问题
理论较详实，如能用实际运用中具体案例说明问题会更好。
四、结论
毕业论文进行过程中，态度积极认真，按照任务书的要求，广泛查找资料，总结现场存在的问题，并及时与老师联系、沟通。
按时完成了开题报告、中期报告、初稿的写作，并对初稿进行了反复修改，基本上达到了论文的写作要求。
经检查可以结题。
指导教师：
林贵清
2009年11月5日
摘要
我国目前拥有各型铁路货车约40多万辆，使用的转向架形式各异，其中二轴货车转向架占绝大部分，转8A型转向架是铸钢侧架导框式转向架，是目前数量较多的一种主型货车转向架，用于载重60-70t的货车，是几种典型的货车转向架之一。
转8A型转向架原设计装用滑动轴承轮对，随着货车滚动轴承化，新造车已全部装用滚动轴承轮对。
但是，随着我国铁路货运向高速重载方向发展，转8A型转向架各类故障频繁发生，危及铁路货车行车安全、制约货车高速重载的发展。
为此，有必要对转8A型转向架的各类故障进行研究分析并提出解决措施。
本文通过对各型铁路货车实际运行中，转8A型转向架出现的各类故障结合实践经验不断摸索和研究，掌握了转8A型转向架的各类主要故障，针对转8A型转向架出现的各类主要故障进行研究分析，找出各类故障的发生规律。
根据实际工作中发现的各种故障，结合以往处理各故障的工作经验并参阅有关铁路货车的科技图书，对其进行逐一分析并提出合理化解决措施。
关键词:
转向架转8A摇枕侧架故障
第一章货车转向架
1.1概述
铁路货车主要用于运送各种货物，它的载重量一般比客车载重量大得多。
货车转向架是铁路货车的关键部件，而且在车辆的组成中是一个相对独立的部件，因而对各型车辆具有较大的适应性。
对货车转向架的一般要求是：
结构简单合理，工作安全可靠，运行性能良好，维护检修方便。
一般货车转向架主要由轮对轴箱装置、弹簧减振装置、构架或侧架摇枕、基础制动装置几部分组成。
货车转向架的数量很大，为了降低制造和检修成本，要求货车转向架具有比较简单合理的结构，一般仅在摇枕和侧架之间或轮对轴箱和构架之间设置一系弹簧装置。
近年来，随着货车运行速度的逐步提高，货车转向架弹簧装置静挠度有增大的趋势，在现代货车转向架上一般均安装结构简单的减振装置，以保证转向架具有较好的动力性能，将货物安全无损地运送到目的地。
以往的货车转向架在其轮对和轴箱之间一般安装滑动轴承装置，现代则普遍采用性能良好的滚动轴承装置。
由于货车的载重量较大，其转向架承受的静、动载荷都较大，因此货车转向架的构架或侧架一般都做得比较粗大，以保证具有足够的强度和刚度。
货车转向架的基础制动装置一般采用结构简单的单侧闸瓦制动，也有部分货车转向架采用双侧闸瓦制动或其他形式的制动。
我国铁路在建国以前主要靠进口美、日30t级货车，转向架以30t拱板型为主，少量的30t及40t铸钢转向架（转1、转2）大都是三大件式。
建国以后，在1952年首先设计制成了载重50t货车用的转3及转4型，接着又设计制造了60t级的转5型。
1956年设计制成了60t级的转6型转向架。
1958年设计制成老转8（原名608）型转向架。
1961~1965年研究改进老转8，研制成转8A型，1966年经铁道部鉴定后大批生产，成为我国的主型货车转向架，同时还生产了少量改进转6型的转6A型转向架。
我国还先后研制出了30t曲梁（转9）、60t老曲梁、新曲梁、66型、67型、69型和改69型以及设计研制带有常摩擦减振器的控制型转向架，研制自导向、迫导向径向转向架，带轴箱悬挂装置的构架式转向架等新型转向架，特别是1994年我国公布的铁路主要技术政策中，明确提出要积极发展轴重25t低动力作用的大型货车，提高货运速度，满足国民经济的发展需要。
国内铁道车辆工厂与科研单位及高校联合，加大了新型转向架的开发力度。
1.2转向架的功用
（一）转向架作为一个独立的走行装置，它具有支承车体、承受车辆的全部重量及作用在车辆上的其他外力（如横向风力、离心力、纵向机车牵引力和列车冲击力等）的作用，并引导车辆在线路上运行。
（二）转向架的固定轴距较小，通过车体和转向架间的配合和相对转动，能使车辆顺利地通过半径较小的曲线，大大减小了运行阻力。
（三）可以提高车辆运行的平稳性。
这是因为当车辆运行在不平行线路时，转向架可使车体的垂直位移量减小，使车辆运行比较稳定。
同时，在转向架上可装设弹簧减振装置，可以缓和或减小垂直和水平方向的振动，从而进一步提高了车辆运行的平稳性。
（四）为适应和提高车辆的承载能力，根据需要可以设计二轴、三轴及多轴的转向架结构，满足铁路运输发展的需要。
（五）转向架是一个独立结构，易于从车底架下推进、推出，提高检修质量。
转向架的以上功用要求零部件应具有足够的强度结构，也应力求不过于复杂，以利于制造，方便检修。
1.3转向架的一般组成
常用货车转向架一般由以下几部分组成：
（一）侧架或构架
货车转向架的侧架或构架是转向架的基础部件，也是受力最大的部件，在它上面组装其他零件。
其大部分为铸钢侧架，少部分为框架形式构架结构。
（二）摇枕弹簧减振装置
主要由摇枕、下心盘、下旁承、摇枕弹簧及减振装置等组成。
它是主要作用是直接支承车体，并承受和传递车体的载荷给侧架或构架，缓和、减小车辆的振动。
（三）轮对轴箱油润装置
主要由轮对、轴箱、滚动轴承及其配件等组成。
它的主要作用是承受转向架的载荷并传递给钢轨，保证正常润滑引导车辆在钢轨上运行。
（四）基础制动装置
主要由制动梁、制动杠杆、拉杆、闸瓦及其他配件组成。
它的主要作用是由制动机控制使闸瓦贴靠车轮踏面实现制动作用或使闸瓦离开车轮踏面完成缓解作用。
1.4货车转向架的分类
由于车辆的用途不同，运行条件的差异，制造维修方法的制约和经济效益等具体因素的影响，对转向架的性能、结构、参数和采用的材料及工艺等要求就有差别，因而出现了多种型式的转向架。
我国国内目前使用的货车转向架有30多种，各种转向架的主要区别在于：
转向架的轴数和类型，弹簧悬挂系统的结构与参数，垂向载荷的传递方式，轮对支承方式，轴箱定位方式，制动装置的类型与安装，以及构架、侧架结构等诸方面。
货车转向架常见的分类方法有：
（一）按结构形式分：
有拱板转向架、铸钢三大件式（一个摇枕与两个侧架）转向架、H形构架轴箱弹簧转向架、径向转向架等。
（二）按轴型分：
有B轴、C轴、D轴、E轴转向架等。
（三）按轴数分：
有二轴、三轴、四轴、五轴转向架等。
其中二轴转向架数量最多，普遍为各种货车所采用。
三轴及多轴转向架数量较少，大多用于长大货物车及特种车。
1.5货车转向架的主要结构形式
货车转向架的结构形式主要有三种：
（一）采用构架式焊接转向架
这种25t轴重低动力作用转向架采用H型整体焊接构架，轴箱弹簧悬挂，双斜楔摩擦减振及吊滑式制动装置，心盘承载。
这种转向架的优点是，簧下质量较小，轮轨动力作用较低，抗菱形变形刚度大，轮对正位好，蛇行运动临界速度较高。
不足之处是构架抗扭刚度大，均载性能不如三大件式转向架，大批量生产时不能充分利用现有的设备，生产成本较高。
（二）采用三大件式转向架
目前，我国铁路货运中大量运用的转8A转向架就是三大件式2D轴转向架。
这种转向架簧下质量大，两侧架通过摇枕、斜楔连接，配合松弛，抗菱形变形刚度小，临界速度不高。
需要在现有的基础上进行改进，才能满足提高轴重，提高运行速度的要求。
针对这种转向架的不足之处，有多种改进方案，其中正在实施的一种方案是交叉拉杆式三大件转向架，这种转向架是在两侧架间增设弹性交叉拉杆，借此增加侧架与摇枕的配合，在保留转向架的均载性能的前提下，增大转向架抗菱形变形的刚度。
在侧架导框与轴箱承载鞍间增设橡胶垫，用以加强轮对的弹性定位，且减小转向架的簧下质量。
采用轮径为840mm，磨耗型踏面的车轮，φ370mm的大心盘及低摩擦系数的超高分子的合成材料的心盘衬垫，常接触弹性旁承。
还有一种称之为2E轴摆动式转向架，其结构特点与转8A的主要区别在于：
①轴型不同，2E轴摆动式转向架采用的轴型为RE2型，且心盘直径较大为φ375mm；②2E轴摆动式转向架在承载鞍上设置比较耐磨的摆动块，改平面接触为圆弧面接触；③2E轴摆动式转向架在枕簧与侧架间增加摆动台，较之转8A转向架在抗菱形变形方面，其刚度有所增加。
（三）采用准构架式转向架
这种转向架开始是为75t敞车专门设计的2E轴转向架。
这种转向架由两个侧架一个摇枕通过定位销及橡胶衬套组成，采用设置在侧架上的旁承承载结构，轴箱弹簧装置由轴箱两翼的内外簧及顶部弹簧，减振斜楔及橡胶块组成。
这种结构一方面保留了三大件式转向架均载性能好的优点，一方面又综合了构架式转向架簧下质量低，抗菱形变形刚度大的特点。
动力学试验表明，该转向架轮轨动力作用小，蛇行运动临界速度较高，各项动力学性能指标良好。
目前该型转向架正处在运行考验中。
第二章国外货车转向架发展简介
随着各国铁路货物列车载重量和运行速度的不断提高，货车转向架也在朝着增加转向架承载能力和提高运行速度的方向不断向前发展。
世界各国货车转向架的发展主要沿着两条不同的途径：
在美国、前苏联，货车转向架习惯上沿用三大件式，采用第二系悬挂（中央悬挂）；西欧等许多国家的货车转向架则沿用刚性构架转向架形式，采用第一系悬挂（轴箱悬挂）。
这两类转向架各有利弊，因此各国货车转向架的发展并不局限于此，而都是在自己原有的基础上不断改进现有主型转向架和大力研制新型转向架，以适应增加载重、提高速度的要求。
2.1Y25型转向架
Y25型转向架是法国铁路部门研制出的一种采用焊接构架和第一系轴箱悬挂的货车转向架。
由于Y25型转向架的性能理想，1967年国际铁路联盟（UIC）将其确定为西欧铁路的标准型货车转向架。
Y25型转向架的结构特点如下：
（一）采用焊接一体式刚性构架：
其重量较铸钢构架轻，而且，由于采用轴箱弹簧悬挂，其簧下质量仅为轮对和轴箱，从而大大减小了轮轨的相互动作用力。
（二）采用两级刚度弹簧：
轴箱弹簧由高度不等的内、外圈弹簧构成。
当作用在转向架弹簧上的总载荷小于136kN时，仅由外圈弹簧承载，弹簧刚度较小；当作用在弹簧上的总载荷大于136kN时，由内、外圈弹簧并联承载，弹簧刚度较大。
由于Y25型转向架在空车时的弹簧刚度较小，静挠度大，从而提高了其空车垂向平稳性。
（三）采用利诺尔减振器：
利诺尔减振器的一种新型的摩擦减振器，它由导框、弹簧帽、弹簧、吊环、吊环销、顶子和磨耗板等零部件组成。
导框采用焊接方式或螺栓连接的方式固定于构架上。
转向架心盘上所承受的垂向载荷经构架传至导框上，再通过导框上的吊环销、吊环、弹簧帽传至轴箱弹簧上，最后传至轴箱、轴承和轮对上；另一方面，由于吊环的安装具有一个倾斜角（210~270），吊环同时给弹簧帽一个纵向水平分力，这个水平分力使弹簧帽在纵向压紧顶子，使顶子紧贴在轴箱上的磨耗板，同时还使左侧导框与轴箱左侧的磨耗板贴紧。
车辆振动时，顶子与磨耗板之间以及轴箱左侧的导框与磨耗板之间便产生衰减振动的摩擦阻力。
由于水平分力与外圆弹簧所受的的垂向载荷成正比，故摩擦力与转向架所受的载荷成正比，它属于变摩擦减振器，又由于具有两级刚度的轴箱弹簧装置的特殊结构，利诺尔减振器方便地实现了空重车两种不同的相对摩擦系数。
利诺尔减振器对垂直和横向振动都有衰减作用，它的性能稳定，摩擦力受外界气候条件及磨耗状态的影响较小，磨耗面易于修复。
由于轴箱与构架间纵向无间隙增加了；轮对的纵向定位刚度，提高了运行稳定性。
（四）采用弹性旁承：
法国用于特快运输条件的转向架上都装有圆弹簧弹性摩擦旁承。
在摇枕两端的旁承座上垂向安放两组圆弹簧，其上面有旁承盒，盒上的磨耗板用合成材料制成，上旁承采用高锰钢板，以便摩擦系数稳定。
采用弹簧旁承不仅可以承担一部分垂向载荷，而且可以给运行中的转向架提供一定大小的转动阻力矩以限制其摇头蛇行运动，同时还可以限制车体的滚摆运动，有利于车辆的抗倾覆安全性。
2.2交叉拉杆式三大件转向架
加拿大、美国、瑞典、澳大利亚等国家，为了提高三大件式转向架的运行速度，于80年代对三大件式转向架进行了各种方案的改造。
其中一种方案是在两侧架间安装弹性交叉拉杆，成为交叉拉杆式转向架。
改造后的转向架的动力学性能较好，降低了轮轨磨耗和车辆的维修费用，这种成功的改进主要体现在如下两个方面。
（一）在侧架上焊接筋板，两根拉杆交叉在转向架的中心线上。
交叉拉杆可以从摇枕下部穿过，也可在摇枕两侧的开孔中穿过。
在两拉杆的交叉点处，用卡子将它们彼此相连，以防止拉杆相对垂直振动。
在车辆运行时，拉杆有效地阻止两侧架成菱形错位，即阻止两侧架间作相对的纵向错动。
而且由于该弹性连接及其弯曲柔性不会引起过大的刚度，过大的刚度将阻止两轮对的相对垂直位移，影响转向架的均载性能。
选择橡胶套是为了使转向架产生所希望的剪切柔性，以便获得动力稳定的结构。
（二）在侧架导框座与轴箱承载鞍之间，加装橡胶垫，该橡胶垫通过选用适当的垂向、纵向及横向刚度值，可以获得适当的转向架的剪切刚度和弯曲刚度。
在轴箱处布置的弹性元件，不仅对轮对起弹性定位的作用，还相当于给转向架配置了一系悬挂，使侧架及其安装在它上面的拉杆的质量，从簧下质量变为簧上质量，从而减小了转向架与线路之间的不良动作用力，有利于改善转向架的动力学性能，降低轮轨磨耗。
2.3摆动式运行转向架
摆动式运行转向架是美国国家铸件公司生产的，它仍属于三大件式转向架，因而保留了三大件式转向架均载性能的好的优点。
此外由于它的独特的改进方式，较之传统的三大件式转向架，其运行速度大大提高，据有关材料介绍，运行速度可达160km/h，并能较大地降低轮轨磨耗和车辆的维修，显著地节约运营成本。
其具有以下结构特点：
（一）摆动式运行转向架，在两侧架间增设一弹簧托板，枕簧放在弹簧托板上，弹簧托板下与摇动台座相连。
由于摇动台座与放置在侧架上的摇动台座支承成圆弧轴承状配合连接，侧架可以作3o以内的摆动。
当侧架摆动达到3o时，侧架的承台接触到摇动台座，侧架的侧向运动受到抑制，此外枕梁上每侧的下止挡与枕簧托板的止挡间亦有间隙，容许每一侧有16mm的侧向运动（总计32mm）。
侧架的侧向位移分为两个阶段。
第一阶段可称为低阻力保护阶段，在此阶段一侧最大侧向位移可达19mm（总计38mm）；第二阶段可称为对完全压实侧向冲击的高阻力保护阶段，
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