鐵道車輛輪對(duì)結(jié)構(gòu)與輪軌接觸幾何關(guān)系學(xué)習(xí)教案VIP

1、會(huì)計(jì)學(xué)1鐵道車輛輪對(duì)結(jié)構(gòu)鐵道車輛輪對(duì)結(jié)構(gòu)(jigu)與輪軌接觸幾與輪軌接觸幾何關(guān)系何關(guān)系第一頁，共21頁。2車軸車軸(chzhu)各部分名稱及作用各部分名稱及作用鐵道車輛使用的車軸，絕大多數(shù)為圓截面(jimin)實(shí)心車軸。第1頁/共21頁第二頁，共21頁。3車軸的種類車軸的種類(zhngli)、使用范圍、材質(zhì)及要求、使用范圍、材質(zhì)及要求貨車(huch)用車軸有RB2.RD2.RD2Y.RE2.RE2A.RE2B型等25型客車常用車軸有RD3.RD4.RD3A.RD3A1型等車軸(chzhu)第2頁/共21頁第三頁，共21頁。4n八十年代初期(chq) ：n研究由分段圓弧組成的磨耗型踏面和磨耗型

2、鋼軌相互接觸時(shí)的幾何參數(shù)以及各種因素對(duì)它們的影響 n八十年代中后期：n研究了任意形狀的輪軌空間幾何約束關(guān)系，并提出了一個(gè)具有足夠精度、適用于任意形狀的空間幾何約束關(guān)系的數(shù)學(xué)方法及計(jì)算程序；n九十年代初期(chq) ：n提出了跡線法的思想來處理空間輪軌接觸幾何關(guān)系問題。基本思路:暫時(shí)拋開軌面的形狀，僅由輪對(duì)的位置（搖頭角、側(cè)滾角）以及踏面主輪廓線參數(shù)（滾動(dòng)半徑、接觸角）確定可能的接觸點(diǎn)。 輪軌接觸關(guān)系(gun x)發(fā)展過程第3頁/共21頁第四頁，共21頁。5輪對(duì)的類型和名稱，應(yīng)根據(jù)車軸(chzhu)類型和車輪類型確定。第4頁/共21頁第五頁，共21頁。6 輪對(duì)設(shè)計(jì)(shj)要求l應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度

3、，以保證在容許的最高速度和最大載荷下安全運(yùn)行（減輕輪對(duì)重量）；l應(yīng)不僅能夠適應(yīng)車輛直線(zhxin)運(yùn)行，同時(shí)又能夠順利通過曲線和道岔，而且應(yīng)具備必要的抵抗脫軌的要求；l應(yīng)具備阻力小和耐磨性好的優(yōu)點(diǎn)，這樣可以只需要較小的牽引動(dòng)力并能夠提高使用壽命。第5頁/共21頁第六頁，共21頁。7 輪對(duì)形狀尺寸輪對(duì)形狀尺寸(ch cun)與線路相互關(guān)系與線路相互關(guān)系l輪緣l滾動(dòng)圓直徑l輪緣內(nèi)側(cè)距l(xiāng)車輪(ch ln)踏面斜度第6頁/共21頁第七頁，共21頁。8輪緣：輪緣是保持車輛沿鋼軌運(yùn)行，防止車輪脫軌的重要部分。滾動(dòng)圓直徑：車輪直徑大小，對(duì)車輛的影響各有利弊：輪徑小可以降低車輛重心(zhngxn)，增大車體

4、容積，減小車輛簧下質(zhì)量，縮小轉(zhuǎn)向架固定軸距，對(duì)于地鐵車輛還可以減小建筑限界，降低工程成本；但是，小直徑車輪可使車輪阻力增加，輪軌接觸應(yīng)力增大，踏面磨耗較快，通過軌道凹陷和接縫處對(duì)車輛振動(dòng)的影響增大。輪徑大的優(yōu)缺點(diǎn)則與之相反。 輪對(duì)形狀尺寸與線路輪對(duì)形狀尺寸與線路(xinl)相互關(guān)系相互關(guān)系第7頁/共21頁第八頁，共21頁。9 輪對(duì)內(nèi)側(cè)距保證輪緣與鋼軌之間有一定游（間）隙，可以(ky)：減少輪緣與鋼軌磨耗；實(shí)現(xiàn)輪對(duì)自動(dòng)對(duì)中作用；有利于車輛安全通過曲線；有利于安全通過轍叉；輪緣與鋼軌之間的游（間）隙太小，可能會(huì)造成輪緣與鋼軌的嚴(yán)重磨耗；輪緣與鋼軌之間的游（間）隙太大，會(huì)使輪對(duì)蛇行(shxng)運(yùn)動(dòng)

5、的振幅增大，影響車輛運(yùn)行品質(zhì)；第8頁/共21頁第九頁，共21頁。10輪緣(ln yun)內(nèi)側(cè)距選取第9頁/共21頁第十頁，共21頁。11輪軌間隙(jin x)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軌距：1435mm輪對(duì)內(nèi)側(cè)距：1353mm輪緣(ln yun)厚度：32mm（單側(cè)），64mm（雙側(cè)）國內(nèi)輪軌間隙(jin x)：9=（1435-1353-64）/2 （mm）歐洲輪軌間隙(jin x)：5.5=（1435-1360-64）/2 （mm）第10頁/共21頁第十一頁，共21頁。12v為了使無論(wln)哪種踏面形狀均能夠防止 車輪脫軌，因而車輪都設(shè)有輪緣。v踏面錐度是使輪對(duì)具有復(fù)原功能和轉(zhuǎn)向功能的根本原因，也是引起蛇

6、行運(yùn)動(dòng)的根源。圓筒踏面（踏面為沒有錐度的平坦圓筒、日本軌檢車上，有利于軌道高低變形的測(cè)定(cdng)）圓錐踏面（踏面帶有一定的錐度）圓弧踏面（磨耗型踏面，踏面帶有圓弧） 踏面類型(lixng)第11頁/共21頁第十二頁，共21頁。13車輪(ch ln)踏面外型車輪踏面幾何形狀是影響行車安全和運(yùn)行平穩(wěn)性的重要(zhngyo)因素。第12頁/共21頁第十三頁，共21頁。14錐形車輪踏面和鋼軌頭部的接觸面積很小，接觸應(yīng)力很高，因此在車輪運(yùn)用初期，局部位置的磨耗很快，使踏面不久即呈現(xiàn)(chngxin)凹陷。當(dāng)磨耗范圍逐漸遍及整個(gè)踏面并與軌頭的輪廓外形相吻合后，接觸應(yīng)力就明顯減小，表面又經(jīng)過冷硬處理，以

7、后的磨耗減慢，踏面外形也相對(duì)穩(wěn)定。此時(shí)的踏面形狀接近于磨耗型踏面。采用凹形車輪踏面，不僅可以(ky)減緩磨耗，延長(zhǎng)使用壽命，而且有利于車輛曲線通過，并使輪緣力有所降低。 磨耗(mho)型踏面形成第13頁/共21頁第十四頁，共21頁。15磨耗(mho)型踏面（LM）第14頁/共21頁第十五頁，共21頁。16防止(fngzh)車輪脫軌通過曲線時(shí)能減少滑行能順利通過道岔直線運(yùn)行時(shí)復(fù)原性能好使踏面磨耗比較均勻 車輪(ch ln)踏面設(shè)置要求踏面設(shè)計(jì)踏面設(shè)計(jì)(shj)目的性問題目的性問題第15頁/共21頁第十六頁，共21頁。17錐型踏面輪軌接觸(jich)斑磨耗(mho)型踏面輪軌接觸斑兩種踏面接觸面積

8、(min j)比較第16頁/共21頁第十七頁，共21頁。18一般地，在曲線通過方面采用磨耗(mho)型踏面有利，而在抑制蛇行運(yùn)動(dòng)、車體振動(dòng)方面錐形踏面有利。實(shí)際上，現(xiàn)階段研究結(jié)果表明，在抑制車體蛇行運(yùn)動(dòng)和提高穩(wěn)定性方面，磨耗(mho)型踏面有時(shí)也能夠取得良好的效果。對(duì)踏面動(dòng)力學(xué)性能(xngnng)認(rèn)識(shí)差異第17頁/共21頁第十八頁，共21頁。19在車輪橫移時(shí)，磨耗型踏面車輪的接觸角差、滾動(dòng)半徑差要比錐形踏面車輪的變化大，這使輸入車體的能量減少，車體振動(dòng)激烈程度降低(jingd)。在適當(dāng)運(yùn)行速度下，與采用錐形踏面的車輪相比，采用磨耗型踏面的車輪，其轉(zhuǎn)向架蛇行運(yùn)動(dòng)波長(zhǎng)短、頻率高，而且遠(yuǎn)離了車體的固有振動(dòng)頻率。性能認(rèn)識(shí)(rn shi)差異第18頁/共21頁第十九頁，共21頁。20u合理的輪軌踏面外型不僅可以減緩磨耗，延長(zhǎng)使用壽命，而且