200km·h高速動車組非動力轉(zhuǎn)向架總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！摘 要自從世界上第一條高速鐵路于 1964 年在日本東海道建成運(yùn)行以來，盡管經(jīng)歷了曲折的發(fā)展過程，但由于鐵路本身具有不可代替的優(yōu)點(diǎn)，使其在世界許多國家得到了快速蓬勃的發(fā)展。為適應(yīng)中國鐵路跨越式發(fā)展要求，鐵路總公司在 2020 年前規(guī)劃建設(shè)“四縱四橫”，總里程達(dá) 12000 多公里的高速鐵路客運(yùn)專線和快速客運(yùn)通道。為了適應(yīng)高速鐵路的快速建設(shè)，高速列車的設(shè)計制造工作也是當(dāng)務(wù)之急，而高速列車設(shè)計的核心是轉(zhuǎn)向架的設(shè)計。本文從高速列車的轉(zhuǎn)向架設(shè)計出發(fā)，介紹了200km/h 高速動車組非動力轉(zhuǎn)向架的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，該轉(zhuǎn)向架采用無搖枕結(jié)構(gòu)，軸距 2700mm。一系懸掛采用轉(zhuǎn)

2、臂式軸箱定位。車軸采用空心車軸，減小簧下質(zhì)量，車輪踏面為磨耗型踏面。二系懸掛采用空氣彈簧， 設(shè)置抗側(cè)扭桿和橫向止檔，具有橫向減振器和抗蛇行減振器的設(shè)計。牽引方式采用單拉桿牽引。構(gòu)架采用由鋼板組焊成的 H 形構(gòu)架構(gòu)架。制動方式采用軸盤式制動。關(guān)鍵詞：高速列車 非動力轉(zhuǎn)向架 結(jié)構(gòu)設(shè)計AbstractSince the worlds first high-speed railway in 1964 to run in Tokaido Japan, although high-speed railway experienced a tortuous developing process, it was

3、 developing rapidly in many countries in the world because of its irreplaceable advantages. In order to meet the development requirements of Chain Railway by leaps and bounds, Railways Company plans to build“four vertical and four horizontal” railway network by 2020, by the 12,000 kilometers of high

4、-speed passenger rail line and rapid passenger access will be constructed, In order to adapt to the rapid construction of high-speed railway, the work of designing and manufacturing high-speed train is imperative, and its core is the bogie designing.In this paper, the design of bogie of high speed t

5、rain departure, overall structure design of 200km/h high speed EMU non power steering is introduced. The bogie adopts the bolsterless structure, and the wheelbase was set to 2700mm. The primary suspension was axle beam type, and two-volume spring and Vertical damper as the axle box suspension. The h

6、ollow axles were used to reduce unsprung mass and wheel-tread wear were used; the secondary suspension is air spring type.The anti-rolling torsion bar and horizontal-only block were set, and lateral shock absorber and anti-snake absorber also were used; Traction mode with single traction link. Frame

7、 structure by using H shape steel plate welded into the. Brake disc brake with shaft.Key words: high-speed train non power bogie structure design目錄第一章緒論1一選題的背景和意義1二我國動車的發(fā)展歷史1三我國動車組技術(shù)2第二章動車轉(zhuǎn)向架總體4一動車組轉(zhuǎn)向架的分類4二非動力轉(zhuǎn)向架介紹4三轉(zhuǎn)向架必須解決的問題4四主要技術(shù)參數(shù)5五非動力轉(zhuǎn)向架的組成6第三章構(gòu)架7一構(gòu)架的組成7二構(gòu)架結(jié)構(gòu)7 側(cè)架組成8 橫梁組成10 縱向連接梁11 空氣彈簧支撐梁12三作用在

8、轉(zhuǎn)向架上的載荷系12 垂向載荷12 橫向載荷12 縱向載荷12 扭轉(zhuǎn)載荷13四焊接構(gòu)架的工藝性13 結(jié)構(gòu)優(yōu)化13 一種典型接頭的 S-N 曲線測試14 工藝優(yōu)化14第四章輪對16一車輪與車軸16 車軸16 車輪17二輪對的組裝18 輪對組裝工藝圖18 輪對組裝的技術(shù)要求19三輪對的壓裝20 過盈量的選取20 壓裝工藝過程21第五章軸箱裝置22一軸箱定位方式22二軸向軸承23 滾動軸承的損傷分析23 滾動軸承及軸箱的檢修24第六章空氣彈簧及液壓減振器27一空氣彈簧27 空氣彈簧國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢27 空氣彈簧懸架的特點(diǎn)27 空氣彈簧的選擇29 采用空氣彈簧的優(yōu)點(diǎn)29二液壓減振器30 工作原理3

9、0 主要結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)31 主要技術(shù)性能參數(shù)31 經(jīng)濟(jì)效益及社會效益分析32第七章基礎(chǔ)制動裝置33一概述33二主要技術(shù)參數(shù)33三主要結(jié)構(gòu)33 手緩解裝置33 制動閘片33 制動盤總成34 杠桿機(jī)構(gòu)34 制動缸裝置34四制動原理35 空氣制動與緩解35 間隙調(diào)整35 停車制動與緩解36第八章其它輔助裝置37一牽引裝置37二抗側(cè)滾扭桿37三附件37結(jié)論38致謝39參考文獻(xiàn)40第一章緒 論 一選題的背景和意義動車轉(zhuǎn)向架是動車的重要組成部分，它是動車能夠快速、安全運(yùn)行的保障，今年來， 我國引進(jìn)國外先進(jìn)的高速動車組技術(shù)，聯(lián)合開發(fā)了 CRH1、CRH2、CRH3、CRH5 等高速動車組動力轉(zhuǎn)向架和非動力轉(zhuǎn)向架

10、，以滿足我國高速動車組的開行。自從 20 世紀(jì) 60 年代初期，日本東海道高速鐵路干線建成后，世界各國相繼研制和發(fā)展了用于高速運(yùn)行的鐵路客車。日本、法國、德國、英國、美國、意大利、前蘇聯(lián)、瑞士、加拿大等國的部分高速線路上客運(yùn)列車的最高運(yùn)行速度都已超過 200kmh，法國、德國、日本等國家的部分高速列車的速度已超過 300kmh。提高車輛運(yùn)行速度的主要關(guān)鍵之一，在于研制性能良好能滿足高速運(yùn)行的轉(zhuǎn)向架。國外在發(fā)展高速客車轉(zhuǎn)向架中有兩個途徑：一是在原有主型客車轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)上，加以技術(shù)改造，采用新技術(shù)和新的結(jié)構(gòu)措施以達(dá)到高速運(yùn)行的要求，如德國和瑞士等國，一是重新設(shè)計和研制新型的高速客車轉(zhuǎn)向架，如日本、

11、英國、法國、前蘇聯(lián)和意大利等國。這兩種途徑都能達(dá)到提高運(yùn)行速度的目的。使用動車的比重以日本為最大，占87%；荷蘭、英國次之，分別占83%和61%；法國、德國又次之，分別占22%和12%。動車組稱得上是鐵路旅客運(yùn)輸?shù)纳?。德國是最早制造和運(yùn)用動車的國家，制造技術(shù)一直領(lǐng)先。1903年7月8日，首先運(yùn)行了由鋼軌供 電的動車組，由4節(jié)動車和2節(jié)拖車編成。同年8月14日，又運(yùn)行了由接觸網(wǎng)供電的動車組，這是世界 上第一列由接觸網(wǎng)供電的單相交流電動車組。同年10月28日，西門子公司制造的三相交流電動車進(jìn) 行了高速試驗(yàn)，首創(chuàng)時速210.2公里的歷史性記錄。常見的動車組有日本新干線，德國ICE，法國TGV，歐

12、洲之星，瑞典X2000，美國ACELA，中國的藍(lán)箭，中原之星，中華之星，新曙光，香港KTT二我國動車的發(fā)展歷史從1998年我國第一列商用動車組在南昌鐵路局運(yùn)營以來，目前已有幾十列動車組奔馳在全國萬里鐵道線上，成為鐵路運(yùn)輸一道亮麗的風(fēng)景。正如一位鐵路資深老專家所說，動車組的運(yùn)營，不僅為我國中短途客運(yùn)增加了一種新型的鐵路交通工具，更重要的是它為鐵路運(yùn)輸帶來了新的活力。動車組雖然在我國真正投入商業(yè)運(yùn)營的時間并不長， 但其良好的發(fā)展前景已被國內(nèi)外普遍看好。國外經(jīng)驗(yàn)表明，除了中長途運(yùn)輸外，在中短途運(yùn)輸、大城市近郊、大城市與衛(wèi)星城市之間，鐵路客運(yùn)的作用仍然不可忽視。隨著我國城市化進(jìn)程的持續(xù)發(fā)展和城市化水平

13、的不斷提高，城市的數(shù)量不僅要增加，城市的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，未來城際間的客運(yùn)市場潛力巨大。在城市交通體系中，軌道交通以其用地省、運(yùn)能大、速度快、節(jié)約能源、減少污染、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的重視。據(jù)專家預(yù)測，未來的城市軌道運(yùn)輸由“地鐵+輕軌+市郊動車組”的模式組成，構(gòu)成一個由內(nèi)向外、層層分流的立體交通網(wǎng)絡(luò)。即在市區(qū)采用地鐵運(yùn)輸，人口相對較少的地區(qū)采用輕軌，在城市周圍和 市郊采用動車組。這種組合的優(yōu)點(diǎn)是：地鐵運(yùn)量大，可將密集地區(qū)的人流迅速分散出去；輕軌車運(yùn)行時間機(jī)動，可靈活應(yīng)對不確定的客流；市郊出行距離加大，更快速的動車組可大大縮短旅途時間。三我國動車組技術(shù)1. 我們已經(jīng)掌握了世界

14、先進(jìn)成熟的鐵路機(jī)車車輛制造技術(shù)。法國阿爾斯通、日本川崎重工、加拿大龐巴迪、德國西門子、美國GE、EMD 等公司，都是世界著名的鐵路技術(shù)裝備制造企業(yè)，他們擁有當(dāng)今世界一流的時速200公里及以上動車組和大功率電力、內(nèi)燃機(jī)車設(shè)計制造技術(shù)。經(jīng)過艱苦努力，我們成功實(shí)現(xiàn)了這些技術(shù)的轉(zhuǎn)讓引進(jìn)，使我國鐵路裝備技術(shù)一下子躋身世界先進(jìn)行列。2. 動車組和大功率機(jī)車的核心技術(shù)已為我所有。高速動車組的總成、車體、轉(zhuǎn)向架、牽引變流、牽引控制、牽引變壓、牽引電機(jī)、列車網(wǎng)絡(luò)控制和制動系統(tǒng)等核心技術(shù)， 大功率電力機(jī)車的總成、車體、轉(zhuǎn)向架、主變壓器、網(wǎng)絡(luò)控制、主變流器、驅(qū)動裝置、牽引電機(jī)、制動系統(tǒng)等核心技術(shù)，大功率內(nèi)燃機(jī)車的柴

15、油機(jī)、主輔發(fā)電機(jī)、交流傳動控制等核心技術(shù)，以及大量的配套技術(shù)，我們已經(jīng)掌握。運(yùn)用這些技術(shù)生產(chǎn)的時速 200公里及以上動車組和大功率機(jī)車的國產(chǎn)化率可達(dá)到70%以上。3. 實(shí)現(xiàn)了低成本引進(jìn)。我們引進(jìn)的動車組和大功率機(jī)車技術(shù)，價格比其他國家低得多，動車組比西班牙低14%、比韓國低20%，6軸大功率機(jī)車比歐洲同類產(chǎn)品市場價格低44%。之所以能夠取得這樣高的性價比，主要是我們充分利用了中國鐵路巨大的市場優(yōu)勢，以及在鐵道部主導(dǎo)下國內(nèi)各企業(yè)的組合優(yōu)勢，再加上采取了靈活的談判策略，實(shí)現(xiàn)了國家利益的最大化。4. 加快了我國機(jī)車車輛制造工業(yè)現(xiàn)代化步伐。在這次大規(guī)模的技術(shù)引進(jìn)中，國內(nèi)共有十多家機(jī)車車輛重點(diǎn)制造企業(yè)和

16、幾百家外圍企業(yè)直接從中受益，實(shí)現(xiàn)了機(jī)車車輛制造水平的跨越，增強(qiáng)了市場競爭力，有力地推動了我國相關(guān)民族工業(yè)的發(fā)展壯大。在這些重點(diǎn)制造企業(yè)中，長春軌道客車股份有限公司受讓阿爾斯通公司的技術(shù)，已經(jīng)制造生產(chǎn)出了 CRH5型動車組；四方機(jī)車車輛股份有限公司受讓日本川崎重工的技術(shù)，制造生產(chǎn)CRH2型動車組；青島 BSP 公司受讓加拿大龐巴迪公司的技術(shù)，制造生產(chǎn) CRH1型動車組； 唐ft機(jī)車車輛廠受讓德國西門子公司的技術(shù)，制造生產(chǎn) CRH3型動車組；大連機(jī)車車輛公司受讓日本東芝公司和美國 EMD 公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧3型大功率電力機(jī)車與和諧型大功率內(nèi)燃機(jī)車；大同電力機(jī)車公司受讓阿爾斯通公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧

17、2D 型大功率電力機(jī)車；株洲電力機(jī)車公司受讓德國西門子公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧2Z 型大功率電力機(jī)車； 戚墅堰機(jī)車車輛廠受讓美國 GE 公司的技術(shù)，生產(chǎn)和諧型大功率內(nèi)燃機(jī)車。永濟(jì)電機(jī)廠、株洲機(jī)車車輛研究所和鐵道科學(xué)研究院等企業(yè)，也受讓了先進(jìn)的牽引電機(jī)、牽引和輔助變流器、牽引控制系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，形成了我國鐵路新的機(jī)車車輛制造產(chǎn)業(yè)群。5. 是再創(chuàng)新工作已取得重要進(jìn)展。動車組方面，正在全力推進(jìn)大編組動車組、臥鋪動車組等自主創(chuàng)新工作，同時在時速 200 公里的技術(shù)平臺上，自主創(chuàng)新研制的時速 300 公里動車組即將下線，將在京津、武廣、京滬等客運(yùn)專線上投用，成為未來我國高速客運(yùn)的主力車型。大功率機(jī)車方面，在

18、 6 軸總功率 7200 千瓦的技術(shù)平臺上，正在組織實(shí)施牽引變流器、牽引電機(jī)、車體、轉(zhuǎn)向架以及整車集成技術(shù)的自主創(chuàng)新，機(jī)車總功率可提高到 9600 千瓦，成為未來牽引貨物列車的主力機(jī)型。第二章動車轉(zhuǎn)向架總體一動車組轉(zhuǎn)向架的分類動車組轉(zhuǎn)向架分為動力轉(zhuǎn)向架和非動力轉(zhuǎn)向架。對于動力分散的動車組轉(zhuǎn)向架，動力轉(zhuǎn)向架和非動力轉(zhuǎn)向架通常采用模塊化設(shè)計，其基本結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)相同，主要區(qū)別在于動力轉(zhuǎn)向架有驅(qū)動 裝置，而且由于驅(qū)動裝置占用了軸盤制動的安裝空間，基礎(chǔ)制動裝置往往采用輪盤制動，而非動力 轉(zhuǎn)向架通常采用軸盤制動。而我設(shè)計的是非動力轉(zhuǎn)向架，下面的內(nèi)容主要是圍繞非動力轉(zhuǎn)向架展開的。二非動力轉(zhuǎn)向架介紹根據(jù)項目

19、要求非動力轉(zhuǎn)向架采用200km/h 電動車組動力轉(zhuǎn)向架基本一致的結(jié)構(gòu)型式和盡可能多的互換件。盡量追求輪軌間的低動力作用,兼顧直線穩(wěn)定性和曲線通過性能, 采用合理的結(jié)構(gòu)、磨耗型車輪踏面、輕量化構(gòu)架等主要技術(shù),結(jié)合我國機(jī)車車輛的現(xiàn)有技術(shù)和運(yùn)用經(jīng)驗(yàn),充分應(yīng)用動力學(xué)仿真技術(shù)和結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計方法,研究設(shè)計出性能優(yōu)良、能夠立足于國內(nèi)生產(chǎn)的電動車組非動力轉(zhuǎn)向架1、2、3、4、5、6。該轉(zhuǎn)向架采用無搖枕結(jié)構(gòu)型式、上進(jìn)氣方式空氣彈簧裝置、H 型焊接構(gòu)架、轉(zhuǎn)臂式軸箱定位裝置、整體鍛鋼制動盤、Z 型牽引拉桿裝置、抗蛇行減振器、空心軸輪對等當(dāng)代轉(zhuǎn)向架上的先進(jìn)技術(shù)組合而成,具有我國獨(dú)立的知識產(chǎn)權(quán)。其中非動力轉(zhuǎn)向架與

20、動力轉(zhuǎn)向架相同的結(jié)構(gòu)有:(1)與車體連接的方式、尺寸； (2)除有關(guān)連接安裝座外的構(gòu)架； (3)空氣彈簧系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式；(4)采用相同的軸承以及車軸軸頭部分的尺寸形式； (5)采用相同的軸箱定位裝置結(jié)構(gòu)型式。與動力轉(zhuǎn)向架的差別主要有： (1)采用軸盤式基礎(chǔ)制動裝置； (2)曲形輻板車輪；(3) 采用 Z 型牽引拉桿；(4) 軸箱彈簧剛度、轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)縱橫向定位剛度、垂向減振器阻尼、橫向減振器阻尼、橫向止檔的間隙與剛度等參數(shù)根據(jù)拖車特點(diǎn)由動力學(xué)計算優(yōu)選確定。三轉(zhuǎn)向架必須解決的問題和普通客車轉(zhuǎn)向架相比，高速客車轉(zhuǎn)向架應(yīng)具有更高的安全性、舒適性和可靠性。因此，研制高速客車轉(zhuǎn)向架必須解決下列幾個問題：1.

21、盡可能的減輕轉(zhuǎn)向架的自重，尤其是減輕簧下質(zhì)量，以減小輪軌之間的沖擊作用；2. 保證運(yùn)行安全、可靠以及具有良好的垂向和橫向運(yùn)行平穩(wěn)性；3. 有效地抑制轉(zhuǎn)向架的蛇形運(yùn)動，保證高速運(yùn)行的穩(wěn)定性；4. 根據(jù)最高運(yùn)行速度和允許的制動距離，采用性能良好的制動裝置，保證列車的行車安全；5. 采用無磨耗或無有害磨耗的零部件，以保證良好的運(yùn)行性能和降低維修費(fèi)用；6. 應(yīng)具有良好的高速通過曲線性能。四主要技術(shù)參數(shù)非動力轉(zhuǎn)向架主要技術(shù)參數(shù)序號項目參數(shù)1 設(shè)計運(yùn)營速度/km² h -12 最高試驗(yàn)速度/km² h -12002503 轉(zhuǎn)向架自重/t6.24 軸重/t15.55 每軸簧下質(zhì)量/t1.

22、966 軸距/mm27007 軌距/mm14358 輪對內(nèi)側(cè)距/mm13539 通過最小曲線半徑/m12510 車軸型式帶制動盤座的空心車軸11 車輪型式全加工輕型車輪12 新輪輪輕/mm91513 磨耗到限輪徑/mm86014 軸承內(nèi)徑/mm15015 軸頸中心線橫向間距/mm205016 軸箱彈簧中心線橫向間距/mm205017 空氣彈簧中心線橫向間距/mm205018 轉(zhuǎn)向架承臺上平面自重高/mm105019 抗蛇行減振器橫向間距/mm2650五非動力轉(zhuǎn)向架的組成動車組非動力轉(zhuǎn)向架的組成可以分為以下幾個部分：（一） 輪對軸箱裝置：輪對沿著鋼軌滾動，除傳遞車輛重量外，還傳遞輪軌之間的各種作

23、用力，其中包括牽引力和制動力。軸箱與軸承裝置是聯(lián)系構(gòu)架(或側(cè)架）和輪對的活動關(guān)節(jié)，使輪對的滾動轉(zhuǎn)化為構(gòu)架（或側(cè)架）、車體沿鋼軌的平動。（二）彈性懸掛裝置：為減少線路的不平順和輪對運(yùn)動對車體的各種動態(tài)影響（如垂向振動、橫向振動等），轉(zhuǎn)向架在輪對與構(gòu)架（側(cè)架）之間或構(gòu)架（側(cè)架）與車體（搖枕）之間，設(shè)有彈性懸掛裝置。前者稱為軸箱懸掛裝置（又稱一系懸掛），后者稱為搖枕（中央）懸掛裝置（又稱二系懸掛）。目前，大多數(shù)貨車轉(zhuǎn)向架只設(shè)有搖枕懸掛裝置或軸箱懸掛裝置，而客車轉(zhuǎn)向架即設(shè)有搖枕懸掛裝置，又設(shè)有軸箱懸掛裝置。彈性懸掛裝置包括彈簧裝置、減振裝置和定位裝置等。（三）構(gòu)架或側(cè)架：構(gòu)架（側(cè)架）是轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)，它

24、把轉(zhuǎn)向架各零、部件組成一體。所以它不僅僅承受、傳遞各種作用力及載荷，而且它的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸都應(yīng)滿足各零、部件的結(jié)構(gòu)、形狀及組裝的要求。（四）基礎(chǔ)制動裝置：為使運(yùn)行中的車輛能在規(guī)定的距離范圍內(nèi)停車，必須安裝制動裝置，其作用是傳遞和放大制動缸的制動力，使閘瓦與輪對之間或閘片與制動盤之間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向架的內(nèi)摩擦力轉(zhuǎn)換為輪軌之間的外摩擦力（既制動力），從而使車輛承受前進(jìn)方向的阻力，產(chǎn)生制動效果。（五）轉(zhuǎn)向架支承車體的裝置：轉(zhuǎn)向架支承車體的方式（又可稱為轉(zhuǎn)向架的承載方式）不同，使得轉(zhuǎn)向架與車體相連接部分的結(jié)構(gòu)及形式也各有所異，但都滿足以下基本要求：安全可靠的支承車體，承載并傳遞各作用力（如垂向力、振動力等

25、）；為使車輛順利通過曲線，車體與轉(zhuǎn)向架之間應(yīng)能繞不變的旋轉(zhuǎn)中心相對轉(zhuǎn)動；為使車輛穩(wěn)定運(yùn)行，車體與轉(zhuǎn)向架之間應(yīng)具有一定的回轉(zhuǎn)阻 力或阻力矩。第三章構(gòu)架構(gòu)架是固定轉(zhuǎn)向架上各種設(shè)備的基礎(chǔ)，同時用以傳遞牽引力及制動力，承受垂向力。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架采用由鋼板組焊成的H 形構(gòu)架,由兩根封閉箱型側(cè)梁和兩根無縫鋼管橫梁組成其主結(jié)構(gòu)。側(cè)梁為中部略下凹的U 型結(jié)構(gòu),由鋼板組焊成空心的箱形梁。密閉的箱形梁內(nèi)部作為空氣彈簧的附加氣室。為安裝軸箱彈簧,側(cè)梁端部設(shè)計為筒形結(jié)構(gòu)。側(cè)梁上焊有中央空氣彈簧座、抗蛇行減振器座、垂向減振器 座、橫向減振器座、定位轉(zhuǎn)臂座、起吊座等附件。橫梁采用無縫鋼管,與側(cè)梁貫穿連接。橫梁上焊有 3 個單

26、元制動懸吊梁,其上設(shè)有制動單元吊座和閘片托吊座。橫梁之間焊有兩根縱向輔助梁,其上設(shè)有橫向止擋。縱向輔助梁也對構(gòu)架的剛度和強(qiáng)度有所貢獻(xiàn)。一.構(gòu)架的組成構(gòu)架由如下部件組成：1. 兩個側(cè)梁結(jié)構(gòu)，從中部到端部呈鵝頸狀。側(cè)梁是空氣簧的支撐基礎(chǔ)，也是抗蛇形減振器和橫向減振器及轉(zhuǎn)臂的安裝基礎(chǔ)。2. 兩根支撐側(cè)梁的橫梁。拖車轉(zhuǎn)向架橫梁式制動座的安裝基礎(chǔ)。兩種轉(zhuǎn)向架的橫梁均是牽引桿、抬車座以及垂向減振器和抗側(cè)滾扭桿的安裝基礎(chǔ)。3. 兩個連接橫梁的縱向輔助梁。橫向止擋板布置在此梁上。4. 四個構(gòu)架端部為鋼板組焊件，安裝一系彈簧和減振器。5. 兩個外端梁（只用于動車轉(zhuǎn)向架），安裝單元制動機(jī)和排障器（排障器只用于 M

27、c 車 A端轉(zhuǎn)向架上）。6. 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上還有電動機(jī)和齒輪箱支座（只用于動車轉(zhuǎn)向架），抗蛇形減振器和抗側(cè)滾扭桿支座。二.構(gòu)架結(jié)構(gòu)無論是動車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)還是拖車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)均采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。如下圖為拖車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)1. 減振器座；2.側(cè)梁；3.彈簧筒座；4.橫梁；5.制動吊座；6.起吊座；7.空氣彈簧座；8.定位座；9.縱向輔助梁；10.牽引拉桿座 11.減振器座機(jī)止擋。圖 2-1拖車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)簡圖（一）側(cè)架組成動車組拖車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架側(cè)梁斷面的結(jié)構(gòu)如下圖所示，側(cè)梁內(nèi)腔設(shè)加強(qiáng)筋板，所有焊縫焊接坡口采用機(jī)械加工形成。從下圖中可看出，動車組拖車構(gòu)架側(cè)梁斷面有四條， 增加了焊接量，但它不需使用大型壓型設(shè)備

28、制造，結(jié)構(gòu)設(shè)計有較強(qiáng)的靈活性。圖 2-2動車組拖車構(gòu)架側(cè)梁斷面形狀側(cè)梁組成如圖 2 一 3(a)所示。側(cè)梁內(nèi)設(shè)置了厚度為 6mm 的加強(qiáng)筋板，用于提高側(cè)梁的承載剛度，側(cè)梁中央為兩個加工形成的直徑為26 的圓孔，以便橫梁通過側(cè)梁兩端采用筒體結(jié)構(gòu)，支承在軸箱彈簧上。厚度12mm 的筒壁與側(cè)梁梁體厚度 15mm 的腹板采用厚度漸變的對接焊縫;上蓋板厚度為 22mm，與側(cè)梁上蓋板對接，所有對接焊縫利用側(cè)梁內(nèi)筋板作為墊板。為消除零件內(nèi)部缺陷隱患，構(gòu)架上取消了鑄造件，軸箱轉(zhuǎn)臂定位臂座采用厚鋼板焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計，如圖 2 一 3(b)所示。軸箱彈簧筒體外焊有軸箱減振器座，如圖2 一 3(c)所示，軸箱減振器座除

29、為了安裝減振器外，還有兩個目的:一是在內(nèi)側(cè)立板上開設(shè)了吊裝孔，在轉(zhuǎn)向架進(jìn)行起吊時用于安裝吊鉤;二是用于安裝輪對提吊，能夠在轉(zhuǎn)向架整體起吊時，通過輪對提吊使輪對裝置隨構(gòu)架整體吊裝。（二）橫梁組成圖 2 一 3 鋇吐梁、軸箱減振器座和軸箱定位臂座構(gòu)架橫梁采用無縫鋼管型材，管材規(guī)格為190³20。橫梁材質(zhì)同樣為SMA49OBW 耐候鋼管。兩橫梁作為兩空氣彈簧的附加空氣室，分別與兩側(cè)的空氣彈簧支承梁連通，因此在橫梁的端部開設(shè)了通孔。橫梁的結(jié)構(gòu)如圖 2-4 所示。圖 2-4 橫梁結(jié)構(gòu)為提高構(gòu)架疲勞強(qiáng)度，橫梁上各吊座與橫梁之間焊接，均要求對關(guān)鍵焊縫進(jìn)行嚴(yán)格打磨處理;同時，為避免或降低應(yīng)力集中，各

30、吊座與橫梁連接的上下蓋板均設(shè)計為圓弧過渡形狀。（三）縱向連接梁在兩橫梁之間為兩個縱向連接梁，其目的一是為設(shè)置橫向減振器安裝座和懸掛制動增壓缸，二是連接兩橫梁，以提高橫梁的剛度。除一側(cè)縱向連接梁設(shè)有差壓閥安裝座而略有差異外，兩側(cè)的縱向連接梁基本結(jié)構(gòu)是完全相同的。（四）空氣彈簧支承梁空氣彈簧支承梁沿縱向跨于兩端橫梁之間，并與構(gòu)架側(cè)梁形成封閉的腔體，作為空氣彈簧的支承構(gòu)件和附加空氣室。梁體內(nèi)有一鋼管型材制成的空氣彈簧座導(dǎo)筒，用于空氣彈簧與氣室的連通和定位，導(dǎo)筒與相應(yīng)的橫梁相連通，保證空氣彈簧附加氣室的容量達(dá)到約 70 升，因此，空氣彈簧支承梁的焊接有較高的密封性要求?？諝鈴椈芍С辛荷仙w板上面為空氣彈

31、簧支承座板，加工后安放空氣彈簧。為了安裝抗蛇行減振器，在支承梁下蓋板上設(shè)有減振器的安裝座，空氣彈簧支承梁結(jié)構(gòu)如圖 2-5 所示。圖 2-5 空氣彈簧支承梁三作用在轉(zhuǎn)向架上的載荷系要測定結(jié)構(gòu)部件的外部載荷系，首先要對其進(jìn)行正確的受力分析，了解結(jié)構(gòu)在使用條件下外載荷的數(shù)量、作用特點(diǎn)和作用效果(結(jié)構(gòu)在外載荷作用下的響應(yīng))，才能進(jìn)行正確測量。動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在實(shí)際運(yùn)營中受多種載荷作用，可歸結(jié)為以下幾種:(一）垂向載荷垂向載荷分為垂向靜載荷和垂向動載荷。垂向靜載荷是由于車體自重、載重和裝備重量等引起的。在實(shí)際運(yùn)營中，動車組兩空氣彈簧載荷隨時間不斷地發(fā)生變化。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架兩空氣彈簧受到的載荷大小和方向均相同時

32、，便產(chǎn)生浮沉運(yùn)動，此時兩空氣彈簧載荷之和稱為浮沉載荷系;若上述條件任何一個條件不滿足，便發(fā)生側(cè)滾，此時，兩空氣彈簧載荷之差即為側(cè)滾載荷系。（二）橫向載荷動車組進(jìn)入線路的曲線區(qū)段后，轉(zhuǎn)向架一方面承受由車體傳來的側(cè)向力，另一方面還受到鋼軌給車輪輪緣的橫向力和軌面作用在輪踏面上的摩擦力。橫向載荷系的大小和方向是與動車組的運(yùn)動情況和線路條件有關(guān)，其值是隨時間不停的變化的。（三）縱向載荷當(dāng)列車啟動、變速、制動和調(diào)車作業(yè)時，產(chǎn)生的牽引或壓縮沖擊力，其大小與列車的重量、運(yùn)行的速度、制動機(jī)能、緩沖器特性等有關(guān)?？v向牽引拉桿是連接車體和轉(zhuǎn)向架的構(gòu)件，起著傳遞大部分縱向載荷系的作用。（四）扭轉(zhuǎn)載荷扭轉(zhuǎn)載荷系是一組

33、垂直作用在構(gòu)架軸箱部位的自相平衡力系，此力系對于構(gòu)架的縱向和橫向中心平面呈反對稱分布。主要是由于動車組轉(zhuǎn)向架構(gòu)架為剛性構(gòu)架，在垂向靜載荷系作用下，因?yàn)榫€路條件和轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)本身存在的缺陷等原因引起構(gòu)架的四個軸箱反力不等而造成的。造成構(gòu)架四個軸箱反力不等的原因很多，其主要是:各支點(diǎn)的高度不等(由于構(gòu)架、軸箱彈簧、車輪直徑、軸頸直徑等制造誤差以及線路不平順和轉(zhuǎn)向架進(jìn)入緩和曲線時所造成的)和各支點(diǎn)的剛度不等。綜上，動車組拖車轉(zhuǎn)向架受到的載荷主要分為浮沉載荷系、側(cè)滾載荷系、橫向載荷系、扭轉(zhuǎn)載荷系、縱向載荷系等。四焊接構(gòu)架的工藝性轉(zhuǎn)向架構(gòu)架承受著復(fù)雜的動載荷，疲勞壽命是控制其可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)，因此盡快改善

34、構(gòu)架抗疲勞性能、提高疲勞壽命是當(dāng)務(wù)之急。大量研究結(jié)果表明，構(gòu)架的疲勞強(qiáng)度主要取決于：（1）結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力集中狀態(tài)；（2）焊接接頭工藝上抵抗疲勞的能力。因此，提高焊接構(gòu)架的疲勞壽命應(yīng)當(dāng)從以下兩方面同時著手：（1）從結(jié)構(gòu)上，注意剛度協(xié)調(diào)，盡最大可能地降低局部應(yīng)力集中影響，即盡最大可能地降低動應(yīng)力變化范圍；（2）從工藝上，由于絕大多數(shù)的疲勞破壞起始于焊接接頭的焊接缺陷、未焊透的焊根或者幾何形狀發(fā)生突變的焊趾部位，特別是焊接構(gòu)架中承受動載荷最為惡劣的一些典型焊接接頭，如箱形側(cè)梁與圓管橫梁之間的角接接頭、制動梁與橫梁之間的角接接頭、減振器座與側(cè)梁之間的角接接頭等，是有可能導(dǎo)致構(gòu)架過早疲勞失效的危險部位。因

35、此，改善接頭應(yīng)力環(huán)境、提高接頭焊接質(zhì)量、疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性（特別是低溫沖擊韌性），以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化、焊縫布局優(yōu)化、接頭細(xì)節(jié)優(yōu)化、焊后處理工藝優(yōu)化、焊接變形控制等研究不僅十分必要的，亦十分緊迫。（一）結(jié)構(gòu)優(yōu)化1. 靜強(qiáng)度分析（1） 對國內(nèi)外類似于的構(gòu)架進(jìn)行調(diào)研，調(diào)研的目的是：l）了解其演變過程，尤其是結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)、工藝細(xì)節(jié)的演變過程。事實(shí)上掌握先進(jìn)產(chǎn)品的演變過程比結(jié)果更重要。2) 在調(diào)研的基礎(chǔ)上，從設(shè)計及工藝兩方面對轉(zhuǎn)向架提出改進(jìn)意見。（2） 靜強(qiáng)度分析建立能較好反映結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中的精細(xì)有限元計算模型，對轉(zhuǎn)向架進(jìn)行精細(xì)有限元分析，從而尋找出應(yīng)力集中部位，并提出降低應(yīng)力集中措施。之后，并再次用精細(xì)有限元模型

36、驗(yàn)證。2. 動應(yīng)力測試（1） 對轉(zhuǎn)向架進(jìn)行線路動應(yīng)力測試；（2） 根據(jù)轉(zhuǎn)向架的京廣線動應(yīng)力測試結(jié)果及相關(guān)焊接接頭 S-N 曲線，評估轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的疲勞壽命3. 構(gòu)架焊接變形控制以改善構(gòu)架整體焊接變形最小化為目標(biāo)，從以下幾個方面確定側(cè)梁與橫梁之間四組環(huán)形角焊縫的最優(yōu)焊接次序和焊接工藝。（1） 基于高度非線性的熱彈塑性有限元仿真分析，模擬計算給定焊接次序的焊接變形；（2） 基于焊縫收縮力公式，將焊縫收縮力作為構(gòu)架側(cè)梁有限元模型的外載荷，計算側(cè)梁整體焊接變形；（3） 基于（1）與（2）的仿真結(jié)果，用遺傳算法從一批可能的焊序中尋找最優(yōu)焊接次序；（4） 通過對不同焊接次序變形的實(shí)際測量，驗(yàn)證并修改仿真模型

37、。（二）一種典型接頭的 S-N 曲線測試確定一種典型焊接接頭及應(yīng)力條件，然后確定試驗(yàn)用試件的型式及尺寸，以及載荷方式和大小， 焊接接頭疲勞試件的焊接與加工以及試驗(yàn)。以107次對應(yīng)的應(yīng)力為疲勞極限，選4級應(yīng)力水平，每級 取35個試件，最后得出S-N 曲線。（三）工藝優(yōu)化首先，切取轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架危險部位的焊接接頭并觀察焊縫斷面，參照 DIN6700等國際標(biāo)準(zhǔn)對接頭結(jié)構(gòu)合理性及焊縫熔透性進(jìn)行評定，然后依據(jù) DIN288標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行16MnR 鋼的焊接工藝評定試驗(yàn)，根據(jù)接頭的力學(xué)性能、微觀組織等試驗(yàn)結(jié)果，確定合適的焊接工藝參數(shù)。通過測定焊接試板的焊接殘余應(yīng)力及其分布來評估焊后消除應(yīng)力熱處理的效 果，并基于

38、此選擇合適的焊后熱處理工藝參數(shù)。選擇典型鑄件并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對鑄件的結(jié)構(gòu)及工藝進(jìn)行審查，并提出改進(jìn)建議。1. 焊接結(jié)構(gòu)的工藝性評定參照 DIN6700等相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合對比分析國外引進(jìn)和國產(chǎn)（四方、長客）轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的焊接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，綜合評定現(xiàn)有焊接工藝所焊構(gòu)架中關(guān)鍵部位焊接接頭的結(jié)構(gòu)合理性，提出工藝改進(jìn)措施。 關(guān)鍵部位的焊接接頭： 側(cè)梁與橫梁之間的角接頭； 制動梁與橫梁之間的角接頭； 減振器座與側(cè)梁之間的角接頭； 定位座與側(cè)梁下蓋板之間的角接接頭； 減振器座與軸箱帽筒連接部位的焊接接頭。 接頭結(jié)構(gòu)合理性評定：依據(jù) DIN6700-3等相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，對上述關(guān)鍵部位焊接接頭的類型、坡口角度、鈍邊尺寸

39、等幾何參數(shù)進(jìn)行評估，并提出設(shè)計工藝改進(jìn)措施。 焊縫熔透性評定：參照 DIN6700-3等相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，并基于上述關(guān)鍵部位焊接接頭的實(shí)際承載情況，評定焊縫熔透性及其工藝保證。 宏觀形貌及微觀組織分析。2. 構(gòu)架用鋼的焊接工藝評定參照 EN288標(biāo)準(zhǔn)，對轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架用鋼16MnR 進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，依據(jù)焊接工藝試驗(yàn)結(jié)果確定合適的焊接工藝參數(shù)。 焊接工藝試驗(yàn)：不同焊接工藝參數(shù)下對接接頭和十字接頭的焊接試驗(yàn)。 對接接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)，包括拉伸、彎曲、沖擊（室溫、 -20、-40）及旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)。 十字型接頭的拉伸試驗(yàn)，評定角焊縫的等邊焊角和不等邊焊角以及角焊縫熔透與否對接頭強(qiáng)度的影響。 宏觀斷口

40、及接頭微觀組織分析。3. 焊后消除應(yīng)力熱處理工藝參數(shù)選擇采用盲孔法測定對接試板分別在焊態(tài)下和熱處理狀態(tài)下的焊接殘余應(yīng)力，根據(jù)應(yīng)力測試結(jié)果選擇合適的焊后消應(yīng)力熱處理的工藝參數(shù)。 測定對接試板在焊態(tài)下的焊接殘余應(yīng)力。 測定對接試板分別在焊后400、500、600熱處理狀態(tài)下的焊接殘余應(yīng)力。 分析焊態(tài)和焊后熱處理態(tài)下接頭的顯微組織。 焊后焊縫采取何種處理方式，提高接頭的抗疲勞性能，提出在實(shí)際生產(chǎn)中的有效方式（與2.3結(jié)合起來做）。4. 鑄件的結(jié)構(gòu)及工藝審查基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以審查鑄件結(jié)構(gòu)并優(yōu)化關(guān)鍵鑄件的鑄造工藝為目標(biāo)，包括：審查關(guān)鍵鑄件結(jié)構(gòu)鑄造工藝性，審查關(guān)鍵鑄件鑄造工藝的合理性，檢查鑄件性能，分析缺陷

41、原因，并提出優(yōu)化工藝方案的建議。第四章輪對 一輪對與車軸機(jī)車車輛上與鋼軌相接觸的部分，由左右兩個車輪牢固地壓裝在同一根車軸上所組成。輪對的作用是保證機(jī)車車輛在鋼軌上的運(yùn)行和轉(zhuǎn)向，承受來自機(jī)車車輛的全部靜、動載荷，把它傳遞給鋼軌，并將因線路不平順產(chǎn)生的載荷傳遞給機(jī)車車輛各零部件。此外，機(jī)車車輛的驅(qū)動和制動也是通過輪對起作用的。對車軸和車輪的組裝壓力和壓裝過程有嚴(yán)格要求，輪對內(nèi)側(cè)距離必須保證在 1353±3 毫米的范圍以內(nèi)。為保證機(jī)車車輛運(yùn)行平穩(wěn)，降低輪軌相互作用力和運(yùn)行阻力，車軸軸頸和車輪踏面的加工橢圓度和偏心度， 以及軸頸錐度都不得超過規(guī)定限度。隨著運(yùn)行速度的提高，輪對均衡日益具有不

42、可忽視的重要性。分類 輪對分為車輛輪對和機(jī)車輪對兩類。機(jī)車輪對又依機(jī)車類型分為蒸汽機(jī)車輪對、柴油機(jī)車輪對、電力機(jī)車輪對和動車組的動軸輪對等。柴油機(jī)車、電力機(jī)車以及動車組的動軸輪對在軸身 上裝有傳動齒輪現(xiàn)代高速客車和動車組均采用盤形制動，在軸身或車輪上裝有制動盤。蒸汽機(jī)車的 輪對有導(dǎo)輪輪對、動輪輪對、從輪輪對和煤水車輪對之分。導(dǎo)輪輪對位于機(jī)車前部，起機(jī)車導(dǎo)向的 作用。動輪輪對起傳遞機(jī)車動力的作用，直接由汽缸活塞(鞲鞴)通過搖桿帶動的為主動輪輪對，由主 動輪通過連桿帶動的為他動輪輪對。動輪輪對的輪心上有曲柄、曲拐銷孔和均衡塊，且左右兩輪的 曲柄在組裝時應(yīng)有 90°相位差。動輪和導(dǎo)輪的軸承

43、都在車輪內(nèi)側(cè)。從輪輪對和煤水車輪對與客貨車輛輪對形狀相似。（一）車軸輪對按車軸適用的軸承類型可分為滾動軸承輪對和滑動軸承輪對。中國鐵路的客車已全部采用滾動軸承輪對，采用滾動軸承輪對的貨車也日益增多。按照最大允許軸重(輪對加于鋼軌上的最大靜壓力)的不同,貨車滑動軸承輪對分為B、C、D、E 四種型別,各型輪對的車軸和車輪的各部尺寸除車輪直徑外均不相同；客、貨車滾動軸承輪對也有 RC、RD 和 RE 三種型別，而且同型輪對中還因裝用滾動軸承的型號不同而有不同的軸頸長度,用下標(biāo)號以區(qū)別之,如 RC、RD 等。車軸 用中碳優(yōu)質(zhì)鋼鍛造而成具有各段不同直徑的圓柱體。按車種可分為機(jī)車車軸和客、貨車車軸。按軸承

44、類型可分為滑動軸承車軸和滾動軸承車軸。車軸有下列主要部分：（1） 輪座，車輪壓裝處，也是車軸上直徑最大的部分；（2） 軸頸，車軸上與軸承相作用的部分；（3） 軸身，兩車輪之間的部分，有些客、貨車車軸的軸身自輪座向中央逐漸縮小，也有一些軸身通長為圓柱形，柴油機(jī)車和電力機(jī)車的傳動齒輪和采用盤形制動的機(jī)車車軸的軸裝式制動盤即組裝在軸身上；（4） 防塵板座，客、貨車車軸上軸頸與輪座之間的過渡處，其上裝有滑動軸箱的防塵板或滾動軸箱的后擋板;（5） 軸領(lǐng),客、貨車車軸兩端比軸頸凸出的部分，用以阻擋滑動軸承在軸頸上的過大移動，滾動軸承車軸上沒有軸領(lǐng)；（6） 軸頸后肩，軸頸上靠近防塵板座的部分，為避免直徑突然

45、改變引起應(yīng)力集中而作成圓弧過渡。機(jī)車車輛在運(yùn)行中加于車軸的載荷是不斷變化的，而且由于輪對不停地旋轉(zhuǎn)，車軸內(nèi)產(chǎn)生交變應(yīng)力。 因此，必須提高車軸材質(zhì)的持久極限。為此在制造過程中軸身，須進(jìn)行全長旋削加工，軸頸和輪座 實(shí)行輥壓強(qiáng)化，在輪座部位和軸頸后肩圓弧過渡（滾動軸承）處設(shè)置減載槽；在整個使用期中要實(shí) 行嚴(yán)格的超聲波和電磁探傷。車軸通常是實(shí)心的，但車軸應(yīng)力在截面上的分布是不均勻的,越 接近表面就越大,而在中心的應(yīng)力很小。因此有可能采用空心車軸代替實(shí)心車軸，以減輕簧下重量對 機(jī)車車輛和線路的有害影響?？招能囕S在一些國家的鐵路上雖已試用多年,但由于在運(yùn)用中受力狀態(tài) 復(fù)雜,仍在研究改進(jìn)中。（二）車輪車輪車

46、輪壓裝在車軸上，同一車軸上兩個車輪間的距離與軌距相適應(yīng)，從而使輪對可在鋼軌上滾動。結(jié)構(gòu)車輪上與鋼軌相接觸的部分，即車輪的外圈，在整體輪上稱為輪輞，在輪箍輪上稱輪箍。輪輞或輪箍上與鋼軌相接觸的表面稱為踏面，踏面一側(cè)凸起的部分稱為輪緣。輪緣位于鋼軌的內(nèi)側(cè)，可防止輪對滾動脫軌，并起導(dǎo)向作用。車輪上與車軸相結(jié)合的部分稱為輪轂。輪轂與輪輞用輪輻連接。輪輻可以是連續(xù)的圓盤，稱為輻板；也可以是若干沿半徑方向布置的柱體，稱為輻條。車輪按結(jié)構(gòu)可分為輪箍輪和整體輪兩大類。輪箍輪是將輪箍用熱套裝法裝在輪心上，鑲?cè)肟郗h(huán)而成?？郗h(huán)可在輪箍和輪心配合松弛時防止輪箍脫出，起安全止擋作用。整體輪是將輪箍與輪心上的輪輞合成一個

47、整體。此外，有些國家還采用在輪輞與輻板之間加入彈性元件的車輪。這種車輪稱為彈性車輪，通常只在地下鐵道車輛上使用。受力情況車輪在運(yùn)用中與鋼軌接觸部分承受很大的壓力和沖擊力，其接觸表面產(chǎn)生彈性變形和很大的接觸應(yīng)力；在運(yùn)行中，左右兩輪不可避免地以不同直徑在鋼軌上滾動，產(chǎn)生滑行和車輪磨耗；在制動時，車輪踏面還受到閘瓦的劇烈磨損，并產(chǎn)生高溫。所有這些，要求車輪踏面部分的材質(zhì)必須具有很高的強(qiáng)度、硬度和沖擊韌性，并具有良好的耐磨性。壓裝在車軸上的輪轂主要承受彈性力，輻板或輻條只承受壓力和彎曲力， 這些部分要求有較高的韌性。輪箍輪的輪箍和輪心，可以采用不同材質(zhì)，因而能夠較好地滿足上述要求。整體輪在踏面耐磨性方

48、面不如輪箍輪，但其重量較輕，費(fèi)用較省，更重要的是輪箍不會松弛和崩裂。中國鐵路目前在機(jī)車上仍用輪箍輪，在客、貨車輛上已全部使用整體輾鋼輪。車輪直徑 車輪直徑以滾動圓（與車輪內(nèi)側(cè)面平行并相距 70 毫米的平面與車輪踏面相交所成的圓）處的直徑為其公稱值。中國鐵路目前使用的貨車輪徑為 840 毫米，客車輪徑為 915 毫米，柴油機(jī)車輪徑為 1050 毫米,電力機(jī)車輪徑為 1250 毫米。蒸汽機(jī)車各種車輪的直徑因機(jī)型而異，動輪直徑通常在 13702000 毫米之間。車輪輪緣踏面外形車輪徑向截面上由輪緣和踏面形成的輪廓線車輪輪緣和踏面外形的選擇, 不僅影響車輪的磨耗和使用壽命，而且直接關(guān)系到機(jī)車車輛的曲線

49、通過性能和走行質(zhì)量。輪緣使車 輪能可靠地通過曲線和道岔，不致脫軌。踏面呈圓錐形，在滾動圓附近錐度1:10。通過曲線時，外 側(cè)車輪以靠近輪緣的較大直徑在外軌上滾動，內(nèi)側(cè)車輪以較小直徑在內(nèi)軌上滾動，這樣，一方面使 輪對隨線路方向變化而起導(dǎo)向作用，同時內(nèi)外輪滾動距離的不同還可補(bǔ)償內(nèi)外軌長度之差的影響。 在直線上運(yùn)行時，如果輪對偏離其在線路上的中心位置，則兩輪滾動半徑之差將使輪對向恢復(fù)其中 心位置的方向運(yùn)動。車輪外側(cè)錐度為1:5，可加大輪對兩輪滾動半徑之差,使其易于通過小半徑曲線。但圓錐形踏面同時也是產(chǎn)生機(jī)車車輛蛇形運(yùn)動和影響走行質(zhì)量的根源。減小踏面錐度有助于抑制蛇 行運(yùn)動，但輪緣磨耗顯著加劇，旋輪周

50、期和車輪使用壽命大為縮短。這種辦法僅在一些高速客運(yùn)列 車上采用。另一方面，車輪輪緣踏面外形在運(yùn)行初期磨耗較快，以后逐漸趨向穩(wěn)定，磨耗減慢。旋 修恢復(fù)后的外形仍不能保持很長時間，而且金屬切削量很大。因此，有些國家的鐵路采用了一種接 近于磨耗達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)的輪對踏面外形，稱為凹形踏面，又稱磨耗形踏面。采用這種外形不僅可減少車輪磨耗，延長旋修周期，而且由于改善了輪軌接觸狀態(tài)，接觸應(yīng)力也可有所降低。二輪對的組裝（一）輪對組裝工藝圖車輛輪對，是由兩個同類型和同材質(zhì)的車輪與一根車軸按規(guī)定壓力和規(guī)定尺寸緊壓配合組裝成的一個整體。它承受著車輛的全部載荷，并在負(fù)重的條件下沿軌道作高速運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，要求它能圓滑地

51、滾動并堅固耐用，以確保行車安全、平穩(wěn)。對于快速客車來講，車輛輪對還需包括三個同類型同材質(zhì)的制動盤組成，按規(guī)定的壓力和尺寸緊壓配合在車軸上，以提高整個車輛的制動力。輪對的制造，是指將車軸及車輪、制動盤的毛坯經(jīng)機(jī)械加工后組裝成輪對，并最后對整個輪對進(jìn)行加工、檢查等全部工作而言。輪對的制造工藝過程如下：車軸毛坯軸坯截斷定心車軸粗加工軸端螺紋孔加工車軸粗加工輪座軸頸滾壓車軸探傷選配盤、軸盤與軸壓裝壓裝檢查制動盤組成（半成品）盤轂內(nèi)孔精加工車輪毛坯車輪加工選配輪軸輪對組裝輪對動平衡試驗(yàn)去重法動平衡校正落成檢查油漆標(biāo)記車軸與車輪、制動盤是靠過盈實(shí)現(xiàn)的緊配合連接，并采用壓裝法。緊配合連接不需要用鍵和螺釘，便

52、能傳遞較大的扭矩和承受軸向載荷，因而在相同載荷下，能減少零件尺寸，節(jié)省金屬材料。零件的緊配合連接，也可用熱裝或冷裝法來實(shí)現(xiàn)。熱裝或冷裝系利用加熱或冷卻相互配合中的某一零件（如車輪或車軸），使過盈量暫時消除，以便自由地完成兩者的組裝，待恢復(fù)至室溫后，即形成過盈而達(dá)到緊配合連接。由于熱裝法及冷裝法難以檢查輪對組裝后的質(zhì)量，所以目前尚未應(yīng)用于輪對組裝，而壓裝法能根據(jù)壓力機(jī)自動記錄器及壓力表所示出的壓力曲線及壓入力大小來鑒定連接的可靠度。因此在車輛制造中輪對的緊配合連接目前均采用壓裝法。（二）輪對組裝的技術(shù)要求輪對的組裝質(zhì)量，直接關(guān)系到行車安全，因此在組裝前后應(yīng)嚴(yán)格按下列要求進(jìn)行檢查：（1） 車軸、車

53、輪、制動盤組成應(yīng)符合按規(guī)定程序?qū)徟膱D紙及技術(shù)的要求。車軸輪座及制動盤座部的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到 Ra1.6µm，而相應(yīng)的輪轂空、制動盤轂孔的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到 Ra6.3µm。為使車輪，制動盤易于壓入車軸，在車軸的輪座及制動盤座靠近外側(cè)均應(yīng)旋成錐形。作為導(dǎo)入部分，長度分別為12+ 4 mm、10+ 2 mm，其小端直徑00較大端直徑應(yīng)小于 1mm，輪座與制動盤座其余部分均應(yīng)旋成圓柱形，在這一部分全長內(nèi)的圓柱度不得超過 0.05mm，大端必須靠近軸中央一端。圓度不得超過 0.02mm，直線度不得超過 0.015mm;輪座、盤座加工時，應(yīng)向軸中央方向加旋，輪座長為186mm，盤座長

54、為 180mm。輪座與盤座間軸身粗糙度為 Ra3.2µm，而其余軸身部分粗糙度為 Ra6.3µm。輪轂孔直線度0.02mm，圓柱度0.05mm（大端應(yīng)在外側(cè)），相對于滾動圓基準(zhǔn)面徑跳0.1mm。（2） 同一論對上的兩個車輪及兩個制動盤必須分別是同一類型、同一材質(zhì)。輪對組裝應(yīng)按 TB/T1718-1991 中有相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并應(yīng)采用突懸方式。其輪軸壓裝的最后壓力為 665.421045.66kN 且有合格的壓裝曲線。制動盤的壓裝參照車輪的要求進(jìn)行，但無突懸要求，其壓裝的最后壓力為 196392kN，其壓裝曲線僅作參考無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。（3） 組裝后輪對組成的技術(shù)要求1）同一輪對兩車

55、輪直徑差0.5mm;2) 輪位差| l - l|1mm；123) 盤位差| l- l|2mm；341mm；4） 輪對內(nèi)測距L 為（1353±2）mm，壓裝后測量輪緣內(nèi)側(cè)的三點(diǎn)距離之差不大于5） 兩車輪殘余不平衡位置相位差 180°；6） 兩制動盤殘余不平衡位置相位差 180°；7） 兩車輪滾動圓相對軸中心線徑向跳動0.3mm；8） 兩車輪輪輞內(nèi)側(cè)面相對軸中心線端面跳動0.8mm；9） 制動盤安裝螺栓的擰緊力矩應(yīng)符合圖紙規(guī)定的要求。（4） 輪對的動平衡輪對組成后應(yīng)進(jìn)行動平衡試驗(yàn)。試驗(yàn)條件：在專用的車輪動平衡試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)不低于 235rmin。殘余應(yīng)力不平衡值75g²m，應(yīng)采用去重法進(jìn)行動平衡校正。三輪對的壓裝輪對的壓裝，是在壓裝機(jī)上將車軸（制動盤座部、輪座部）壓入制動盤盤轂孔及車輪輪轂孔內(nèi)， 使之成為一個整體的工序。在壓裝過程中，可借助于壓力表所指示的壓力和自動記錄器畫出的壓力曲線來判明過盈配合的連接質(zhì)量。（一）過盈量的選取輪軸過盈量是指車軸輪座部的外徑大于車輪輪轂孔內(nèi)徑之值。過盈量