什么是轮对

什么是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。轮对的作用是保证技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。随着运行速度的提高，轮对均衡日益具有不可忽视的重要性。分类轮对分为车辆轮对和机车轮对两类。机车轮对又依机车类型分为蒸汽机车轮对、柴油机车轮对、电力机车轮对和动车组的动轴轮对等。柴油机车、电力机车以及动车组的动轴轮对在轴身上装有传动齿轮现代高速客车和动车组均采用盘形制动，在轴身或车轮上装有制动盘。蒸汽机车的轮对有导轮轮对、动轮轮对、从轮轮对和煤水车轮对之分。导轮轮对位于机车前部，起机车导向的作用。动轮轮对起传递机车动力的作用，直接由汽缸活塞(鞲鞴)通过摇杆带动的为主动轮轮对，由主动轮通过连杆带动的为他动轮轮对。动轮轮对的轮心上有曲柄、曲拐销孔和均衡块，且左右两轮的曲柄在组装时应有90°相位差。动轮和导轮的轴承都在车轮内侧。从轮轮对和煤水车轮对与客货车辆轮对形状相似。轮对按车轴适用的轴承类型可分为滚动轴承轮对和滑动轴承轮对。中国铁路的客车已全部采用滚动轴承轮对，采用滚动轴承轮对的货车也日益增多。按照最大允许轴重(轮对加于钢轨上的最大静压力)的不同,货车滑动轴承轮对分为B、C、D、E四种型别,各型轮对的车轴和车轮的各部尺寸除车轮直径外均不相同；客、货车滚动轴承轮对也有RC、RD和RE三种型别，而且同型轮对中还因装用滚动轴承的型号不同而有不同的轴颈长度,用下标号以区别之,如RC、RD等。车轴用中碳优质钢锻造而成具有各段不同直径的圆柱体。按车种可分为机车车轴和客、货车车轴。按轴承类型可分为滑动轴承车轴和滚动轴承车轴。车轴有下列主要部分：①轮座，车轮压装处，也是车轴上直径最大的部分；②轴颈，车轴上与轴承相作用的部分；③轴身，两车轮之间的部分，有些客、货车车轴的轴身自轮座向中央逐渐缩小，也有一些轴身通长为圆柱形，柴油机车和电力机车的传动齿轮和采用盘形制动的机车车轴的轴装式制动盘即组装在轴身上；④防尘板座，客、货车车轴上轴颈与轮座之间的过渡处，其上装有滑动轴箱的防尘板或滚动轴箱的后挡板;⑤轴领,客、货车车轴两端比轴颈凸出的部分，用以阻挡滑动轴承在轴颈上的过大移动，滚动轴承车轴上没有轴领；⑥轴颈后肩，轴颈上靠近防尘板座的部分，为避免直径突然改变引起应力集中而作成圆弧过渡。机车车辆在运行中加于车轴的载荷是不断变化的，而且由于轮对不停地旋转，车轴内产生交变应力。因此，必须提高车轴材质的持久极限。为此在制造过程中轴身，须进行全长旋削加工，轴颈和轮座实行辊压强化，在轮座部位和轴颈后肩圆弧过渡（滚动轴承）处设置减载槽；在整个使用期中要实行严格的超声波和电磁探伤。车轴通常是实心的，但车轴应力在截面上的分布是不均匀的,越接近表面就越大,而在中心的应力很小。因此有可能采用空心车轴代替实心车轴，以减轻簧下重量对机车车辆和线路的有害影响。空心车轴在一些国家的铁路上虽已试用多年,但由于在运用中受力状态复杂,仍在研究改进中。车轮车轮压装在车轴上，同一车轴上两个车轮间的距离与轨距相适应，从而使轮对可在钢轨上滚动。结构车轮上与钢轨相接触的部分，即车轮的外圈，在整体轮上称为轮辋，在轮箍轮上称轮箍。轮辋或轮箍上与钢轨相接触的表面称为踏面，踏面一侧凸起的部分称为轮缘。轮缘位于钢轨的内侧，可防止轮对滚动脱轨，并起导向作用。车轮上与车轴相结合的部分称为轮毂。轮毂与轮辋用轮辐连接。轮辐可以是连续的圆盘，称为辐板；也可以是若干沿半径方向布置的柱体，称为辐条。车轮按结构可分为轮箍轮和整体轮两大类。轮箍轮是将轮箍用热套装法装在轮心上，镶入扣环而成。扣环可在轮箍和轮心配合松弛时防止轮箍脱出，起安全止挡作用。整体轮是将轮箍与轮心上的轮辋合成一个整体。此外，有些国家还采用在轮辋与辐板之间加入弹性元件的车轮。这种车轮称为弹性车轮，通常只在地下铁道车辆上使用。受力情况车轮在运用中与钢轨接触部分承受很大的压力和冲击力，其接触表面产生弹性变形和很大的接触应力；在运行中，左右两轮不可避免地以不同直径在钢轨上滚动，产生滑行和车轮磨耗；在制动时，车轮踏面还受到闸瓦的剧烈磨损，并产生高温。所有这些，要求车轮踏面部分的材质必须具有很高的强度、硬度和冲击韧性，并具有良好的耐磨性。压装在车轴上的轮毂主要承受弹性力，辐板或辐条只承受压力和弯曲力，这些部分要求有较高的韧性。轮箍轮的轮箍和轮心，可以采用不同材质，因而能够较好地满足上述要求。整体轮在踏面耐磨性方面不如轮箍轮，但其重量较轻，费用较省，更重要的是轮箍不会松弛和崩裂。中国铁路目前在机车上仍用轮箍轮，在客、货车辆上已全部使用整体辗钢轮。车轮直径车轮直径以滚动圆（与车轮内侧面平行并相距70毫米的平面与车轮踏面相交所成的圆）处的直径为其公称值。中国铁路目前使用的货车轮径为840毫米，客车轮径为915毫米，柴油机车轮径为1050毫米,电力机车轮径为1250毫米。蒸汽机车各种车轮的直径因机型而异，动轮直径通常在1370～2000毫米之间。车轮轮缘踏面外形车轮径向截面上由轮缘和踏面形成的轮廓线车轮轮缘和踏面外形的选择,不仅影响车轮的磨耗和使用寿命，而且直接关系到机车车辆的曲线通过性能和走行质量。轮缘使车轮能可靠地通过曲线和道岔，不致脱轨。踏面呈圆锥形，在滚动圆附近锥度1:10。通过曲线时，外侧车轮以靠近轮缘的较大直径在外轨上滚动，内侧车轮以较小直径在内轨上滚动，这样，一方面使轮对随线路方向变化而起导向作用，同时内外轮滚动距离的不同还可补偿内外轨长度之差的影响。在直线上运行时，如果轮对偏离其在线路上的中心位置，则两轮滚动半径之差将使轮对向恢复其中心位置的方向运动。车轮外侧锥度为1:5，可加大轮对两轮滚动半径之差,使其易于通过小半径曲线。但圆锥形踏面同时也是产生机车车辆蛇形运动和影响走行质量的根源。减小踏面锥度有助于抑制蛇行运动，但轮缘磨耗显著加剧，旋轮周期和车轮使用寿命大为缩短。这种办法仅在一些高速客运列车上采用。另一方面，车轮轮缘踏面外形在运行初期磨耗较快，以后逐渐趋向稳定，磨耗减慢。旋修恢复后的外形仍不能保持很长时间，而且金属切削量很大。因此，有些国家的铁路采用了一种接近于磨耗达到相对稳定状态的轮对踏面外形，称为凹形踏面，又称磨耗形踏面。采用这种外形不仅可减少车轮磨耗，延长旋修周期，而且由于改善了轮轨接触状态，接触应力也可有所降低。铁路车辆检修车辆在运用过程中，零部件会逐渐磨耗、腐蚀和损伤，为使车辆经常处于质量良好状态，确保行车安全并延长车辆使用寿命，必须对铁路车辆进行各种检查和修理工作。国际上通行两种检修制度：一种是计划预防修理制度。即首先摸清车辆主要零部件的损伤规律，然后确定其使用期限，再在此基础上确定合理的检修循环结构和检修周期，使车辆零部件在运用中产生的损伤尚未达到极限时，就能加以修复。另一种是按车辆技术状态修理的制度。即在设备工作寿命期内，将运行设备按照规定的状态值来监察其运行参数，只要设备运行参数在规定的状态限界值以内时，就一律不检修。当运行参数超出规定的状态限界值时，就按照规定工艺进行检修，使其恢复到规定的状态值后继续使用。设备达到有效使用寿命期，则予以更新。这种修理制度在保证设备安全前提下，充分发挥运输设备的内在潜力，力图将检修工作量减小到最低限度。这就是先进的状态修，也是中国铁路车辆将逐步实施的检修制度。目前中国铁路实行的车辆计划预防修理制度，按修理内容分为定期检修和日常维修两类。所谓定期检修，是指对运用中的车辆，每隔一定时间，进行一次具有一定内容的检修工作。定期检修能有计划地使车辆恢复运用功能，保持良好的技术状态，并保证在到达下一个定期检修以前，不出现重大故障。客车定期检修修程为厂修、段修和辅修三种。货车定期检修修程为厂修、段修、辅修、轴检四种。厂修是对车辆进行全面检查和彻底修理，并进行必要的现代化技术改造。目的在于恢复车辆的基本技术性能，使修理后接近新造车辆水平。主要部件的技术质量应能保证在一个段修期内正常运用。厂修一般在车辆修理工厂进行，必要时可以在有条件的车辆段进行。段修是对车辆进行全面检查、重点分析。着重分解检查车辆的走行部、车钩缓冲装置和制动装置等部件。消除故障隐患，修复损坏、磨耗的零部件；按规定更换磨损过限的零部件，防止故障扩大。目的是保持车辆的基本性能，延长车辆的使用寿命，保证车辆安全运行。主要零部件的技术质量应能保证一个段修期。段修在车辆段进行。辅修主要对车辆的制动装置和轴箱油润装置进行检修，同时对其他部件进行辅助性修理，以保证这些部件在运用中保持良好的状态。客车的辅修一般在客车整备所车库停留时间内进行；货车的辅修在检修所（线）进行。轴检是按辅修的要求，对车辆的轴箱油润装置和其他部分进行检修。摘车轴检在站修线进行，不摘车轴检在列车中进行。两种轴检均应保证在下次辅修到期前不发生轴箱油润装置故障。车辆日常维修的任务是保证车辆在运用中有良好的技术状态，防止事故发生，确保行车安全。我国铁路货车的特点是数量多、车型杂，一般不固定配属给基层，所以流动性大，运用条件参差不齐。如不及时对货车进行检查维修，必将危及行车安全。货车日常维修的内容包括技术检查和故障修理两个方面。技术检查是对货车的技术状态进行检查，发现故障应及时进行摘车修理或不摘车修理。不摘车修理（图3.4_01车辆检修）是利用车辆停站时间，在不影响解体作业或正点发车的情况下，在列车到发线，调车线或货物线上进行修复作业。对一些较大的一时难以修复的故障，必须把故障车辆从列车中摘下，送到专用临修线或站修所修理，称为摘车修理。货车的日常维修由列检所和站修所等单位承担。列检所的基本任务是对到达、始发和中转列车中的车辆进行技术检查和修理，同时还负责扣修定检到期的车辆。站修所设在有列检所的车站上，它的任务是对货车进行摘车修理、轴检和辅修。客车日常维修的内容包括车底在到达终点站或在始发站出发前，在整备库内进行的技术检查、日常保养和清扫整备作业。旅客列车在沿途由旅客列检所负责进行技术检查和不摘车修理。此外在旅客列车上还设有车辆乘务员，随车进行途中的技术保养工作。客车的日常维修工作集中在旅客列车编成站、更换机车的客运站上进行。由客车技术整备所、旅客列车检修所和车辆检车包乘组共同承担。在车辆检修中有一个车辆检修限度，它是一种极为重要的车辆检修标准，指车辆检修时，对车辆零部件允许存在的损伤程度。在日常维修中用检修限度来判断零件能否继续使用，在定期检修中用检修限度来判断零件是否需要修理及检修后质量是否合格。检修限度标准绝大部分是以尺寸数值来表示，因车辆零部件的损伤程度，如磨损、腐蚀、裂纹、剥离、擦伤、变形、缝隙和游间等，均可以通过尺寸的变化来表示。车辆检修限度按使用场合不同分为运用限度和中间限度。运用限度也叫列检限度或最大限度，是指车辆零件的损伤程度已达到了极限损伤，超过了规定尺寸，必须进行修理更换。中间限度是指车辆进行各种定期检修时，应控制的检修限度。确定一个检修限度，必须对工作条件、损伤规律等进行系统的调查和分析研究，并结合长期的实践经验以及经济上的合理性与技术上的先进性等，综合分析比较后确定。铁路钢轨钢轨的切面。左边的属于平底型，可以穏定地方在枕轨上。右边的是凸头型，在英国曾经常用。最初设想是一个轨面磨损过後，还可以反转後使用另一面。最早期的路轨使用的板式铁轨，用很薄的铁片钉在木制的路轨上制成。但这种路轨的承重很低，所以虽然建造的成本很低，但长远来说并不划算。后来铁路开始改用铁轨，经过数十年的改进，使用的物料改成钢，而钢的质素亦得到很大的提高。铁路上使用的钢轨必须承受巨大的压力，故此需要使用质素极高的钢材。铁路钢轨对钢的要求比其他的应用都为高。同样的小瑕疵，在建筑物使用的钢筋内出现可能不会产生任何问题