文档介绍：缩短型车轴
一、背景及现状:
随着铁路运输事业的不断发展,特别是铁路实现六次大提速以来,货车轴重、载重及列车编组数量、速度已经有了较大的提高。根据铁路跨越式发展形式,为适应货车提速、重载的需要,载重由60t至70t及以上,轴重由21t至23t、25t,商业运行速度由80km/h至120km/h。
近年来,铁路货车系统以“五防”(防切、防脱、防分离、防燃、防大件断裂)为重点,积极开展各项工作,货车运用安全情况有了较大的改善。但目前货车冷切、热切事故仍然是威胁铁路安全的最大隐患,它仍是做好货车“五防”工作的重中之重。
消除货车切轴事故要丛源头抓起,消灭冷切轴要解决好车轴问题,消灭热切轴要解决好轴承问题。
二、货车冷切轴的原因:
载重60t货车以装用RD2型轮对为主,冷切轴发生的部位主要集中在轴颈根部(卸荷槽部位),极个别发生在轮座部位。
经计算,轴颈根部的应力较大,另外轴颈根部几何尺寸超差,表面粗糙、锈蚀、刀痕等缺陷,极易发生冷切轴。
三、货车车轴冷切轴的防止措施:
1、加大轴颈直径:
改变车轴、轴承的标准体系,形成转向架2个体系结构,不利于生产、检修,则该措施不可采用。
2、采用缩短型车轴:
只需改变车轴的长度标准,轴承只需轴颈变化即可,对车辆的其他结构无影响。
(1)60t载重、21t轴重货车车轴采取的措施:
03年:暂停使用RD2车轴等级轴;
04年:规范RD2车轴加工工艺,特别是规范了卸荷槽部位的加工工艺和质量要求
07年:新制车轴全部无卸荷槽加工方案。
(2)70t载重、25t轴重货车采用缩短型车轴:
三种车轴参数性能对照表
RE2
RE2A
RE2B
应用情况
仅装车试验未推广使用
98年设计使用(过度)
05年为70t级设计使用(主型)
车轴载荷中心距
1956
1981
1981
载荷中心到轴颈根部的距离
135
125
110
全长
2166
2191
2181
卸荷槽结构
有
两种有卸荷槽、一种无卸荷槽
无
(3)RE2B车轴主要结构特点及用途:
与现有的RE2A车轴相比,车轴载荷中心到轴颈根部的距离缩短了15mm,%,%。材质为LZW车轴钢(车轴是用平炉、电炉或氧气碱性转炉冶炼的镇静钢锭或钢坯,加热锻造成型,经热处理和机械加工而成。车轴钢分为40钢和50钢两种优质碳素钢),仅采用了无卸荷槽一种形式,提高了轮对的可靠性延长了检修周期降低了轮轴的检修成本将成为我国货车的主型轮对。该车轴能够满足转K5\转K6型转向架的组装要求,可以与RE2A车轴组成的轮对互换使用。
车轮
目前我国铁道车辆上使用的车轮为整体辗钢轮和新型铸钢轮,简称为整体轮。为满足高速车辆的要求,近年来又研制了高速轻型车轮,使车轮轻量化,以减少高速运行时轮轨之间的动力作用力。车轮按其辐板形状可分为直辐板形车轮和S形辐板车轮。
一、S型辐板车轮:
1、现用直辐型车论存在的问题及原因:
(1)存在的问题
铁道部四方车辆研究所,经过对运用车轮裂损情况的调查,发现车轮的裂损故障主要是轮辋、辐板裂纹
(2)原因
其原因除因制造缺陷所致之外,主要是车轮结构不合理:
a、据对现行客货车直辐板车轮所进行的有限元强度计算结果表明,直辐板车轮应力分布不均,在所有计算工况下,车轮辐板都出现严重的应力集中现象。
b、当轮辋磨耗到限时,在辐板外侧向轮毂过渡处应力已超过弹性极限,产生塑性变形,降低了车轮强度。辐板应力集中是导致运用中辐板疲劳裂纹的主要原因之一,辐板孔周边应力集中也容易产生疲劳裂纹。
c、由于直辐板车轮形状不合理,在制动热负荷作用下还将产生过大的热应力,其数值约为机械应力的4-6倍,是运用中车轮产生热裂的主要原因。
2、S型辐板车轮的特点:
(1)辐板形状合理:
辐板为S型,全部用圆弧连接
取消了辐板孔
采用LM型踏面
适当减薄轮毂壁厚具有实用、经济和节能的优点。最小可以为30mm。
(2)消除了应力集中现象
应力分布合理应力:S型辐板车轮的应力都在屈服极限以下,而原车轮最大应力已超过屈服极限。
车轮热应力明显下降:辐板呈S形,减少了对轮辋的约束。
可比原形车轮承受更大的制动热负荷
(3)车轮变形值发生了变化:轴向变形减少,提高运行安全性;径向变形增加,改善辐板对轮辋的约束。
(4)S型辐板车轮大多采用CL60车轮钢,要求严格控制其纯净度,以提高车轮内在质量。采用先进的间歇淬火或三面淬火新工艺,提高轮辋的淬透性和轮辋断面的硬度分布均匀性。车轮为全加工、全抛丸、全探伤,有效消除了由于尺寸公差超差所造成的踏面不圆,车轮偏心等问题。严格控制车轮残余静平衡值,使制造精度大大提高。
二、新型