輪對故障檢修論文-CRH2型車輛輪軸部分的故障與檢修淺談

輪對故障檢修論文-CRH2型車輛輪軸部分的故障與檢修淺談

本文討論了CRH2型動車組的走行部輪軸部分的結(jié)構(gòu)、故障與檢修。輪對是車輛不可或缺的部分，其結(jié)構(gòu)和故障會直接影響機(jī)車車輛的運(yùn)行品質(zhì)和行車安全。輪對由一根車軸和兩個同型號車輪通過過盈配合組裝而成。CRH2動車組轉(zhuǎn)向架用輪對采用了空心車軸和直輻板車輪。輪對的作用是引導(dǎo)車輛沿鋼軌運(yùn)動，同時還承受著車輛與鋼軌之間的載荷。輪對應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證車輛的安全運(yùn)行，在保證強(qiáng)度和使用壽命的前提下，應(yīng)減輕輪對的重量，并使其有一定的彈性，以減少車輪與鋼軌之間的動作力和磨耗。輪對的內(nèi)測距是保證車輛運(yùn)行的一個重要參數(shù)。輪對的結(jié)構(gòu)還應(yīng)有利于車輛順利通過曲線和安全岔道。車軸為圓截面實(shí)心軸，采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼加熱鍛壓成型，再經(jīng)熱處理和機(jī)械加工制成?？招能囕S結(jié)構(gòu)可以減少輪對質(zhì)量，從而降低車輛的簧下質(zhì)量。為了減輕CRH2型動車組的質(zhì)量同時保證強(qiáng)度，采用了空心車軸的設(shè)計。在車軸中心部開一直徑為60mm的通孔，車軸的軸頸直徑為130mm。這樣，超聲波探傷探頭可以直接穿過通孔，使探傷更加容易。車輛定員時軸重為137.2KN，滿員時最大軸重為156.8KN。車軸可分為動車轉(zhuǎn)向架用和拖車轉(zhuǎn)向架用兩種。動車轉(zhuǎn)向架為動力軸，拖車轉(zhuǎn)向架為非動力軸。動力軸上沒有裝軸盤式制動盤，而非動力軸上安裝有外徑670mm、厚度97mm的二分割鍛鋼制的軸盤式制動盤。車軸的材料選用碳素鋼，材質(zhì)為C38C。為提高車軸高速條件下的疲勞強(qiáng)度，采用特殊的高頻淬火工藝，車軸表面形成馬氏體并殘留表面壓應(yīng)力。車輪的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、材質(zhì)是多種多樣的。按其結(jié)構(gòu)分為整體輪和輪轂輪輪兩種。整體車輪按其材質(zhì)可分為輾鋼輪和鑄鋼輪等。輪轂輪又可分為鑄鋼輻板輪心、輾鋼輻板輪心以及鑄鋼輻條輪心的車輪。為降低噪聲、減小簧下質(zhì)量，目前我國鐵路車輛普遍采用整體輾鋼車輪。CRH2型動車組車輪是用碳素鋼整體碾壓車輪，具有較好的彈性和優(yōu)良的防噪聲性能。車輪直徑φ860mm、寬度135mm，車輪材質(zhì)為SSW-Q3R，車輪踏面為LMA磨耗型踏面，輪緣高28mm，最大可能的磨耗半徑為35mm。在車輪上裝有輪盤一體鍛鋼式制動盤，制動盤外徑725mm（有效外徑720mm）、厚度為133mm（車輪寬度-2mm）。輪軸由踏面、輪緣、輻板和輪轂組成。車輪與鋼軌的接觸面稱為踏面，其錐形設(shè)計可使輪對在直線和曲線運(yùn)行時自動調(diào)中，減少車輪在鋼軌上的滑動，使車輪順利通過曲線。踏面最外側(cè)半徑6mm的圓弧便于通過小半徑曲線，也便于過轍叉。除錐形踏面外，磨耗性踏面的提出可減小輪軌接觸應(yīng)力，提高車輛運(yùn)行的橫向穩(wěn)定性和抗脫軌安全性。根據(jù)國際鐵路組織規(guī)定，離輪緣內(nèi)側(cè)70mm處測量所得的直徑為名義直徑，作為車輛直徑（滾動圓直徑），簡稱輪徑。輪徑小可降低車輛的重心，增大車體容積，減小簧下質(zhì)量，縮小轉(zhuǎn)向架固定軸距，但也有阻力增加、輪軌接觸應(yīng)力應(yīng)增大、踏面磨耗加快等不足之處。輪軸的日常檢查是非常重要的，其主要故障有車軸裂紋、車軸磨傷、車軸彎曲等和車輪的踏面磨耗、踏面擦傷及剝離、輪緣磨耗、車輪裂紋等。車軸裂紋分為橫裂紋和縱裂紋，裂紋與車軸中心線夾角大于45°時稱為橫裂紋，小于45°時稱為縱裂紋。車軸斷裂的原因主要是疲勞斷裂。車軸磨傷是指車軸表面的金屬材料被磨損，導(dǎo)致輪軸直徑減小、輪徑不均勻等問題。車軸的磨損表現(xiàn)為軸頸、防塵板座上的縱、橫向劃痕、凹痕、擦傷、銹蝕和磨損等。軸身的磨損和磕碰傷是由于轉(zhuǎn)向架上零部件安裝不當(dāng)與車軸接觸造成的。這些磨損和磕碰傷容易引起應(yīng)力集中，造成車軸裂紋。車軸彎曲是由于受到劇烈沖擊引起的。車軸彎曲會導(dǎo)致車輛運(yùn)行振動增大，軸箱發(fā)熱，輪緣偏磨，甚至引起脫軌事故。車輪踏面圓周磨耗是指車輪踏面在運(yùn)用過程中直徑減小，并改變踏面標(biāo)準(zhǔn)輪廓的現(xiàn)象。踏面磨損會破壞踏面標(biāo)準(zhǔn)外形，使踏面與鋼軌接觸部分的磨損變大，使輪對蛇形運(yùn)動的波長減小，頻率增高，影響車輛運(yùn)行的平穩(wěn)性。踏面磨損還會造成輪緣下垂，嚴(yán)重時會壓壞鋼軌連接螺栓，引起脫軌。嚴(yán)重的踏面磨損還會使踏面外側(cè)下垂，當(dāng)通過岔道時，踏面外側(cè)會陷入基本軌與尖軌之間，把基本軌推開，造成脫軌。車輪踏面擦傷、剝離和局部凹下是車輪故障的常見表現(xiàn)。踏面擦傷是由于車輛在運(yùn)行中制動力過大、抱閘過緊、車輪在鋼軌上滑行、空轉(zhuǎn)等原因?qū)е碌?。踏面剝離有兩種原因，一種是車輪材質(zhì)不良，在車輪與鋼軌多次擠壓作用下發(fā)生疲勞破壞；另一種是車輪在鋼軌上滑行時，摩擦熱使踏面局部金屬組織發(fā)生變化而發(fā)生的金屬脫落。踏面局部凹下是因?yàn)檐囕喚植坎馁|(zhì)過軟，在運(yùn)行中與鋼軌擠壓造成的。輪輞過薄時，車輪強(qiáng)度減弱，容易發(fā)生裂紋，車輪直徑也變小，影響轉(zhuǎn)向架各部分配合關(guān)系。輪緣磨損會使車輪過道岔時，輪緣頂部會壓傷尖軌或爬上尖軌而造成脫軌，增加了車輛的橫動量，使運(yùn)行平穩(wěn)性變差，還容易造成輪緣裂紋。輪輞過薄超過限度和輪緣磨損過度時，應(yīng)更換車輪。車輪踏面磨耗是車輪常見的故障之一，需要及時檢修。在一級修作業(yè)時，需要對車輪的踏面進(jìn)行檢查，確保沒有過度磨損或剝離現(xiàn)象。如果發(fā)現(xiàn)車輪踏面存在磨損或剝離，需要進(jìn)行修復(fù)或更換。在二級修作業(yè)時，需要對車輪進(jìn)行超聲波探傷，以確保車輪內(nèi)部沒有裂紋或其他缺陷。如果發(fā)現(xiàn)車輪存在裂紋或其他缺陷，需要及時更換車輪。3.3.2輪緣垂直磨耗的檢修輪緣垂直磨耗是造成車輪脫軌的主要原因之一，需要及時檢修。在一級修作業(yè)時，需要檢查車輪的輪緣外側(cè)面是否被磨耗成與水平面成垂直狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)輪緣外側(cè)面已經(jīng)被磨耗成垂直狀態(tài)，需要進(jìn)行修復(fù)或更換車輪。在二級修作業(yè)時，需要對車輪進(jìn)行超聲波探傷，以確保車輪內(nèi)部沒有裂紋或其他缺陷。如果發(fā)現(xiàn)車輪存在裂紋或其他缺陷，需要及時更換車輪。3.3.3車輪裂紋的檢修車輪裂紋是車輪常見的故障之一，需要及時檢修。在一級修作業(yè)時，需要檢查車輪是否存在裂紋。如果發(fā)現(xiàn)車輪存在裂紋，需要及時更換車輪。在二級修作業(yè)時，需要對車輪進(jìn)行超聲波探傷，以確保車輪內(nèi)部沒有裂紋或其他缺陷。如果發(fā)現(xiàn)車輪存在裂紋或其他缺陷，需要及時更換車輪。3.3.4輪轂松弛的檢修輪轂松弛是車輪常見的故障之一，需要及時檢修。在一級修作業(yè)時，需要檢查車輪輪轂孔和車軸輪座的組裝情況，確保機(jī)械加工精度和組裝壓力符合標(biāo)準(zhǔn)。如果發(fā)現(xiàn)輪轂松弛，需要進(jìn)行修復(fù)或更換車輪。在二級修作業(yè)時，需要對車輪進(jìn)行超聲波探傷，以確保車輪內(nèi)部沒有裂紋或其他缺陷。如果發(fā)現(xiàn)車輪存在裂紋或其他缺陷，需要及時更換車輪。5.首先將隨動小車的電源接到檢測小車上。在接好所有電源后，先打開檢測小車的電源開關(guān)，再打開隨動小車的電源開關(guān)。接著，在隨動小車的控制電腦桌面上進(jìn)入LU移動式輪輞輪輻探傷系統(tǒng)界面，開始探傷作業(yè)。同時，探傷工要密切關(guān)注檢測小車在地溝中的移動狀態(tài)。6.在車輪被頂起后（如果沒有地漏，則在車輛下方鋼軌上放置接水槽），分別在車輪外側(cè)輪輞面上放置磁鐵并調(diào)整感應(yīng)器，如圖17所示。7.操作探傷系統(tǒng)進(jìn)行輪輞輪輻檢測作業(yè)，將檢測數(shù)據(jù)保存并進(jìn)行分析或復(fù)檢。3.3.5車輪的鏇輪檢修當(dāng)車輪踏面擦傷、剝離、緣有缺損、磨耗過限或輪緣高度輪對各部尺寸過限時，可以利用不落輪鏇床直接對車輪踏面及輪緣進(jìn)行鏇修，如圖18所示。圖18不落輪鏇床1.預(yù)測量（1）鏇輪工在將輪對鏇修進(jìn)入車床支撐輪中心位置后，需要確認(rèn)制動閘片已處于緩解狀態(tài)。（2）操作車床，升起支撐輪，支撐待鏇修的輪對，移出滑軌，并操作下壓爪固定住輪對軸箱。（3）在鏇輪床界面輸入設(shè)備操作員代碼、鏇修車輛走行公里、鏇修車輛類型及輪對軸號等信息。（4）在輪對內(nèi)側(cè)面靠輪緣處涂抹適量機(jī)油。（5）進(jìn)行輪對數(shù)據(jù)預(yù)測量。啟動輪對數(shù)據(jù)預(yù)測量程序，進(jìn)行輪對數(shù)據(jù)預(yù)測量。2.輪對修形（1）鏇修輪徑設(shè)定。鏇輪工根據(jù)車床顯示的輪對預(yù)測量數(shù)據(jù)及踏面損傷情況確定進(jìn)刀量，并確認(rèn)輪緣厚度。在安全防護(hù)人員確認(rèn)無誤后，方可開始進(jìn)刀。（2）車輪踏面鏇修時，每次1循環(huán)進(jìn)刀量（切削深度）應(yīng)根據(jù)車輪表面磨耗情況判定。為延長車輪使用壽命，保證踏面加工精度，建議首次加工進(jìn)刀量（直徑）在0.8～1.5mm。原則上，每列車后續(xù)車輪可根據(jù)首件鏇修加工的進(jìn)刀量一次鏇修到位。（3）如果首次鏇修不能完全消除車輪踏面表面的裂紋、缺損、剝離、擦傷、局部凹下等缺陷，則需要再次進(jìn)行踏面鏇修加工。根據(jù)未消除缺陷的具體情況，可以進(jìn)行進(jìn)刀量大小，最小鏇修進(jìn)刀量（切削深度）可以達(dá)到0.2mm。（4）在保證鏇修去除踏面裂紋、缺損、剝離、擦傷、局部凹下等缺陷的前提下，盡量減小切削深度。單次最大進(jìn)刀量（切削深度）不得超過7mm（直徑）。在進(jìn)行輪對鏇修時，鏇輪工應(yīng)時刻注意觀察進(jìn)刀情況和聽取切削聲音，如有問題及時處理。在進(jìn)行輪對鏇修時，必須要注意安全。一旦出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即使用急停按鈕進(jìn)行停車，并仔細(xì)檢查車床和刀具，必要時及時進(jìn)行處理。在輪對鏇修期間，也要及時清理刀架處的鐵屑。進(jìn)行輪對檢查時，需要對內(nèi)側(cè)距、輪徑、輪徑差、軸向竄動量、徑向竄動量、輪緣高度、輪緣厚度等尺寸進(jìn)行補(bǔ)測量。鏇輪工要對照輪對尺寸標(biāo)準(zhǔn)要求，確認(rèn)輪對補(bǔ)測量數(shù)據(jù)在規(guī)定的限度要求內(nèi)。當(dāng)同一轉(zhuǎn)向架只鏇修一對輪對時，還需要對另一輪對進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)測量，以確認(rèn)同一轉(zhuǎn)向架輪徑差在限度要求內(nèi)。表格中列出了CRH2A動車組輪對踏面鏇修尺寸限度表。使用LMA32型車輛踏面檢查樣板對所加工的踏面外型進(jìn)行檢測，其各部間隙不應(yīng)大于1mm。同時，使用Ra6.3μm、Ra12.5μm和Ra25μm三種粗糙度樣板對鏇修輪對的踏面及輪緣加工表面進(jìn)行對比檢測，確保粗糙度小于Ra12.5μm。在鏇修結(jié)束后，需要打印輪對鏇修記錄單，并將輪對移入滑軌，降下支撐輪，清理鐵屑，退出車床輪對鏇修程序。當(dāng)車床兩側(cè)指示燈顯示綠色時，確認(rèn)車床兩側(cè)無侵界物體。鏇輪工通知機(jī)械師、地勤司機(jī)（公鐵兩用車操作人員）“動車”，準(zhǔn)備進(jìn)行下一輪對的鏇輪作業(yè)。全部輪對鏇輪作業(yè)結(jié)束后，鏇輪工通知調(diào)度鏇輪作業(yè)完畢。在進(jìn)行畢業(yè)論文課題時，我們要時刻注意能力和時間的關(guān)系，以達(dá)到預(yù)期的效果。在本設(shè)計中，得益于**老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計和定稿，每一次改進(jìn)都是我們學(xué)習(xí)的收獲，雖然總有不盡人意的地方，但我們也有一絲成就感。我即將交上畢業(yè)論文，這也許是我在大學(xué)生涯中最后一個作業(yè)。雖然大學(xué)生活即將結(jié)束，但它對我的影響是無法用時間來衡量的。這三年來，我經(jīng)歷過的所有事情和人都將成為我未來生活的一部分，也是我為人處事的指南?，F(xiàn)在我即將走上工作崗位，這是我人生歷程的又一個起點(diǎn)。在此，我祝