1. 轮对:
如图2-19,由一根车轴1和两个相同的车轮2组成,在轮轴接合部采用盈配合,使两者牢固的结合在一起,为保证安全,绝不允许有任何松动现象发生。
图2-19 轮对
2. 轮对基本要求:
(1)应有足够的强度,以保证在容许的最高速度和最大载荷下安全运行;
(2)应在强度足够和保证一定使用寿命的前提下,使其重量最小,并具有一定弹性,以减小轮轨之间的相互作用;
(3)应具备阻力小和耐磨性好的优点,这样可以只需要较小的牵引动力并能提高使用寿命;
(4)应适用车辆直线运行,同时又能顺利通过曲线,还应具备必要的抵抗脱轨的安全性。
二、车轴
(一)车轴各部位名称及作用
铁路车辆所用车轴绝大多数是圆截面实心车轴。如图2-20所示。
图2-20 滚动轴承车轴
1.轴颈:用以安装滑动轴承的轴瓦或滚动轴承,负担着车辆重量,并传递各方向的静、动载荷。
2.防尘板座:是轴颈和轮座的中间过渡部分,以减小应力集中。
3.轮座:是车轴与车轮配合的部位。为了保证轮轴之间有足够的压紧力,轮座直径比轮孔径要大0.10-0.35mm,同时为了便于轮轴压装,减少应力集中,轮座外侧(靠防尘板座侧)直径向外逐渐减小,成为锥体,其小端直径比大端直径要小1mm,锥体长12-16mm。轮座是车轴受力最大的部位。
4.轴身:是车轴中央部分,该部位受力较小。
(二)车轴分类
标准型滚动轴承车轴有RB2、RD2、RE2、RC2A、RC3、RC4、RD3、RD4、RD3A、RD4A、RD3B型。其中RB2、RD2、RE2、RE2A、RE2B型用于货车,RD3、RD4既可用于货车,也可用于客车,其余用于客车。RC4、RD4型车轴为发电机传动车轴,在车轴一端有发电机皮带轮安装轴。
(三)车轴材质及要求
车轴采用优质碳素钢,如平炉钢或电钢钢锭或专门的车轴钢坯加热锻压成型,经过热处理(正火或正火后再回火)和机械加工制成。为了提高车轴的疲劳强度,对轴颈、防尘板座和轮座要进行滚动强化和精加工。
三、空心车轴
作用:车轴是转向架轮对重要组成部分,直接影响车辆运行的安全性,又是转向架簧下质量的主要组成部分,特别是对于高速车辆和重载车辆,降低车辆簧下部分质量对改善车辆运行平稳性和减小轮轨间动力作用有重要影响。空心车轴比实心车轴可减轻20%-40%的质量,一般可减轻重60 ~ 100kg,甚至更多。
空心车轴的结构形式:如图2-21所示。由于车轴主要承受横向弯矩作用,截面中心部分应力很小,制成空心后,对车轴强度影响很小。
空心车轴主要生产工艺:实心轴坯钻、镗孔成型;离心铸造一次成型;厚壁无缝钢管轴颈锻缩成型;多段摩擦焊接成型等。我国采用厚壁无缝钢管轴颈锻缩成型方案,已做多年实践研究工作。
壁厚要求:为避免发生车轴弯曲共振,壁厚不能太薄,国外实验研究表明,空心轴内外径之比最大为60%。
图2-21 空心车轴
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