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1、铁道客车检修工艺第一部分铁路客车检修工艺(2009第一版)南车成都机车车辆有限公司- 55 -目 录第一部分 铁道车辆基础概述11.1 铁道车辆的特点及组成11.2 铁道车辆的用途及分类41.3 铁道车辆的标记61.4 铁道车辆技术参数12 第二部分:铁道车辆修理及检修工艺15 2.1 车辆零件的损伤15 2.2 车辆检修制度25 2.3 车辆检修限度31 2.4 车辆零件修理方法及分类35 2.5 车辆检修工艺文件简介37 第三部分 客车转向架的作用及分类39 3.1 转向架的作用39 3.2 转向架的组成403.3 转向架的分类41 第四部分 客车转向架检修工艺45 4.1 客车转向架主要

2、零部件的检修454.2 客车转向架组装50 4.3 客车转向架的落成要求52 第一部分 铁道车辆基础概述铁路是国民经济的大动脉,它担负着大部分运输生产任务。铁道车辆是完成铁路运送旅客和货物任务的重要运载工具。在铁路上必需经常保持数量充足和质量良好的车辆,才能满足我国四个现代化建设和国民经济高速发展的需要。因此,认真学习和掌握各种车辆的构造和性能,了解各种车辆的损伤规律和检修知识,做好客、货车辆的运用检修工作,是车辆部门广大工人和技术人员的基本任务。1.1 铁道车辆的特点及组成车辆类型繁杂,构造也各不相同,但是,从结构组成来看,一般车辆均由以下5大部分组成,如图所示。一、走行装置走行装置是支撑车

3、体,承担车辆自重和载重并在钢轨上行驶的部分。由两条或两条以上的轮对、轴承装置、构架、摇枕弹簧减振装置和基础制动装置等配件组成的一个独立的结g构称为转向架。目前,一般车辆的走行装置由两台二轴转向架组成。现将转向架各部分的主要结构概述如下。1. 轮对由一根车轴和两个同型号同材质的车轮压装在一起组成十条轮对。我国目前主要采用辗钢整体式车轮,也有部分铸钢整体车轮。车轮与轨面接触的部分称为踏面,踏面内侧突起的部分称为轮缘。我国客、货车辆车轮的标准直径分别为915mm及840mm。车轴中部为轴身,安装轴承的部分称为轴颈,安装轴承密封装置的部位称为防尘板座,安装车轮的部位称为轮座。2. 轴承装置有滚动轴承装

4、置和滑动轴承轴箱抽润装置两类装罩。目前滑动轴承正在逐步淘汰,数量已不多,我国车辆轴承不久将全部滚动化。滚动轴承装置又分两种形式,一种是有轴箱的单列短圆柱滚子轴承轴箱装置,主要用于客车转向架;另一种是无轴箱双列圆锥滚动轴承,全部用于货车转向架。滚动轴承装置一般、由滚动轴承、轴箱、轴箱盖和密封装置等组成,其中滚动:轴承由内圈、外圈、滚子及保持架等组成。3. 构架是安装转向架各零部件,使之组成一体,正常发挥功用的机架。有铸钢侧架(用于货车转向架)、形构架、- 形构架、框架形构架等。侧架两侧铸有导框,构架两侧装有导框或导柱等轴箱定位装置。货车转向架侧架中部还设有弹簧承台,安装弹簧减振装置。客车转向架构

5、架上则铸有安装摇枕弹簧减振装置的吊座。客、货车转向架上均铸有安装基础制动装置的各种吊座。4. 摇枕弹簧减振装置摇枕是转向架的主要受力部件。摇枕上安装或铸有下心盘和下旁承,它的两端坐在摇枕弹簧上。车体的重量和载荷通过下心盘经摇枕和两端的枕弹簧传给构架(或侧架)。旁承的作用是,当车辆通过曲线时车体倾斜,车体的上旁承与转向架的下旁承相接触以防止车体过分倾斜和滚摆。弹簧减振装置是用来缓和与减轻车辆在运行中的垂直振动和冲击作用的。分为一系弹簧减振装置和二系弹簧减振装置。只在摇枕与侧架之间设置弹簧,将车轮传来的冲击载荷经过弹簧和摇枕传给车体这种形式叫做一系弹簧减振装置。除了设有摇枕弹簧,还在构架与轴箱之间

6、增加设置轴箱弹簧,将车轮传来的冲击经过两次弹簧减振才传给车体,使车辆的运行更加平稳,这种形式叫做二系弹簧减振装置。一般货车转向架仅设一系弹簧,而客车转向架设二系弹簧。为了更好地减轻和吸收振动,转向架上还采用其他减振设备如货车转向架上的摩擦减振器和客车转向架上的油压减振器等。5.基础制动装置属于制动装置的一个部分,但安装悬挂在转向架上,由一系列杠杆、拉杆、制动梁等传动部分和闸瓦组成。它将空气制动系统传来的制动力放大后,平均地传到各闸瓦上,使之压紧车轮而产生制动作用。 二、车体车体由走行装置所支承,是容纳旅客、货物和整备品等的部分,其钢结构形式因车辆用途的不同而异。车体一般由底架、侧墙、端墙和车顶

7、等部分组成。底架是车体的基础部件,主要用于承受纵向载荷与垂直载荷,由纵向的中梁、侧梁和横向的枕梁、端梁及横梁、地板等组成。侧墙、端墙由立柱、上边梁和墙板等组成,车顶由车顶纵梁、车顶弯梁和顶板等组成。三、车钩缓冲装置车钩缓冲装置具有使车辆相互连接,传递牵引力以及缓和列车运行中冲击力等作用,安装在车辆底架上中梁两端的牵引梁内。该装置由车钩、缓冲器、从板、钩尾框、钩尾销及解钩装置等组成。四、制动装置制动装置是保证列车安全运行所必不可少的装置。由于整个列车的惯性很大,不仅要在机车上设制动装置;还必须在每辆车上也设置制动装置,这样才能使运行中的车辆按需要减速或在规定的距离内停车。车辆上的制动装置是通过列

8、车主管中空气压力的变化而使制动装置产生相应的动作。制动装置通常包括空气制动系统、手制动机和基础制动装置。空气制动系统一般由三通阀、制动缸、副风缸、制动主管、折角塞门、截断塞门及远心集尘器等组成。手制动机是利用人力操纵产生制动作用的一种装置,一般用于调车作业或对停放线路上的车辆施以就地制动以防溜逸,也作为一种辅助装置以备急用。基础制动装置的作用在走行装置甲已述。五、车辆内部设备对于客车,为了旅客旅行方便舒适,一般提供给一些必要的设备。例如:给水装置供洗脸室和厕所等处的温水及冷水,还有茶炉供旅客饮用水。暖气装置保证冬季车内具有适当的温度。目前客车中主要采用独立锅炉温水循环取暖装置,部分新型客车上也

9、有采用电取暖设备。通风及空调装置调节车内温度、湿度及补充新鲜空气。目前一般客车中仅采用自然通风器及电扇。机械通风及空调装置只在部分新型客车上采用,但数量正在迅速增加。电气装置主要是供给车厢内照明、取暖、空调及其他用电设备的供电装置,也包括用电设备。此外,在各客车的客室内还设有座席(或卧铺)、茶桌、行李架等一般设备。对于货车,其内部设备较简单,例如保温车设有升、降温设备,罐车设有装卸油设备等。1.2 铁道车辆的用途及分类铁道车辆按用途分为客车和货车两大类。一、货车货车是供运送货物的车辆,原则上编组在货物列车中使用。货车类型很多,按其用途可分为通用货车、专用货车和特种货车。二、客车客车分运送旅客、

10、为旅客服务和特殊用途等3种车辆。1. 运送旅客的车辆(1)硬座车旅客座位为半硬制品(如泡沫塑料)或木制品的座车;相对的两组座椅中心距离在1800mm以下的座车。(2)软座车旅客座位及靠垫设有弹簧装置,相对的两组座椅中心距离在1800mm以上的座车。(3)硬卧车卧铺为三层,铺垫为半硬制品(如泡沫塑料)或木制品的,卧室为敞开式或半敞开武的卧车。(4)软卧车卧铺为二层,铺垫有弹簧装置,卧室为封闭式单间,单间定员不超过四人的卧车。(5)合造车辆车上同时设有两种或两种以上用途的车内设备的车辆,如软硬座合造车,行李邮政合造车等。(6)双层客车设看上、下两层客室的座车或卧车。(7)简易客车设有简易设备的客车

11、。(8)代用客车用货车改装的代替客车使用的车辆.如代用座车、代用行李车等。2.为旅客服务的车辆(1)餐车供旅客在旅行中饮食就餐用的车辆。车内设有厨房、餐室及储藏室(同时还有小卖部)等设备。(2)行李车供运输旅客行李及物品的车辆。车内设有行李问及办公室等设备。3.特种用途的车辆(1)邮政车供运输邮件使用的车辆,设有邮政间及邮取员办公室等设备。常固定编挂于旅客列车中。(2)公务车供国家机关人员到沿线检查工作时办公用的专用车辆。(3)卫生车专供运送伤病员使用的车辆;车内设有简单的医疗设备。(4)医疗车到铁路沿线为铁路职工及家属进行巡回医疗使用的车辆,车内设有医疗设备。(5)试验车供科学技术试验研究使

12、用的车辆,车内设有试验仪器设备。(6)维修车供检查和维修铁道线路设备的车辆。车内有必要的维修检查装备。(7)文教车为沿线铁路职工进行文艺演出、文化教育和技术教育使用的车辆。车内设有必要的文娱和教育用器具及设备。(8)宿营车供列车上乘务人员休息使用的车辆。此外,还有轨道检查车、轨道探伤车、隧道摄影车、跟界检查车、锅炉车等特殊用途的车辆。1.3 铁道车辆的标记为了运用管理和检修方便,按铁道部的规定,在车辆明显部位,用油漆涂打各种不同的标记。车辆标记用于标明车辆的配属、用途、编号、主要参数;方向、位置等(文)数字和代号。车辆标记分为车号、产权标记、制造标记、检修标记、性能和运用标记以及各种试验标记。

13、一、车号车号是车辆型号及车辆号码的总称。车号有基本型号、辅助记号和号码3部分组成;基本型号是用拼音文字的字头来表示车辆的种类,例如C-表示敞车;P-表示棚车;YZ-表示硬座车等。各种车辆的基本型号见表1-1。辅助记号用于同一车种名称的车辆,因车辆结构形式有不同,为了更详细的区分,用阿拉伯数字记在基本型号的右下角,表示车辆的特征。如C50,C62,YZ22,YZ25的50、62、22、25等。车辆号码是按预先规定的规则编排的车辆的顺序号码。一般代表车辆制造顺序,按车种及标记载重来编号。客、货车号码的编排如表1-2 和表1-3。在客车上,车号涂打在客车两侧外墙板端部车门右侧附近,如硬座车YZ222

14、9899在货车上,车号涂打在货车两侧墙板左上方或底架侧梁左外端,如C624736250。二、产权标记(1)路徽:凡属于我国铁道部的车辆,均应在侧墙或端墙适当部位涂打路徽标记。我国的路徽为“ ”;含有人民铁道之意。在货车侧梁的适当部位还应装有人民铁道路徽的产权牌。其他国家或公司所属的铁道车辆也各有其自己的标志。参加国际联运的货车虽无国徽,一旦离开产权所有国,可凭路徽标志回送至产权国而不会混淆使用。(2)国徽:凡参加国际联运的客车,须在车体侧墙中部悬挂特制的国徽,表示是中华人民共和国的车辆。(3)路外厂矿企业自备车辆的产权标志:我国各路外厂矿企业的自备车因运送货物或委托路内厂、段检修而需在正线上行

15、驶,为避免铁路运输部门混淆使用,必须有明显的产权标志。一般在侧墙上或其他相应的部位用汉字涂刷上“企业自备车”字样,并注明该企业所在地的特殊到站。(4)配属标记:所有客车和有固定配属的货车,应涂打负责管理和保养的所属铁路局和车辆段的简称,如“沈局沈段”代表沈阳铁路局沈阳车辆段的配属车。铁道部所属车以带边框的字表示。客车配属标记涂在车体两外端墙的左下角处;货车中机械保温车、专用罐车和长再车有固定配属,配属标记应涂打在车体中部或性能标记下方。配属各局的油罐车,应在罐车的一、二位端板中心,保温套上沿涂打“罐车配属及车组号”标记。三、制造标记在每辆车上有一块金属制的制造厂名牌,是为了标明车辆制造单位和年

16、月。客车的制造厂名牌装在车门脚踏板上部挡板处,货车的制造厂名牌安放在侧梁外侧。此外,车辆的主要零、部件,如车轮、车轴、转向架、车钩及制动分配阀等,在其上一般均有该零、部件生产厂家的某种代号,锻件常打出数码代号,铸件常铸出铸造代号。这些标记基本无广告作用,仅在发生事故后可据此追查责任。四、性能和运用标记(一)车辆性能标记1. 载重:车辆标记中所注明的货物或旅客和行李包裹的质量(包括整备品重和乘务人员的质量),以吨()为单位,客车取小数点后一位,第二位四舍五入。(1)客车载重:包括旅客及其自带行李和乘务人员等的质量。餐车按就餐人数以定员计算,行李车、邮政车及其他专用客车的载重按照设计任务书确定。(

17、2)货车载重:按设计任务书确定的货物质量标记。冰冷车在载重标记下应涂打“冰重”标记,表明车内装冰质量。整备品重:为保证编组车辆的正常工作而必须具备的食品、燃料、水、工具等的质量之和。2.自重:空车时车辆本身具备的质量。检修改造后,发生100Kg质量差异时,经检衡后,须修改自重标记。3. 容积:车辆可装货物的体积。以m3为单位,并在括号内注明“内长内宽 内高”的尺寸,以m为单位。容积标记应按下列要求涂打:(1)棚车、保温车、通风车、家畜车等涂打容积和(长) 宽) 高)标记;(2)敞车、煤车涂打容积和(长) 宽)标记;(3)平车、矿石车仅涂打(长) 宽)标记。(4)罐车涂打容积及容量计表+, 一编

18、号标记(+, 表示新的容量计表)。粘油罐车在有走行板一端的罐体端部2/3 的高度,涂打XB一编号。容量计表标记是标明容量计算表的号码。4. 车辆长度:是在无纵向外力作用的情况下,车辆两端车钩在闭锁位置时测量的两钩舌连接线间的水平距离,以m为单位。5. 换长:车辆长度除以标准长度所得之值,为车辆长度的换算标记。标准长度规定为11mm,当初是以30t 棚车的平均长度为计算标准而规定的。标明换算标记是为了便于计算列车的总长度。上述性能标记,货车涂在两侧墙板外侧右上端(平车要涂在侧梁上);客车要涂在两外端墙板左下部。(二)运用标记1. 集中载重标记载重60t及以上的平车、长大货物车,在侧梁上按集中载重

19、表,涂有表明该车单位长度上的载重限制。其作用是限制大型货物的跨度不得过小,以免装载后重量过于集中,使车辆中梁及侧梁过分下垂或发生事故。2.货车特殊结构标记(1)表示设有床托的棚车,必要时可以运送人员。(2)表示车内有拴马设备的货车。(3)表示侧梁端部装有卷扬机挂钩,可以卷扬倒车的货车。(4)表示活动侧墙板放下时,超过车辆下部限界的平车,运行中必须关闭。(5)表示部分配件超过车辆限界但不危及行车安全的车辆。例如,有的棚车雨檐超过限界时须涂打此标记。(6)表示禁止进入机械化驼峰的车辆。如长大货物车和压缩气体或液化气体的专用车。(7) 表示可以用于国际联运的货车。(8)表示可以装运坦克及特殊货物的车

20、辆。(9)客车滚动轴承采用新结构轴承后涂打的标记,涂打在滚动轴承的轴箱盖上。3. 运用特殊标记(1)长大货物车的“限速”和“限制运行曲率半径”等标记,按有关规定执行。(2)罐车应在性能标记上方涂有装载液、气体分类名称(如“粘油”、“轻油”)并附有汉语拼音字母。(3)救援车、酸碱类罐车及危险品专用车的车体(或罐体)中部四周涂有宽300mm 的颜色带。其中救援车为白色;毒品车为黄色;装有爆炸品为红色。并在专用车的色带中部,涂打“危险”字样标记。如车体为黄色时,不涂色带,仅在两侧中部涂“危险”字样标记。(4)PD3、PD4型毒品专用车,在车号下面涂“毒品专用车”字样,在车门左侧有毒字标记。(5) 表

21、示必需在该指定部位吊装作业的标记。(6)定员客车以座位或铺位计算乘坐旅客的数量。涂在车体两外端墙下方及在车厢内两端上方有定员牌。除上述标记外,在客车的车体两侧中部设有运行区间牌(如上海一北京);货车在车体两侧端部下方设有货票插、色票插及特种票插等,专供运输部门放置货票和色票等用。五、车辆检修标记车辆检修标记分为定期检修标记、摘车修标记以及与检修有关标记,标明检修时间及单位,以便明确其检修责任。(一)定期检修标记指厂修、段修、辅修、轴箱检查的标记。1.厂、段修标记:横线上方为段修标记;横线下方为厂修标记,左侧为下次检修年月,右侧为本次检修年月及单位简称。规定客车涂打在两外端墙左侧;货车涂打在两侧

22、墙左下角。2. 辅修及轴检标记右上格为本次检修日期及单位简称,左上格为下次检修日期,下面两格是甲给下次检修后填写的。客车辅修标记涂在制动缸(或副风缸)侧面,若现车结构妨碍检查上述标记时,改在附近车墙板下缘。货车辅修和轴检标记涂在厂、段修标记下面。客车只有厂、段、辅修标记。(二)摘车修标记车辆发生临时故障需要从列车中摘下送到修车线修理后,涂在车端墙板右下角的标记。 (三)车辆检修有关标记1. 延某些不常用的车辆,如路用战备车,在厂修到期时,经过鉴定,认为可以延期者,在厂修标记左侧涂打“延”字标记。2. 车辆定位标记表示车辆方向位置,以阿拉伯数字1 或2 标记之。货车涂在车体两侧梁右端下角;客车涂

23、在脚蹬的外侧面和车内两端墙上部。3. 车钩中心线标记在钩头中部涂有横向白色中心线,以便测量车钩高度。4. 表示客车架车作业时,顶车指定部位。5.整守车防寒整备作业完成后,涂打此标记。六、车辆试验标记根据试验项目,临时规定涂打,打在车号标记的下面。车辆上一般涂打的标记应使用油漆涂打,除另有规定者外,根据涂打处所的颜色分别按表1-4 选定标记颜色。 1.4 铁道车辆技术参数车辆的技术经济指标是介绍车辆性能和结构特点的一种指标,一般包括性能参数和主要尺寸。一、性能参数性能参数包括自重、载重、容积、定员,除此之外还有以下几项:1. 自重系数指车辆自重与设计标记载重的比值。在保证强度、刚度和使用寿命的条

24、件下,自重系数越小就越经济,它是衡量车辆设计合理性的一个重要指标。例如C62型敞车载重60t,自重19t,则自重系数为0.32。相应地客车用每定员所占车辆自重来表示此参数。2.比容系数指设计容积与标记载重之比值。对于不同类型的货车,因所装货物不同,对其要求也不同,例如P61型棚车载重60t,容积为120m3,则其比容系数为2m3/t.3. 构造速度设计时,根据各种条件所规定的允许速度。它主要取决于车辆的结构强度、制动装置的能力等。4. 轴重车辆总重(自重/ 载重)与车辆轴数之比称为轴重。轴荷重为车轴所允许担负的最大重量。轴重表明每一轮对压在钢轨上的重量,其值一般不允许超过铁道线路及桥梁所允许的

25、数值,而线路允许的轴重则与钢轨型号、每公里线路上铺设的枕木数量、线路上部结构的状态以及列车运行的速度等因素有关。在设计车辆时,为了能有最大的载重量,充分利用线路允许的承载条件,将轴重设计得接近允许值。例如:P62型棚车的总重量为83.4t,为四轴车辆,其轴重为20.85t,接近允许值21t。对于较大载重的车辆就只能以增加车轴数量来满足轴重允许要求。5. 每延米重指车辆总重与车辆长度之比。它与桥梁设计密切相关,目前规定每延米重一般不得大于8t。例如:P62型棚车,其车辆长度为16.44mm,,因此,其每延米重为5.1t,未超过允许值。二、车辆主要尺寸1. 车辆长度车辆两端两个车钩均处在闭锁位置时

26、,钩舌内侧面之间的距离(m)称为车辆长度。车辆长度随着生产技术水平的提高日益加长,但受到车辆在曲线上的偏倚量和生产运用条件的限制,所以一般车辆长度都在26m以下。2. 车辆宽度与最大宽度车辆宽度指车辆两侧的最外凸出部位之间的水平距离。车辆最大宽度指车辆侧面的最外凸出部位与车体纵向中心线间的水平距离的两倍。3. 车辆高度与最大高度空车时,车体或罐体上部外表面至轨面的垂直距离为车辆高度。车辆最大高度指空车时车辆上部最高部位至轨面的垂直距离。4.车体、底架长度车体长度为车体两外端墙板(非压筋处)外表面间的水平距离。底架长度为底架两端梁外表面间的水平距离。罐体长度指罐体两端板(不包括加温套)最外表面间

27、的水平距离。5.车体内部主要尺寸(1)车体内长:车体两端墙板内表面间的水平距离。(2)车体内宽:车体两侧墙板内表面间的。水平距离。(3)车体内侧面高:由地板上平面至侧墙上侧梁的上平面间的垂直距离。(4)车体内中心高:由地板上平面至车顶中央部内表间的垂直距离。(5)根据车辆运用的需要,对车体载货部分的尺寸分别有一定的要求。例如:敞车的内长,要考虑便于装运成品木材、集装箱等货物;棚车的内宽,要适合于安装备用床板设备;车体内高对布置车辆设备和旅客舒适性都有关系。6. 地板面高度指空车时,底架地板(或木地板)上表面至轨面的垂直距离(不包括木地板覆盖物,例如地板布,地毯等的厚度)。对于通用客、货车辆的地

28、板面高度有一定范围的要求,货车应与高站台高度相适应,以便于装卸货物;各种客车地板面高度除与站台高度相适应外尽可能一致,这样可以方便旅客在各车厢之间顺利通行。7. 车钩中心线高度空车时,车钩中心线至轨面的垂直距离。这是保证各车辆之间和车辆与机车之间能够连挂运用的最重要尺寸。我国客货车辆车钩高度标准均为880mm,守车车钩高度标准为870mm。铁道客车检修工艺第二部分第二部分:铁道车辆修理及检修工艺铁道车辆在运行过程中,不可避免的会出现零部件尺寸或运用性能不符合技术要求的现象,此等现象统称“损伤”。车辆修理工作就是通过更换或修复以损伤的零部件,恢复其应有的技术状态,以保证铁道车辆具有良好的运用性能

29、。铁道车辆是铁路运输的主要设备,为保证铁路畅通,要求运载货物和运送旅客的铁道车辆始终处于良好的技术状态,因此,检修工作十分重要。2.1 车辆零件的损伤车辆检修的中心任务是发现和处理各种零件的损伤,要正确地对车辆进行修理,必须了解车辆的损伤形式,影响损伤速度的因素和防止损伤的措施。一、车辆零件的各种损伤及其影响因素车辆零件的损伤主要有磨损、腐蚀、裂纹折损、变形及零件的松弛等五种。(一)车辆零件的磨损及其影响因素磨损是零件在工作过程中,由于摩擦使零件表面材料受到损失,使几何尺寸和表面粗糙度发生变化的一种损伤。1. 车辆零件的磨损车辆零件的磨损有正常磨损和不正常磨损。正常磨损是相互接触并做相对运动的

30、零件工作时在摩擦面上必然产生的一种损伤,例如车轮踏面圆周磨耗。正常磨损是不可避免的。不正常磨损是工作条件不正常或材质不良引起的偏磨或急剧磨损。这种磨损不仅速度快而且引 起其他危害,例如车轮轮缘的垂直磨耗会引起车辆脱轨造成事故。如果消除了引起零件不正常工作的条件,不正常磨损是可以避免的。2. 影响磨损速度的因素影响磨损速度的因素很多,主要有3个方面。(1)零件的摩擦形式和载荷一般情况下,滚动磨擦的磨损速度小于滑动摩擦的磨损速度。在同一种摩擦形式下,相对运动的速度、载荷增大及动载荷的成分增大都会使磨损速度增加。温度高时,金属的塑性增加,硬度降低,也会增大磨损速度。(2)摩擦面间的介质介质可分为两类

31、,一类如润滑油、石墨、二硫化钼等是润滑剂,使磨损速度降低。另一类如砂粒、铁削等是磨料,使磨损速度增加。(3)摩擦表面的特性两摩擦表面金属的互溶性。互溶性大,容易互相粘着,磨削的颗粒大,使粘着磨损的速度增大。钢和镍、铬等金属的互溶性大,同种金属的互溶性最大,所以应避免互溶性大的材料组成摩擦副。钢和铅、锡、锑、铟等金属的互溶性小,用它们组成的摩擦副,磨损速度会显著减小。金属的硬度和组织结构也是影响磨损速度的主要因素之一。一般来说,硬度高使磨损速度减小,金属的硬度往往和其组织结构密切关连。多相且各相分散程度大的组织结构比单相组织的磨损速度要小,比分散小的多相组织磨损速度也小。试验表明,在相同组织下,

32、含碳量高,钢的硬度也高;在相同含碳量下,珠光体、索氏体、屈氏体、马氏体的硬度依次增高。钢的组织和含碳量与耐磨性的关系见图2-2。有些金属硬度不高,由于其组织结构的关系,耐磨性也较好。如灰铸铁、球墨铸铁,因其组织结构中有游离的石墨存在,能起润滑作用,提高了耐磨性;又如滑动轴承轴瓦浇挂的白合金(铅、锡、锑合金),其组织结构易于油膜的形成,也提高了耐磨性。表面加工质量的影响加工粗糙度:适当选择粗糙度可以减少磨损速度。摩擦表面越粗糙,磨损速度越大。但没有必要使粗糙度过小,因为摩擦面在磨合后有一种稳定的粗糙度。一般选择零件在磨合后的粗糙度作为技术要求的标准。加工精度:精度过低会使摩擦面上载荷不均匀,或产

33、生冲击,引起不正常磨损,造成磨损速度增大。如车轴轴颈的圆度、圆柱度不合要求,造成轴瓦与轴颈接触不良,会引起热轴事故。(二)车辆金属零件的腐蚀及其影响因素车辆在露天工作,运行环境复杂,经受阳光、雨雪和各种腐蚀性物质的作用,其金属零件极易发生腐蚀。车辆车体的腐蚀是一个很严重的问题,修理车体腐蚀是车辆修理中最繁重的工作。车辆的寿命主要决定于车体的腐蚀状况。因此研究车辆的防腐措施是十分重要的工作。1. 车辆零部件腐蚀破坏形式车辆金属零件腐蚀破坏的形式有以下几种:(1)表面的均匀腐蚀铁锈。如车底架各梁、各板等因油漆质量差,常发生表面均匀的锈层。(2)夹锈,发生在两连接件接触面之间。由于锈层的体积膨胀,可

34、导致两连接件的焊缝、铆钉裂纹或松动。车体各梁、各板的连接处常发生夹锈。(3)局部穿孔或大面积蚀透。腐蚀在零件的局部区域特别严重,造成零件蚀透。车辆底架各梁的盖板、翼板及车墙板、地板、车顶板易发生这种腐蚀。客车墙板的下部,厕所和盥洗室下部的铁地板常发生大面积蚀透。(4)腐蚀性裂纹;由于零件表面受到腐蚀引起应力集中,而造成零件的裂纹,旧型车的底架常发生这种裂纹。(5)零件油漆层的鼓泡与剥落。油漆层过薄,空气中的水分透过油漆层使零件表面锈蚀,引起油漆层的鼓泡及剥落,这是车墙板及顶板开始腐蚀的常见形式。2. 影响车辆金属零件腐蚀的主要因素影响车辆金属零件腐蚀的主要因素有 个方面:(1)金属的成分和组织

35、结构一般低碳钢容易受腐蚀,但含有少量铜、磷的低碳钢(耐候钢)因其腐蚀产物可形成保护膜,能显著提高耐腐蚀性能。钢板经冷冲压制造的零件,其发生塑性变形部分因组织结构发生晶格滑移、破碎等变化耐蚀性显著下降。(2)零件结构外形和表面粗糙度零件集存水分的部分易遭受腐蚀,如客车外墙板下部内侧和地板连接处,因车内水蒸气凝结在墙板内侧,不断流到下部和地板上,而造成严重的腐蚀。零件表面粗糙,也容易凝结和集存水分而受到腐蚀。(3)周围介质的成分车辆零件周围的介质是空气,因而车辆零件的腐蚀属于大气腐蚀。大气腐蚀的主要因素有:空气的湿度由实验得知空气的相对温度在一定数值之内时,金属的腐蚀速度较低;当相对湿度超过一定数

36、值之后,腐蚀速度会急增。这一数值称为临界湿度。不同的金属具有不同的临界湿度值。金属表面有毛疵、毛细裂纹、积尘和腐蚀物等也会降低其临界湿度而增加腐蚀速度。空气的成分车辆常运行于工矿地区,所处环境的空气中经常包含有许多腐蚀性气体,如SO2、HS、HCL等气体对腐蚀速度的影响很大。图2-3所示为铁在含有0.01% SO2气体的空气中进行腐蚀试验结果,说明零件的腐蚀速度要增加许多倍。空气中的悬浮粒子大气中的悬浮物主要有沙土灰尘,货物散落的微粒,从各种燃烧物来的尘埃,从动植物上产生的有机微粒等。有的尘埃和微粒本身就具有腐蚀性,如化肥、食盐的微粒;有的尘埃和微粒本身没有腐蚀性,但能吸附腐蚀性气体,如煤易吸

37、附SO2气体;有的尘埃和微粒既没有腐蚀性也不吸附腐蚀性气体,如一般的砂粒和尘土。但所有的尘埃和微粒落在金属表面后,都要促使金属腐蚀。原因有两方面:一是金属表面上尘埃和微粒的沉积使金属的临界湿度下降,易于水分的凝聚;另一方面是尘埃和微粒与金属产生直接或间接的化学反应。(4)温度对腐蚀的影响金属和周围介质的温度对腐蚀速度的影响很大,温度越高,腐蚀越快。如图2-4 所示为铁在18%HCL 溶液中腐蚀速度与温度的关系。可以看出腐蚀速度与温度指数函数的关系。我国在广州铁路局、成都铁路局运行的客车腐蚀速度最快,就是因为这些地区的气温高,而空气湿度大造成的。(三)车辆零件的变形及其原因车辆零件刚度过低或受到

38、过大的载荷会发生变形。变形多发生在车体部分,如墙板外涨,底架梁的下垂等,它使车辆承载能力下降,还会使车辆超出车辆限界,与线路两侧的设备碰撞造成事故。车辆零件发生变形的原因除受到过大的载荷以外,还有在运。用中受到不正常的冲击;或是零件设计不合理,或因受到腐蚀,使零件强度不足造成的。零件发生变形后,零件的受力状态发生变化,往往使应力上升,变形发展加快,或引起零件裂纹和断裂。(四)车辆零件的裂纹折损及其原因车辆零件在动载荷作用下工作,经长期使用,即使没有超载也能发生裂纹折损。零件折损是危险性很大的损伤,至今车轴折断,底架中梁折断等故障仍在威胁着铁路运输,所以要研究零件裂纹损伤的规律,在车辆检修时要及

39、时发现零件裂纹进行处理,并且消除容易引起裂纹折损的因素。1.零件断裂的分类车辆零件断裂按所受载荷的性质可分为:冲击断裂,静载断裂和疲劳断裂。按零件断口的形态可分为延性断裂(韧性断裂或塑性断裂)和脆性断裂。延性断裂的特征为零件的断口有塑性变形痕迹,断口呈纤维状或有卷边(剪切唇),断口色暗。这种断裂可能是因为零件的设计不合理,或者是运用中受到过大的载荷等,使零件内产生的应力超过了材料的强度极限而造成的。脆性断裂的特征为零件的断口没有可察觉到的塑性变形,断口平齐,能看到颗粒状的晶粒轮廓,比较明亮。脆性断裂的零件常常引起事故。当零件受到冲击时,如果零件有良好的韧性,通过材料的塑性变形,可以缓和冲击,减

40、小冲击力,不易断裂;当韧性降低时,同样的冲击载荷会产生大冲击力,使零件断裂。韧性材料也会发生脆性断裂,这与零件材料的应力状态有关。材料受三向拉伸载荷,且三向应力相等时,只能发生脆性断裂。零件表面有缺口,存在应力集中时,该部位常处于三向应力状态,是引起脆性断裂的一种原因。疲劳断裂的断口没有明显的塑性变形,属于脆性断裂。疲劳断裂是零件在长期动载荷或交变载荷作用下,载荷引起的应力远小于零件材料强度极限的条件下发生的断裂。车辆的车轴、弹簧及车底架构件等零件在车辆运行中所受载荷是交变性的或有交变载荷的成分,所以这些车辆零件发生的断裂大部分属于疲劳断裂。图2-5是车轴疲劳断裂的断口图,其疲劳区按发展的先后

41、划分成三个区域。第一疲劳区是裂纹开始的部分。在长期运用中,由于受到交变载荷的作用,裂纹两侧不断研磨,加上空气的氧化,使断口光滑如镜并呈浓褐色;第二疲劳区断口呈淡褐色,第三疲劳区断口呈灰色,是裂纹逐步发展的区域;而最后折损区呈灰白色,是因疲劳裂纹发展后,车轴有效截面积减小,车轴的应力超过了材料的强度极限,车轴突然折断造成的断口。最后折损区断口粗糙并可能存在塑性变形的痕迹。如果零件上没有特殊缺陷,疲劳区只发生在零件断口的一侧。 如果受交变载荷的零件在载荷周期数不大的情况下折断叫做先期疲劳断裂,这常是由于零件的材质和外形存在不可忽视的缺陷造成的。2. 零件裂纹和断裂的原因零件裂纹和断裂的原因,除不正

42、常的载荷和零件设计不合理之外,主要是零件的材质、外形和表面有缺陷。由于裂纹、折损总是由零件产生最大应力的处所开始的,凡引起显著应力集中的缺陷,都可能引起零件的裂损。(1)金属材料的缺陷金属材料在冶练、浇铸、锻压等过程中产生缩孔、气孔、夹渣或内部开裂、气孔痕迹、重皮;以及零件在热加工过程中温度过高,加热时间太长,使钢材的晶粒粗大,表面失碳。这些缺陷对材料的强度影响很大,又会引起应力集中,形成裂纹的起源,而且隐藏在材料内部不易发现,是十分危险的隐患。(2)零件外形的缺陷如零件断面骤然变化,引起过大的应力集中,易于引起疲劳裂纹和其他裂纹。疲劳裂纹产生的机理是车辆在运行中零件所受载荷是交变的,使应力大

43、的部分产生塑性变形,反复的塑性变形会引起微观的裂纹,细微的裂纹汇合后,逐渐向金属深处发展,结果使零件折断。零件外形与其强度的关系可由补强板的例子来说明。在试验室中分别对钢管上加三种不同形状的补强板进行疲劳试验,补强板的形状如图2-6 所示。结果第(2)种比第(1)种的疲劳寿命提高3.23.3倍,第(3)种比第(1)种提高3.23.4 倍。从三种补强板端部截面过渡情况看,第一种变化急剧,第二种和第三种比较缓和,截面变化急剧的补强板应力集中程度大,易破坏,与试验结果是相符合的。(3)零件在加工中的表面缺陷零件表面机械加工的粗糙度与零件的强度有很大的关系。表面粗糙不仅会引起应力集中,而且加工过程中在

44、零件表面留下残余应力,这些都对零件的强度(尤其是疲劳强度)有影响。图2-7表示各种机械加工方法对疲劳极限的影响程度。图中纵坐标表示疲劳极限下降系数,如取表面抛光后的零件的疲劳极限为土,则其他加工方法的零件的疲劳极限都低于1,表面越粗糙,下降越低;图中横坐标表示试验零件所用材料的强度极限,可以看出对于不同强度极限的材料做成的零件,机械加工方法对其疲劳极限的影响是不同的。材料的强度极限越高,加工方法对其疲劳极限的影响越大。其他加工方法也会造成零件表面缺陷。如锻制零件表面的皱皮,锤痕和其他碰伤,焊缝的咬边、缺肉等,常是引起零件断裂的原因。(4)其他如处理轴箱激热时使轴颈快速冷却,造成轴颈表面毛细裂纹

45、;外温很低时电焊或加热零件,零件的内应力会使零件产生裂纹;电焊车体时不接地线,会造成轴颈的电弧痕迹,使局部材料性能变差,也会引起轴颈裂纹;此外,金属腐蚀使零件表面受到破坏,也是零件产生裂纹的原因。二、研究车辆零件损伤的基本方法尽管车辆零件的损伤形式多种,原因各异,车辆的损伤还是具有一定的规律。如零件常发生何种形式的损伤,哪些车型哪些部位容易发生损伤,引起损伤的具体原因是什么,损伤发展的速度以及影响损伤速度的因素等,都属于零件损伤规律。在几十年的修车实践中,我们已经掌握许多车辆零件的损伤规律,但也有些我们还没掌握,随着车辆的发展和检修工艺技术的进步。又有许多新问题出现,必须不断丰富和发展对损伤规

46、律的认识。为了准确地掌握零件的损伤规律,向大家介绍以下3 种常用的研究方法:1. 典型分析适用于对事故零件进行分析,查找事故产生的原因;还适用于对损伤速度特别大或特别小的典型零件进行研究,发现影响其损伤速度的原因。分析的内容包括零件的结构、尺寸;材料的化学成分、金相结构和机械性能;制造和修理工艺等许多方面。2.模拟试验是在试验室中模拟车辆的工作条件进行试验。一般用于研究某一因素的改变对零件损伤发展的影响。如为了防止车轴的轴瓦发生端磨,采用在轴瓦前部安装瓦头的方法,瓦头究竟采用那种材料最好,就是对各种材料的瓦头进行模拟试验,比较耐磨效果后确定的。3.统计调查它是在运用车上对零件损伤进行研究,常用

47、于研究零件损伤的速度、零件的寿命或使用期限。如调查车轮踏面磨损的速度就可以使用这种方法。这种方法要进行长时间的繁杂的调查工作,结果实际可靠。在车辆检修基层单位,要经常处理损伤零件,尤应重视使用这种方法。零件损伤的统计调查方法要调查测量许多零件的尺寸。同种零件即使运用时间和运行里程相同,它们的损伤程度也不会完全相同,所以调查的目的主要是掌握全部零件损伤程度的分布情况。如损伤程度的平均值或大多数零件的损伤程度在哪个范围之内,对于每个零件的损伤程度不必过分注意其准确性。车辆零件的数量是非常多的,不可能每个零件都调查到,可以应用统计学的方法,通过部分零件的调查得知全部零件的损伤情况。统计学的方法简单介

48、绍如下:第一步是系统调查,对要研究的某种零件每隔一定时间或运行一定里程测量一次损伤量。应尽可能多测量一些零件,一般不少于200个,使调查结果能反映全部零件损伤的情况。第二步是数据整理,列表分析。从整理表中应当看出,被调查零件的最小损伤量和最大损伤量,以及损伤量在何范围内的零件数量多。第三步,为了直观反应零件损伤量的分布情况,可以根据调查数据整理表中的数据,画成数据分布矩形图。从矩形图中可以看出零件损伤量的分布规律,尽管调查的不是全部零件,也可以根据统计学的原理,利用这种规律,由部分零件的损伤情况推断出全部零件损伤的分布情况。第四步,从零件损伤量的分布情况可以看出损伤量是一种连续性的随机变量,它

49、符合正态分布规律,可以用正态分布概率密度函数表示。在统计学中我们已经知道,正态分布随机变量分布的情况决定于随机变量的平均值! 和均方根值!,求正态分布概率的结果,一般认为随机变量在X3的范围内的概率接近100%。由此就可以得到全部零件在正常情况下每运行一声时间或里程产生的损伤量情况。从以上可以看出,为了掌握一些车辆零件的损伤规律,往往需要调查大量的零件,有的甚至需要多年的调查统计,这是一项艰巨细致的工作。现场检修中填写的许多表报、卡片是统计调查车辆损伤规律的重要资料。认真、正确地填写,保存这些资料,对于掌握车辆损伤规律是非常宝贵的。三、防止或减缓损伤的方法(一)降低磨损速度的方法1. 提高摩擦

50、面硬度车辆大部分零件受冲击载荷作用,为使零件既有较高的硬度又有较好的冲击韧性,一般采用表面处理的方法来降低磨损速度。提高摩擦面硬度的方法主要有以下几种:(1)表面渗碳并淬火车辆上的各种圆销和销套、减振器的摩擦块等常用这种方法来提高耐磨性。(2)滚压强化法用光滑的压滚挤压零件的摩擦面,使零件表层塑性变形,从而产生加工硬化层,提高耐磨性。2. 恰当的选择耐磨材料应避免相同金属组成摩擦副,即使相同材料组成的摩擦副,也应使两摩擦面的组织结 构和硬度不同。另外,在零件的摩擦面上覆盖一层耐磨金属或非金属材料也是常用的减磨措施。覆盖的方法可以是电镀或喷镀,也可以用镶配的方法。3. 采用润滑剂在条件允许时,应

51、尽量使零件处于液体摩擦状态,为保证液体摩擦的条件,要注意润滑油的质量和摩擦部分的密封条件。有些零件受条件限制,不能形成液体摩擦,在摩擦面上涂抹润滑剂也可以显著降低磨损速度。4. 保证零件的表面光洁和精度零件新制或修理时要使表面粗糙度和精度达到技术标准。如零件的摩擦面焊修后一定要加工平整。互相摩擦的配合零件要使间隙符合标准,以免间隙过大增加冲击载荷而加剧磨损。(二)车辆零部件的防腐措施1. 设立防腐保护层使易腐蚀的零件表面不能与大气接触,从而防止腐蚀。常采用的防腐保护层有以下几种:(1)油漆防腐层是车辆上应用最普遍的一种。为使油漆与零件表面接触牢固,油漆之前,要对零件彻底除锈。油漆层应有一定厚度

52、,以增加它的防水透过性能。(2)金属防腐层在零件表面镀上耐腐蚀的金属,如镀锌、镀铬等,不仅防腐,有的还能起装饰作用。(3)塑料防腐层如有些罐车的内部喷涂塑料防腐。2. 在设计、修理车辆时充分考虑零件的结构零件的外形应避免集存雨水;钢板搭接应避免间断焊缝,防止钢板间腐蚀夹锈;在易于积存水分的部位,避免使用冷冲压钢板制作的零件;以及避免两种金属直接接触等。3.采用耐腐蚀材料目前世界各国都重视制造车辆的材料,以提高车辆耐腐蚀性能。现在我国已大量使用耐候钢,耐候钢耐腐蚀的机理是在低碳钢中加入少量的铜、磷等元素后,可以在金属表面形成致密、稳定的氧化膜,它起到防护作用,避免向金属深层腐蚀。耐候钢不仅耐腐蚀

53、性好,而且在机械性能方面比低碳钢也有所提高。另外我国还逐步用高分子聚合材料代替金属做车辆结构材料,例如用玻璃钢制做客车厕所、盥洗室地板,以防止零件的腐蚀。(三)防止车辆零件断裂的措施车辆零件断裂的主要原因是零件存在应力集中、材质缺陷和加工处理方法不当等。为防止车辆零件发生断裂,在车辆修理中应严格执行工艺规格,并着重从以下几个方面保证零件质量。1. 注意零件外形,防止应力集中。零件的断面不可骤然改变尺寸。如螺栓头与杆部过渡处,螺纹根部和轴的肩部应有圆角并符合规定的半径。零件焊后加的补强板尺寸应符合要求,补强板两端做成斜边等。2.注意零件表面加工质量,消除表面缺陷。零件表面进行机械加工时,应符合规

54、定的表面粗糙度。对零件表面的缺陷,如碰伤、锻造皱纹等须及时消除,缺陷消除时,表面凹陷的深度须严格控制,周边的棱角要消除,使之平滑过渡。焊缝的尺度应一致,消除咬边、缺肉及未焊透等现象。3.正确掌握零件热修的规范,消除零件的残余内应力。零件在热修时要严格按照工艺规程控制加热温度、加热速度和冷却速度,以免造成材质缺陷和产生过大内应力。焊修形状复杂和刚度大的零件时,为避免产生过大内应力,一般要焊前预热和焊后正火处理。2.2 车辆检修制度车辆检修制度就是规定在什么情况下对车辆进行检修及修理后车辆应达到何种状态的一种技术制度。现在我国采用的是定期检修和日常保养相结合的车辆检修制度。定期检修是规定车辆每运用

55、一定时间(或里程)对车辆的全部或部分零件进行一定程度的检修。在车辆尚未发生故障之前就对车辆进行修理,消除车辆零部件的缺陷和隐患,预防故障的发生。由于检修是定期的,全年的任务量可以计算出来,能提前准备车辆检修需要的材料、零件、检修设备及人力。而日常保养是车辆在运用中对易损零件和由于特殊情况造成的故障进行维修,确保车辆正常运行和安全。因此这种检修制度的特点是具有预防性和计划性。一、定期检修定期检修的修程客、货车不同。货车分为厂修、段修、辅修和滑动轴承轴检四种,客车分为厂修、段修和辅修三种。厂修的目的是恢复车辆的基本性能,使其接近新造车的水平。厂修在车辆修理工厂施行。厂修时,对车辆进行全面分解,彻底

56、修理,有时还进行局部技术改造。段修的目的在于保持车辆的各部状态性能。段修在车辆段进行。段修时对车辆全面检查,重点分解,消除隐蔽故障,修理易损零件,防止损伤扩大,保持在下次厂修之前各部状态、性能良好,以延长车辆配件的使用寿命,保证车辆运行安全。辅修主要是对制动和轴箱油润装置等关键部位施行部分分解检修,并对其他部分做辅助性修理,使车辆能正常使用。轴检主要是检修货车的滑动轴承轴箱油润装置,检查、修复其易损零件,以确保车辆运行的安全。货车可不摘车或摘车轴检,其摘车轴检时对其他部分也做辅助性修理。厂修和段修的检修时间较长,检修时要从运用车中扣出,办理检修车手续。货车辅修和摘车轴检修车时间较短,在站修所施

57、行,也要办理扣车手续。货车轴检也可不扣车,就在列车到发线施行。客车的辅修在客车整备所施行,不影响客车的运用。辅修和轴检这两种修理对车辆的运用影响较小或不影响运用,它们虽属于定期检修,但有日常保养的性质。铁道部对车辆的定期检修周期的规定如表2-1及表2-2 所示。车辆每隔一定时间,进行一定修程的修理,如此循环地进行就构成了车辆定期修理的循环结构。货车中的普碳钢敞车和22型客车的定期修理循环结构如图2-1(a)和2-1(b)所示。二、日常保养货车的日常保养由列车检修所进行,分为列车检修和临修。列车检修主要是对到达和始发列车进行技术检查。发现故障尽可能利用技术检查的时间来修复。临修则是对在技术检查中发现的个别工作量大的故障车从列车中摘下,送往站修所或站修线修理。客车的日常保养主要在列车编组站和折返站的客车整备所施行,分为库列检和

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