《铁道车辆构造与检修》 课件 模块2 项目三 轮对的检修理论（三）

模块二轮对轴箱装置的

认知与检修

项目三轮对的检修理论（三）

轮对故障任务三轮对的故障一、车轴的损伤（一）车轴裂纹（二）车轴磨伤（三）车轴弯曲任务四轮对的故障（一）车轴裂纹车轴裂纹分为：横裂纹和纵裂纹。横裂纹——裂纹与车轴中心线夹角大于45°时称为横裂纹。纵裂纹——裂纹与车轴中心线夹角小于45°时称为纵裂纹。车轴的横裂纹使车轴的有效截面积减少，容易扩展引起断轴事故。危害极大。车轴各部都可能产生横裂纹。主要部位如上图。

车轴断裂的原因有以下几方面：1.热切2.疲劳断裂（冷切）注：车轴裂纹时，应将裂纹旋去后，再旋去一定深度的影响层，如果剩余直径符合限度可以继续使用任务三轮对的故障1.热切滚动轴承轴箱由于滚子破碎、保持架脱落等故障，引起轴箱激热，产生高温，使轴颈变形，磨耗剧增，轴颈截面减小到不能支撑车体载荷时，发生折断。任务三轮对的故障2.疲劳断裂（冷切）车轴使用年久都可能产生疲劳裂纹。一般车轴发生疲劳裂纹的时间在使用后12年左右。而有些车轴过早地产生疲劳裂纹，其原因常是车轴材质不好，或制造和使用中在车轴表面造成伤痕。一般车轴裂纹至折断要经过一个较长的时间，如果及时检查处理是可以防止车轴折断的。车轴裂纹发展的过程中,金属组织结构先发生变化,然后发展成裂纹，所以裂纹末端的金属虽未裂纹但已受到影响。车轴裂纹时，应将裂纹旋去后，再旋去一定深度的影响层，如果剩余直径符合限度可以继续使用。任务三轮对的故障（二）车轴磨伤1.轴颈及防尘板座上的纵、横向划痕、凹痕、擦伤、锈蚀、磨伤等。2.轴身的磨伤。常由于制动拉杆、杠杆组装不良而与车轴接触造成磨伤。磨伤处易引起应力集中，造成车轴裂纹。任务三轮对的故障（三）车轴弯曲车辆重车脱轨，车轴受到剧烈冲击会引起车轴弯曲。车轴弯曲时，车辆运行振动增大，能造成轴箱发热、轮缘偏磨，甚至脱轨事故。沿车轮圆周测量轮对内侧距离，如果任两处相差超过3mm，则车轴弯曲过限，必须更换轮对。任务三轮对的故障二、车轮的损伤踏面圆周磨耗轮辋过薄轮缘磨耗踏面擦伤与剥离或局部凹下车轮轮缘或踏面缺损车轮轮辋外侧辗宽车轮裂纹任务三轮对的故障踏面圆周磨耗车轮踏面圆周磨耗——是指车轮踏面在运用过程中车轮直径减小，并改变了踏面标准轮廓。段修时，磨耗深度超过5mm时，必须旋修。踏面磨耗是一种不可避免的自然磨耗。踏面磨耗的速度随车轮的材质、运用及线路情况而不同。在一般情况下，新旋修车轮使用的开始阶段(磨合阶段)走行5000km左右，会形成0.5～1mm的磨耗，以后每走行5000km磨耗0.1mm左右。任务三轮对的故障引起踏面磨耗的主要原因1.挤压塑性变形车轮滚动时，踏面与钢轨接触处的材料受挤压和剪切，经多次反复作用，使表层金属疲劳磨耗。

2.摩擦热的作用制动时，闸瓦与车轮间产生大量摩擦热，当缓解时闸瓦离开踏面后，摩擦热迅速向整个车轮传导而使踏面速冷。如此的时冷时热，易使踏面表面材质变化而造成破坏。实际观察与分析结果表明:车轮踏面的磨耗是踏面表层不断形成厚度在0.05～0.2mm的白硬层和白硬层不断脱落的过程。任务三轮对的故障车轮踏面圆周磨耗的危害⑴它破坏了踏面的标准外形，使踏面与钢轨经常接触部分的磨耗变大，使轮对蛇形运动的波长减小，频率增高，影响车辆运行的平稳性。⑵踏面磨耗造成轮缘下垂，轮缘下垂严重时，会压坏钢轨连接螺栓，引起脱轨。⑶踏面磨耗严重时，也使踏面外侧下垂，当通过道岔时，(如下图所示）踏面外侧会陷入基本轨和尖轨之间，把基本轨推开，造成脱轨。任务三轮对的故障车轮踏面圆周磨耗的危害⑷增大运行阻力车轮踏面磨耗后，车轮与钢轨的接触面积增大，车轮踏面与钢轨接触的各点与车轴中心的距离是不相同的，如下图中的a、b两点，车轮滚动一圈，a和b点的滚动距离也不相同,而钢轨各处纵向长度是相同的，这样车轮与钢轨必然会发生局部滑动摩擦，使踏面磨耗加剧，踏面与钢轨接触各点与车轴中心距离偏差越大，则运行摩擦阻力也越大。任务三轮对的故障（二）轮辋过薄及危害当车轮踏面磨耗超过限度或因其它故障要旋修车轮，车轮轮辋厚度也随之变薄。轮辋过薄时，其强度减弱容易发生裂纹，车轮直径也变小，影响转向架各部分配合关系。轮辋过薄超过限度时，应更换车轮。Ｄ型车轮轮辋厚度运用限度规定为23mm。任务三轮对的故障（三）轮缘磨耗轮缘磨耗过薄轮缘垂直磨耗轮缘锋芒轮缘辗堆任务三轮对的故障1.轮缘磨耗过薄轮缘磨耗最常见的形式：如右图所示，磨耗面与水平面多数呈70°的夹角，轮缘外侧A点与轮缘顶点C的水平距离减小。轮缘外侧A点是轮缘靠紧钢轨时轮缘和钢轨接触的极限位置，如果A、Ｃ两点的水平距离太小，车轮过道岔时，轮缘顶部会压伤尖轨或爬上尖轨而脱线。A、C两点的水平距离叫“避开距离”,它不得小于6mm。轮缘顶点与轮缘外侧面的水平距离是16mm，所以运用中轮缘厚度不得小于23mm。任务三轮对的故障1.轮缘磨耗过薄轮缘过薄的危害使轮轨间横向游隙增加，在通过曲线时，减小了车轮在内轨上的搭载量，容易脱轨；在通过直线时，增加了车辆的横动量,使运行平稳性变差。轮缘过薄,还降低轮缘的强度，易造成轮缘裂纹。任务三轮对的故障2.轮缘垂直磨耗垂直磨耗——轮缘外侧面被磨耗为与水平面成垂直状态，叫垂直磨耗。轮缘外侧磨耗面与轮缘顶部未磨耗部分的交点叫做“角点”。角点到轮缘根部的竖直距离叫做垂直磨耗高度。运用中车轮垂直磨耗高度大于15mm，必须更换轮对，定期检修时，发现垂直磨耗就要旋修车轮。

垂直磨耗危害：车轮通过道岔时，轮缘外侧磨耗面容易和基本轨密贴，轮缘顶部更易压伤或爬上尖轨，造成脱轨。任务三轮对的故障3.轮缘锋芒锋芒——轮缘外侧磨耗使角点与轮缘顶点重合，轮缘顶点形成的尖端叫做锋芒。锋芒危害——当通过道岔时，轮缘锋芒可能豁开道岔的尖轨而脱线。

任务三轮对的故障4.轮缘辗堆辗堆——车轮材质过软时，在轮缘磨耗的过程中，轮缘受到钢轨的挤压作用，在轮缘外侧靠轮缘顶部形成的凸起叫做辗堆，如右图所示。危害——轮缘产生辗堆后,其危害同垂直磨耗的情况相似，过道岔时，容易脱轨。发现辗堆即须更换轮对旋修。

任务三轮对的故障

轮缘偏磨、轮缘垂直磨耗和锋芒属于不正常的磨耗，引起的主要原因有：转向架的构架偏斜，轴箱导框安装尺寸不合要求，两侧轴距之差过大或轴箱导框与轴箱间隙过大或过小；同一轮对两车轮直径之差过大，或压装车轮时两车轮至轴端面的距离不相等。任务三轮对的故障（四）踏面擦伤与剥离和局部凹下踏面擦伤原因及危害剥离原因及危害局部凹下原因及危害任务三轮对的故障

踏面擦伤踏面擦伤：由于车辆运行中制动力过大，抱闸过紧，车轮在钢轨上滑行，而把圆锥形踏面磨成一块或数块平面的现象叫做踏面擦伤。踏面擦伤原因：造成踏面擦伤的原因有车轮材质过软，制动力过大，制动缓解不良，调车溜放时单方面使用铁鞋制动，同一轮对两车轮直径相差过大等，造成车轮踏面与钢轨接触处的转动阻力增大，引起车轮在钢轨上滑行。踏面擦伤的危害：踏面擦伤引起车辆运行时过大的振动，会使车辆零件加速损坏。轴箱发热，还会损坏钢轨。踏面擦伤的深度越大，引起的振动越大。注：踏面擦伤一般限制的是面积任务三轮对的故障

踏面擦伤深度限度任务三轮对的故障

踏面剥离限度任务三轮对的故障

踏面剥离

踏面剥离：车轮踏面表面金属成片状剥落而形成小凹坑或片状翘起的现象叫踏面剥离。踏面剥离原因：一种是车轮材质不良,在车轮与钢轨多次挤压作用下发生疲劳破坏；另一种是车轮在钢轨上滑行时，摩擦热使踏面局部金属组织发生变化而发生的金属脱落。踏面剥离危害：踏面剥离会使车辆在运行中产生过大的振动。

注：他面玻璃一般限制的是长度任务三轮对的故障

踏面局部凹下

踏面局部凹下是因车轮局部材质过软，在运行中与钢轨挤压而成的，其测量方法和限度同踏面擦伤。任务三轮对的故障（五）车轮轮缘或踏面缺损车轮钢材存在缺陷，如辗制时金属的绉折(重皮)，铸造的熔渣等，经运行中撞击或压辗作用而造成的车轮缺损。其缺损沿圆周方向长度不得超过30mm，宽度不得超过10mm，如右图所示。轮缘内侧缺损超限会降低该处轮缘强度，造成该处轮缘破裂。踏面外侧缺损影响车轮在钢轨上的安全搭载量。轮缘内侧缺损轮对检修工艺轮对检修工艺一、轮对的修程、检修技术要求二、轮对检修的主要工序及技术要求

一、轮对的修程、检修技术要求（一）轮对检修修程轮对修理分为厂修和段修。在车辆修理工厂或局属车轮工厂修理的轮对称为厂修，并按厂修限度标准检查和验收；段修在车辆段或段车轮车间进行，并按段修限度标准检查和验收。轮对修程分类轮对修程可分为：⑴新组装：以新车轴、新车轮按新制技术标准组装成轮对。⑵换件修：轮对的部分配件因缺陷或磨耗到限需更换新品，例如更换车轴或车轮者。⑶检修：也称日常维修，包括退轮检查，旋削轮缘踏面、轴颈及防尘板座，加修轴颈、轴领及防尘板座等。（二）轮对各修程的技术要求⑴新组装：新车轴、车轮应有合格证，并且均应符合原设计尺寸及规定公差。⑵换件修①换车轴：凡车轴弯曲或轴颈、防尘板座、轮座、轴身等有1处超限不能修复，或轴颈、防尘板座有电焊打火时，均需更换车轴。②换车轮：新车轮应有合格证并应符合原设计尺寸及规定公差。对能继续使用的车轴，须详细测量各部尺寸，并用探伤器彻底检查有无裂纹，对不符合技术条件及超过限度者应加工修正。⑶检修在检修中发现有下列情况之一者，须退轮检查：①轴端无组成钢印时（进口轮对除外）；②无检查员及验收员钢印时；③经超声波探伤检查确认：轮座上有横裂纹；轮毂孔与轮座表面接触不良的轴向长度有1处或2处之和超过80mm时（原轮与原轴不得重装）；④经超声波探伤检查，难以判断或透声不良时；⑤轮座与轮毂内侧面的红白铅油标记有移动迹象时。注意：上述不良状态经退轮检查和消除故障后再进行组装。注：轮对段修时不换任何配件，由车辆段轮轴工组负责；车轮厂（或车辆工厂的车轮车间）承担轮对的新组装、换件修、拼修和检修任务。车轮厂轮对修理工艺过程分为两种：一种是新组装、换车轴、换车轮的工艺过程，一种是轮对检修工艺过程。快速车轮对做A3级以上修程时，还应符合以下要求：

①车轮的磨耗部位超过限度、轮缘有垂直磨耗或辗堆、踏面有熔粘时须旋修，旋修后须用检查器检查符合限度；②轴颈防尘板座有伤痕、轴身有电焊打火痕迹未超过限度时，须做消除处理；③轮辋及轮毂有裂纹、轮座有透锈时更换；④车轮踏面及轮缘加修后，须进行动不平衡试验，轮对残余动不平衡值≤75g·m；超过时须用去重法进行校正，其去重法按TB／T2708中要求进行；⑤车轴轴颈上距防尘板座50mm以内不得有划痕，50mm以外允许有宽、深均不得超过0.5mm的横向划痕或深不超过1mm的纵向划痕。二、轮对检修的主要工序及技术要求（一）轮对的外观检查、冲洗及轴身除锈轮对在从转向架上分解下来后，应先进行外观检查，检查时可将车轴沿纵向分为3部分，并采用视线与车轴成45°夹角的三面检查法进行。对于容易发生裂纹或松弛的部位应敲打听音响，对透油、透锈、油层鼓泡、内距改变等迹象详细判断。此外，还应检查车轮踏面有无剥离、擦伤、裂损、辗宽、裂纹，车轴有无弯曲、磨伤、擦伤及电焊打伤。轮对经外观检查后，应送入轮对冲洗除锈机用高压热水进行冲洗，冲洗水温应为70～80°C，冲洗时间应在5min以上。轮对应用轴身除锈机进行轴身除锈，与冲洗同时进行，以免产生尘埃。为保证探伤质量，车轴各部位表面的油漆及锈垢必须彻底清除，车轴外露部位必须露出基本金属面（滚动轴承轮对如不退轴承或轴承内圈时，防尘板座及轮座外侧的外露部位除外）。（二）轮对的尺寸测量轮对在外观检查后必须测量各部尺寸，并按规定建立轮对卡片，确定施修范围。应用第四种检查器、轮对内距尺、车轮直径尺、外卡钳、刚直尺及弧度样板测量轮对下述各部尺寸：轴颈直径、轴颈长度、轮座较原型减小量、轮座前肩弧度最小半径、轴颈后肩弧度最小半径、轮辋厚度、踏面圆周磨耗深度、擦伤及局部凹入深度、轮缘厚度、车轮直径及同一轮对轮径之差、轮对内侧距离及内距三处最大差和轮位差。测量时应将以上尺寸记录在轮对卡片上。检查并记录轴端钢印

凡有下述任一情况者要进行超声波探伤：有轴箱滚动轴承轮对第一次组装时间达到4年;无轴箱滚动轴承轮对第一次组装时间达到5年;每次施行段修及以上修程时，均必须对车轴施行全轴超声波穿透探伤检查;对车轴的轮座镶入部施行超声波探伤检查;滚动轴承轮对如不退轴承和轴承内圈时，均必须对车轴的轴颈卸荷槽部位施行超声波探伤检查;车辆颠覆或重车脱轨时，均必须对全车轮对的车轴施行全轴超声波穿透探伤检查和轮座镶入部超声波探伤检查。凡有下述任一情况时，须退轮检查：轮对无组装及组装单位责任钢印（进口轮对除外）；经超声波探伤检查确认轮座上有裂纹或车轴上的裂纹延伸进轮座镶入部；车轴透声不良或难以判断；轮对内侧距离及内距三处差超过规定限度或轮对的轮位差超过规定限度时须退轴检查。经检查确认需要修理的轮对均应按下表的规定用白铅油或粉笔打上修程标记：修程标记涂打标记位置换一个整体轮△打在该轮的内侧换两个整体轮△2打在任一轮的内侧换车轴Φ打在车轴轴身上旋削踏面Ⅱ打在任一轮的内侧旋修轴颈Ⅲ打在任一轮的内侧重新组装○打在任一轮的内侧轮毂松动退轮检查→打在车轴上，指向松动处超声波探伤C打在任一轮的内侧（三）车轮的旋修轮缘和踏面经一段时间的运用后，会发生磨耗或其他形式的损伤，因而使外廓标准形状遭到破坏。为了恢复轮缘和踏面的外廓标准形状，在厂、段修时必须对车轮进行经济合理的旋修。旋修时，车轮踏面及轮缘必须按磨耗型（LM型）踏面的外形加工及测量，车轮踏面及轮缘必须按不同的修程要求采用数控或仿形的方式加工（仅辗宽超限时，允许只旋除辗宽部分）。凡车轮轮缘厚度不足26mm，轮缘垂直磨耗、裂纹、缺损、辗堆者；踏面缺损长度超过150mm或相对车轮轮缘外侧至缺损处的距离不足1508mm者；轮对内侧距离根据轮辋宽度小于最小内距1354mm或1350mm者；车轮外侧辗宽超过5mm以及踏面上粘有熔化金属者均施行旋修。

货车车轮旋修条件对于货车车轮踏面圆周磨耗超过5mm；踏面擦伤深度及局部凹下滚动轴承轮对超过0.5mm；踏面剥离长度滚动轴承轮对一处超过20mm，两处每处超过10mm（两处边缘距离须超过75mm）；同一车轮直径差超过1mm，或同一车轮踏面与轴颈面的距离在同一直径线上测量的两点差超过2mm；未经旋修的同一轴相对车轮直径差超过3mm者施行旋修。客车车轮旋修条件对于客车车轮踏面圆周磨耗快车超过4mm、其他客车超过5mm；踏面擦伤深度及局部凹下超过0.5mm；踏面剥离长度一处超过20mm、二处每处长超过10mm（25型车及双层客车段修时有剥离）；同一车轮相互垂直的直径差超过0.5mm；未经旋修的同一轴相对车轮直径差超过3mm者；25型客车及双层客车轮对内侧距离小于最小内距1350mm、三点差大于3mm、轮位差大于2mm时允许旋修车轮内侧面来调整，但旋修量须小于2mm。轮缘内侧面如因辗制关系而厚度不匀时，应将内侧面加工削正，使其垂直于车轴中心线。未经电焊的轮缘距顶点14mm以内，允许留有宽不超过5mm、深不超过1.2mm的残沟一圈。轮缘和踏面经旋修后，其加工部位的表面粗糙度必须达到Ra25µm，使用第四种检查器检查，轮缘厚度应为30～33mm轮缘高度应为26～28mm。旋修后，同一轴相对车轮直径之差不得超过1mm；同一车轮相互垂直的直径差不得大于0.5mm。注意：（四）车轴的旋修轴身的旋修车轴轴身的打痕、碰伤、磨伤及电焊打火深度在2.5mm及以上或轴身弯曲时，须将缺陷旋除，旋除后的轴身（包括轴中央部）尺寸允许比原型公称尺寸减少4mm，其表面粗糙度必须达到Ra6.3µm。滚动轴承车轴轴颈及防尘