CRH2动车组轮对检修流程及改进设计_.docx
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1、(完整 word 版)CRH2 动车组轮对检修流程及改进设计目 录摘 要I第 1 章 绪论11.1 争论背景11.2 争论思路1第 2 章 轮对的组成22.1 轮对组成的内容22。2 车轴42.3 轮箍52.4 轮心52.5 车轮62.6 制动盘车轮制动盘和车轴制动盘72。7 齿轮装置8第 3 章 轮对的故障93.1 轮对故障产生的缘由93。2 车轴故障93。3 车轮故障10第 4 章 轮对的检修流程144.1 轮对检修流程的内容144。2 轮对修程分类144。3 轮对的无损探伤154.4 轮对的修理204.5 轮对的组装21第 5 章 轮对检修流程的改进设计225。1 原厂修轮对检修流程22
2、5.2 改进后的厂修轮对检修流程225.3 改进厂修轮对检修流程的优点22参 考 文 献24致 谢25(完整 word 版)CRH2 动车组轮对检修流程及改进设计摘 要轮对即动车组与钢轨相接触的局部,由左右两个车轮结实的压装在同一根车轴上所组成, 轮对也是保证动车组在钢轨上的运行和转向,承受来自动车组的全部静、动载荷,把它传递给钢 轨,并因线路不平顺产生的载荷传递给动车组各零部件。轮对的作用是沿着钢轨滚动,将轮对的滚动转化为车体的平移;除了传递车辆重量外,还传 递轮轨之间的各种作用力,包括牵引力和制动力.其构造和故障会直接影响动车组的运行品质和行车安全,因此结合 CRH2 型动车组来探讨轮对的
3、组成构造、故障、检修流程及改进设计.关键词:轮对组成;故障;检修流程;改进设计II(完整 word 版)CRH2 动车组轮对检修流程及改进设计CRH2 动车组轮对检修流程及改进设计第 1 章 绪论1。1 争论背景近几年,随着高速动车组的快速进展,高铁已经我国大多数人出行选择的交通方式,而轮对 是高速动车在轨道上运行必不行少的元件之一。动车的全部重量通过轮对支撑在钢轨上;通过轮对与钢轨的黏着产生牵引力或制动力;通过轮对滚动使动车前进。另外,轮对在动车运行中的承载状况比较繁重,当车轮经钢轨接头、道岔等线路不平顺处时,轮对直接承受全部垂向和侧 向的冲击。轮对还承受很大的静载荷、动作用力和组装应力,闸
4、瓦制动时还产生热应力,因此要 求它有足够的强度。为了保证动车的运行安全,适中选择轮对的部件材料,保持轮对的正确组装 和良好的运行状态以及定期准时检测与修理是至关重要的。1.2 争论思路在动车组轮对的优化争论过程中,以动车组轮对的组成开头介绍,然后了解动车组轮对的常 见故障以及其检修方法,再对动车组轮对的检修流程进展争论,结合了 CRH2 型动车组轮对,再通过自己的想法与意见提出动车组轮对的检修流程改进设计。1(完整 word 版)CRH2 动车组轮对检修流程及改进设计第 2 章 轮对的组成2.1 轮对组成的内容轮对一般由车轴、轮心和轮箍组成,高速动车组一般承受整体车轮,所以不再有轮心和轮箍之分
5、。另外,高速动车组轮对还有动力轮对组成和非动力轮对组成的区分,其中动力轮对上通 常装有齿轮箱,如图 1 所示。图 1 轮对组成图动力轮对组成安装在动力转向架上,包含一个动力轮对轴箱装置和一个非动力轮对轴箱装置;非动力轮对组成安装在非动力转向架上,包括两个非动力轮对轴箱装置。CRH2 动车组转向架轮对主要由车轮、车轴、制动盘(轮盘和轴盘)、齿轮箱及轴承等组成,轮对分为动力轮对(M 轮对如图 2 和拖车轮对T 轮对如图 3 组成.CRH2 型动车组转向架轮对还承受了空心车轴和直辐板车轮。动车轮对含齿轮箱和轮盘;拖车轮对包括轴盘和轮盘。图 2 M 轮对图2(完整 word 版)CRH2 动车组轮对检
6、修流程及改进设计图 3 T 轮对图动车转向架承受的轮对由车轴,车轮带有制动盘,简称轮盘,齿轮装置及轴承构成,如图 4 所示。1-车轴 2-车轮组成 3齿轮箱图 4 M 轮对图拖车转向架轮对由车轴,车轮也带有制动盘,简称轮盘,制动轴简称轴盘及轴承组成。如图 5 所示。为确保其安全性和可能性,车轮、大齿轮、轴盘等承受冷压法压装到车轴3(完整 word 版)CRH2 动车组轮对检修流程及改进设计上.1车轴 2车轮组成 3制动轴盘2.2 车轴图 5 T 轮对图车轴是机车转向架中最重要的部件之一,是轮对转动的中枢。车轴分轴颈、轴身、轮座等 几局部。多数车轴的折损是由疲乏引起的,车轴的断裂多发生在以下三个
7、区域:(1) 在轴颈的圆肩局部;(2) 在轮座的外缘局部;(3) 在车轴的中心局部。CRH2 转向架车轴依据 JIS E 4501(铁道车辆车轴强度设计)进展设计,按 JIS E 4502 标准进展生产。为了提高车轴的疲乏安全性,承受高频淬炎热处理和滚压工艺。为了保证强度的同时减轻质量,承受空心车轴,同时也使用超声波探头可以直接穿过该通孔,使探伤更简洁,M 车轴与 T 车轴如图 6 所示。M 车轴与 T 车轴的各部尺寸如表 1 所示。表 1CRH2 车轴尺寸序号名称CRH2 动车轮对CRH2 拖车轮对1车轴总长229823822轴颈直径1303轴颈中心距20234轴身直径1821924(完整
8、word 版)CRH2 动车组轮对检修流程及改进设计(aM 车轴图 bT 车轴图2.3 轮箍图 6 车轴图轮箍与钢轨顶面接触局部称为踏面,踏面与钢轨内侧面接触局部称为轮缘,踏面滚动圆直 径即为车轮的名义直径。轮箍的轮缘和踏面是和钢轨直接接触的局部。2。4 轮心1-轮毂 2-轮辋 3轮辐图 7 轮心图轮心如图 7 所示和车轴连接的局部叫轮毂,轮箍连接的局部叫轮辋。轮毂与轮辋之间5(完整 word 版)CRH2 动车组轮对检修流程及改进设计连接的局部叫轮辐或辐板.在轮毂上有一油孔,寻常用螺堵堵上,需要从车轴上卸下车轮时,可 用专用高压油泵经过这个油孔压油,当油到达了 7090MPa 时,即可将车轮
9、退出。2。5 车轮车轮各部名称如图 8 所示。1)踏面:车轮与钢轨面相接触的外圆周面,具有确定的斜度。踏面与轨面在确定的摩擦力 下完成滚动运行。(2) 轮缘:车轮内侧面的径向圆周突起局部,称为轮缘。其作用是防止轮对脱轨,保证车 辆在直线和曲线上安全运行.(3) 轮辋:车轮具有完整踏面的径向厚度局部,以保证踏面内具有足够的强度同时也便于 加修踏面。(4轮毂:车轮中心圆周局部,固定在车轴轮座上,为车轮整个构造的主干与支撑。5)轮毂孔:用于安装车轴,该孔与车轴轮座局部直接固结在一起。 (6轮辐板:连接轮辋与轮毂的局部,呈板状者称为辐板,辐板呈曲面状,使车轮具有某些弹性,则力在传递时较为缓和.7辐板孔
10、:为了便于加工和吊装轮对而设,每个车轮上有 2 个。现在由于用途不大且易在其四周产生裂纹,同时还影响车轮的平衡性能,故在 S 形辐板车轮上以取消。1-踏面 2-轮缘 3轮辋 4-轮毂 5-轮毂孔 6辐板 7-辐板孔图 8 车轮各部名称图6(完整 word 版)CRH2 动车组轮对检修流程及改进设计CRH2 转向架车轮依据 JIS E5402铁道车辆-碳素钢整体碾压车轮设计和生产,车轮承受整体轧制车轮,轮辋厚度为 135mm,踏面外形承受 LMA 型.造车轮滚动圆直径为860mm,最大磨耗直径为790mm.在靠轮辋轮缘侧面790mm 圆周上,设有磨耗到限标记.CRH2 车轮踏面外形如图 9 所示
11、。图 9 CRH2 车轮承受的 LMA 型踏面外形图因承受轮盘制动,需要在车轮辐板两侧安装制动盘,所以为直辐板车轮.随着轴重的增加, 与轮毂连接的直辐板根部厚度有所增加。动力轮对和拖车轮对除了轮座尺寸及轮毂厚度尺寸不 同外,其他部位均一样。车轮与车轴的装配承受注油压装和拆卸.为保证轮轴在装配后形成规定的压装力,装配后进 行反向压力检验。2。6 制动盘(车轮制动盘和车轴制动盘CRH2 转向架的 M 轮对和 T 轮对分别在车轮辐板两侧安装整体式锻钢制动轮盘,内外侧轮盘通过均布的 12 个连接螺栓安装在车轮辐板上.轮盘的反面设有散热筋,可提高盘片的承载刚度。7(完整 word 版)CRH2 动车组轮
12、对检修流程及改进设计为了有效释放在制动过程中产生的热量,盘片与车轮辐板安装侧预先设置了反向翘曲.拖车轮对 除了设置轮盘外,在车轴上还设有两套制动轴盘。轴盘由压装在车轴上的轮毂和通过螺栓安装在轮毂的制动盘构成,轴盘材料为锻钢,盘体为半分式,无需退轮即可进展更换。为了削减 T 车的制动负荷,从而削减制动盘和闸片的磨耗,在制动把握中,尽量使用 M 车的再生制动,而对 T 车的空气制动实行延迟把握。2.7 齿轮装置齿轮装置是传递驱动扭矩或制动扭矩的关键部位,仅动车转向架才有,它既属于动车轮对, 又是驱动装置的重要组成局部。10第 3 章 轮对的故障3.1 轮对故障产生的缘由轮对在动车运行过程中,要承受
13、大且简洁的载荷,动车自重和附加载荷、牵引扭矩、牵引力产生的弯矩、通过曲线时产生的侧压力等。轮对的主要损伤有裂纹、磨损、剥离、擦伤、凹陷等。轮对在钢轨上高速滚动,其技术状态的好坏直接影响动车运行的安全性、牢靠性、平稳性。 所以必需对动车的轮对进展严格的维护和检修,以确保行车安全.3.2 车轴故障车轴的故障形式有车轴裂纹、折损、弯曲变形、磨损、碰伤、电焊打火凹痕、燃轴造成的 轴辗长等。这些损伤如不准时觉察和处理,都会形成事故隐患,危及行车安全。3.2。1 车辆裂纹及折损车辆裂纹及折损一般分为疲乏折损及一次断裂热切两种。车轴裂纹分为纵向裂纹和横向裂纹两种。假设裂纹与车轴中心线夹角大于 45,称为横向
14、裂纹。横向裂纹的产生将减小车轴的有效横截面积,对车轴强度的影响最大。车轴折损都是由于横向裂纹的深度不断扩展,导致应力上升而引起的。所以车轴的横向裂纹是危急性极大的一种损伤,是不允许存在的。假设车轴已觉察横向裂纹,依据我国铁道科学争论院对有横向裂纹的车轴在靠近裂纹处取试样进展拉伸、冲击及疲乏试验的结果,除冲击韧性稍有降低外,其他机械性能与原材料没有什么变化,所 以具有疲乏裂纹深度不大的车轴,其内部材质照旧完好无损,只要旋去裂纹及以下确定深度后, 便可连续使用。车轴在运用中消灭裂纹而导致断裂除因疲乏折损外,还可在严峻的燃轴事故后, 由于处理不当而引起车轴的一次断裂热切)。3.2 。2 车轴磨损1轴
15、颈磨损:轴颈过长时,轴瓦在轴颈后肩与轴领间的横动间隙增加,扩大了轴瓦前后的 窜动量,则无法使轴瓦与轴领之间到达检修限度的要求;由于轴领可以堆焊,故轴颈增长到达最大限度时,轴颈后肩的过渡圆弧将向内移,超过限度时,将转变轴箱与轮对的相对位置,可能 产生轮毂外侧磨伤轴箱后壁的情形;轴颈变长后,载荷作用点与危急断面的距离增加了,使铅 锤载荷在危急断面所引起的弯矩及应力也增大了,这就可能导致车轴切断的危急.(2)防尘板座磨损:轴箱后壁口上边缘与防尘板座接触而发生磨损。这是由于轴瓦或轴箱内 顶部磨损过甚而造成.防尘板座受力较大,如有磨损会造成应力集中状况,降低其强度而导致裂 纹的产生,所以必需旋修.(3轴
16、身磨损:由于制动拉杆或杠杆组装不良,与车轴接触而造成轴身磨损。3。3 车轮故障车轮的故障包括:车轮踏面及轮缘的磨损、裂纹,踏面的缺损、剥离、擦伤、局部凹入、辗 宽,踏面上粘有熔化金属等。3。3。1 踏面磨损动车的全部载荷包括自重的载重都是经车轮而传递给钢轨的。动车运行时,车轮在钢轨上不断地滚动,车轮踏面与钢轨形成一对摩擦副。所谓踏面的磨损,是指踏面在工作过程中, 沿车轮半径方向尺寸的减小,其磨损量可用其次种检测器沿踏面基线处侧出.由于踏面磨损,使 踏面的斜度受到破坏,造成不良的影响有以下几个方面:1动车沿直线线路运行时主要是靠车轮踏面的斜度来自动调整轮对,使它常常处在轨道 的中间位置,防止轮缘
17、偏磨;当运行至弯道时,则由于轮对偏向曲线外侧,故可依靠带有斜度开 始的踏面使轮对圆滑的通过曲线。(2踏面磨损后,斜度收到破坏,使轮对通过曲线时,车轮产生局部滑行。这样不但增加运 行阻力,而且更加剧了车轮与钢轨的磨损,同时也会影响行车安全.3)由于踏面凹入,使轮缘的相对高度增加,当钢轨顶面最大磨损量为 10mm、踏面的磨损量为最大限度 9mm 时,应保证轮缘和钢轨鱼尾板连接螺栓不相碰,否则就可能切断鱼尾板螺栓,(完整 word 版)CRH2 动车组轮对检修流程及改进设计而造成动车颠覆事故。3.3 。2 轮缘磨损在正常的工作条件下,轮缘的磨损并不严峻,轮缘只在动车通过曲线和岔道时,才因承受 水平力
18、的作用,与外轨内侧面摩擦而产生磨损。在直线区段,轮对蛇行前进,轮缘磨损不大。 假设车轮踏面磨损严峻或转向架组装不正,使轮对与钢轨间的相对位置不正常,则轮对易偏于 线路一侧,使轮缘产生偏磨。轮缘磨损有三种形式,即轮缘厚度减小、轮缘顶部形成锋芒及轮缘垂直磨损。假设轮缘磨 损过甚时,会产生如下不良后果:1轮缘厚度磨损变薄后,强度下降,当轮对通过曲线或作蛇行运动时,轮缘在来自钢轨和 水平力的作用下,会导致崩溃缺损,甚至会造成行车事故。2)轮缘形成锋芒后,在轮对通过岔道时,可能挤开尖轨而造成脱轨事故,所以轮缘磨损或 锋芒时必需更换轮对。(3轮缘垂直磨损超过限度时,其轮缘根部与钢轨内侧面形成平面接触,当车
19、轮通过岔道时,由于轮缘与钢轨接触处没有弧形,就会使车轮碰击尖轨或爬上辙叉心,同样会造成脱轨事故。 因此,轮缘垂直磨损过限的轮对也不许连续使用。3。3。3 踏面裂纹1踏面热裂纹制动型裂纹踏面的最表层因制动、滑行或空转的摩擦热使之急速加热,接着这种被加热外表的热能很快向踏面内外部传导、集中使之急速冷却.依据被加热踏面的温度不同,产生了两种形式的热裂纹。一种是踏面被加热后急速冷却,使外表起到淬火的作用,形成马氏体的硬化层。此后,当摩擦热又把硬化层加热到确定的温度时,则对硬化层起到回火效应,成为回火马氏体组织,也可 使外表形成微小珠光体组织.所以硬化层的组织为马氏体、回火马氏体等。1(完整 word
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- CRH2 车组 轮对 检修 流程 改进 设计
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