题 目： 铁路货车轮对常见故障的分析与探讨 专 业： 车辆工程 学 号： ******* 姓 名： 初雨 指导教师： *** 学习中心： 校直属中心
西 南 交 通 大 学 网 络 教 育 学 院
年 月 日
西南交通大学网络教育毕业设计（论文）
院系 西南交通大学网络教育学院 专 业 车辆工程
年级 15春本科 学 号 15821181 姓 名 初雨 学习中心 直属学习中心 指导教师 王伯铭 题目 铁路货车轮对常见故障的分析与探讨 指导教师
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是否同意答辩 过程分(满分20)
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成 绩
西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 答辩组组长 (签章)
年 月 日
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毕 业 设 计 任 务 书
班 级 学生姓名 初雨 学 号 15821181 开题日期： 2017 年 3 月 3日 完成日期： 2017年 4月 13 日
题 目 铁路货车轮对常见故障的分析与探讨 题目类型：工程设计 技术专题研究 理论研究 软硬件产品开发 一、 设计任务及要求 1、 课题概述： 本课题要求学生在已学的车辆专业知识基础上，在对之前所学专业课程知识的笑话和吸收收，正确地分析铁路货车轮对的结构组成后、有针对性地研究分析其典型故障并提出对应的预防措施；或者对铁路货车轮对的组装工艺进行全面分析；或者对铁路货车轮对的检修工艺进行全面分析。
通过此课题的进行，对培养学生运用所学的基础知识、专业知识，并利用其中的基本理论和技能来总结、分析本专业内的相关问题，培养学生工程技术人员必须具备的基础能力。
2、设计内容与要求
1）铁路货车轮对典型故障分析及预防措施 （1）国内外货车轮对的发展现状 （2）铁路货车轮对构造及功能总体介绍 （3）铁路货车轮对常见故障分析 （4）铁路货车轮对预防措施 2）铁路货车转向架检修工艺分析 （1）国内外铁路货车轮对的发展现状 （2）铁路货车轮对构造及功能总体介绍 （3）铁路货车轮对的检修工艺分析 3）结论
二、 应完成的硬件或软件实验
现场测量
西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 三、 应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）
设计论文 四、 要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）
1）《车辆构造与检修》 中国铁道出版社 主编 袁青武 2）《车辆检修工艺编制》 中国铁道出版社 主编 李艳霞 3）《车辆修造工艺与装备》 中国铁道出版社 主编 刘岩 五、 设计进度安排
第一部分 收集资料，查看相关书籍，论文撰写初级阶段：查阅文献，收集资料，制定写作
方
案
，
撰
写
论
文
初
稿
并
修
改
。
（ 2 周）
第二部分 分析改正阶段：在指导老师的指导下进行论文修改和完善 （ 2
周）
第三部分 定稿阶段：指导老师检查论文，定稿。 （ 1 周）
评阅或答辩 论文答辩阶段“准备论文答辩 （ 1 周）
指导教师： 年 月 日
学院审查意见：
审 批 人： 年 月 日
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诚信承诺
一、 本设计是本人独立完成； 二、 本设计没有任何抄袭行为；
三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消
本人答辩（评阅）资格。
承诺人（钢笔填写）： 年 月 日
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目录
摘 要 ..................................................................... I 第1章 绪论 ................................................................. 1 1.1 我国铁路概况 ........................................................ 1 1.2货车轮对的简单概述 .................................................. 1 1.3铁路货车轮对的发展 .................................................. 3 1.4货车轮对的发展趋势 .................................................. 3 第2章 车轴的简介 ........................................................... 4 2.1国内车轴简介 ........................................................ 4 第3章 车轴的构造及功能介绍 ................................................. 5 3.1车轴各部分名称及应用 ................................................ 5 3.2车轴的分类和使用范围 ................................................ 6 第4章 车轴常见的故障及原因 ................................................. 7 4.1常见的故障 .......................................................... 7 4.1.1车轴裂纹 ....................................................... 7 4.1.2车轴磨伤 ....................................................... 7 4.1.3车轴弯曲 ....................................................... 7 4.2产生的原因 .......................................................... 8 4.2.1车轴裂纹 ....................................................... 8 4.2.2车轴磨伤 ....................................................... 8 4.2.3车轴弯曲 ....................................................... 8 第5章 车轮简介 ............................................................. 9 5.1车轮的发展趋势 ...................................................... 9 5.2货车车轮的使用情况 .................................................. 9 5.3车轮的种类 ......................................................... 11 第6章 车轮的构造及功能介绍 ................................................ 12 6.1车轮的结构 ......................................................... 12
西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 6.1.1 车轮直径 ...................................................... 12 6.1.2 轮辋 .......................................................... 12 6.1.3 轮毂 .......................................................... 13 6.1.4 毂辋距 ........................................................ 13 6.1.5 辐板形状 ...................................................... 13 6.2车轮的各部分名称及作用 ............................................. 14 6.2.1 车轮形状 ...................................................... 14 6.2.2各部名称和作用 ................................................ 14 第7章轮对故障发生的原因和危害分析及其防范措施 ............................. 16 7.1原因分析 ........................................................... 16 7.2轮对故障的危害分析 ................................................. 18 7.3制定有效的防范措施 ................................................. 20 第8章 轮对故障检测最常用的工具 ............................................ 21 8.1第四种检查器 ....................................................... 21 8.1.1概述 .......................................................... 21 8.1.2第四种检查器的构造 ............................................ 21 8.1.3 第四种检查器的检测功能 ........................................ 24 8.1.4第四种检查器使用方法 .......................................... 25 8.1.5第四种检查器的结构特点 ........................................ 26 8.2轮对直径检查尺 ..................................................... 27 8.3轮背内侧距离检查尺 ................................................. 27 第9章 轮对的探伤检查 ...................................................... 28 9.1电磁探伤 ........................................................... 28 9.1.1电磁探伤的基本原理 ............................................ 28 9.1.3电磁探伤的操作方法 ............................................ 29 9.2超声波探伤 ......................................................... 30 9.2.1超声波的基本原理 .............................................. 30 9.2.2超声波的特性 .................................................. 30 9.2.3超声波探伤仪简介 .............................................. 30
西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 9.2.4轮对超声波探伤工艺 ............................................ 31 9.2.5轮轴微机控制超声波自动探伤机探伤工艺简介 ...................... 31 总结 ....................................................................... 33 致谢 ....................................................................... 34 参考文献 ................................................................... 35
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摘 要
铁路货车车辆是铁路货物运输的主要载体，确保铁路货车在实际运用中的安全，是维护铁路运输正常生产秩序，提高运输效益的直接表现。随着我国铁路货车向提速重载方向的发展，其运行的安全问题日益突出。本文对国内外常见铁路货车进行了简要介绍，通过本人在工作中接触，了解的铁路货车故障多发生部位和情况，针对铁路货车车辆在实际运用中发生的故障进行了详细介绍，进行分析，提出与实际情况相符的检查、预防的方法和有效的解决措施，并结合本人的工作实际进行了总结，从而减少货车车辆故障对铁路运输的影响，以达到提高车辆的使用率，提升运力的目的，是我国在铁路货车领域有更好的发展。
关键词 铁路货车;故障;分析;解决措施
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第1章 绪论
1.1 我国铁路概况
中国国土东西跨越5400km，南北相距5200km，面积居世界第三，这使得不同区域的中心城市平均距离较远。由于资源分布很不平衡，各种大宗原材料长途运输的压力很大。另外，由于各地资源禀赋和区位条件不同，区域间发展水平有很大差距，不同区域的优势产业也存在明显区别，区域间有强烈的产品交换需要。中西部和北部矿产资源丰富，而东部地区经济发达，资源消耗量大，从而形成了西煤东运、北煤南运、北粮南调、西棉东送的格局。铁路具有运距长，运量大，连续性强，速度快，费用低等综合特点，作为大跨度经济联系和长距离大运量的运输方式，其作用是其他运输方式难以取代的。与公路相比，铁路运距大，成本低；与内河水运相比，铁路运输不受天然河道走向限制；与航空运输相比，铁路运输的成本优势十分明显。铁路运输为国民经济发展和地区间物质交流，为促进全国统一大市场的形成和区域分工协作起到了重要作用。
1.2货车轮对的简单概述
轮对是由一根车轴和两个车轮组成。组装时采用过盈配合，在车轴压装机（油压机或水压机）上将车轮装于车轴两端，如图所示1-1。
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图 1-1轮对
轮对是车辆的重要部件，它承受车辆的全部重量（自重和载重）并引导车辆沿钢轨作高速行驶。轮对的质量直接影响列车的安全运行。因此，轮对的要求是：（1）具有足够的强度和刚度；要求在外力作用下不发生永久变形，且弹性变形限制在在正常工作允许范围内，不发生脆性折断及疲劳裂纹等类型的破坏。（2）在保证安全的条件下，尽可能地减轻轮对质量，并有一定的弹性，以减小轮对之间的作用力。（3）车轴与车轮结合牢固。（4）具有阻力小和耐磨性好的优点，这样可大大地节省牵引动力。
新造或进厂、段修理后的轮对，应有一定的技术要求，对于标准规矩（1435mm)的轮对两轮缘内侧面距离为（1353±2）mm[货车厂、段修后为（1353±3）mm]，并在同一轮对的三等分点上所测得的内侧面距离，最大值不应超过1mm（厂、段修不应超过3mm。）
轮对组装质量的好坏，直接影响到列车运行中的安全性、旅客乘坐的舒适性、货物的完好率。
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1.3铁路货车轮对的发展
铁路是我国的主要运输方式,是国民经济的大动脉。为了提高我国铁路货车技术,缩短与世界先进水平的差距,铁路货车技术必须与时俱进。铁路货车从整体结构上来说,同其他车辆一样,其主要部件之一就是轮对。轮对是直接与轨面接触的,它的质量性能好坏,将直接影响列车运行的安全。正确判断轮对故障,保证列车运行安全,是重点探讨和研究的问题。
随着我国铁路建设的跨越式发展,我国铁路车辆正逐步向高速、大载重量的方向发展。车辆的运行状态,是影响铁路运输安全的重要因素。轮轴是车辆走行部的关键部件,是车辆最终受力的部件。它承受车辆的全部重量,在负重条件下,以较高的速度引导车辆在钢轨上行驶。轮轴一旦发生故障,如不及时发现和处理,就会引起车辆脱轨、颠覆等严重事故。给人民生命财产带来巨大损失,影响人们的正常工作、生活秩序。本文对货车轮轴常见的故障进行简单的分析。
1.4货车轮对的发展趋势
轮对的安全可靠性是一个永恒的课题。随着空心车轴、大圆弧幅板轻型车轮、S型幅板整体系列碾钢车轮、弹性车轮以及低躁声车轮等一系列轮对新技术的开发和运用。我国科技工作者，研制开发了S型辐板整体碾钢轮，其制造精度比现有国标车轮均普遍提高。轮对的常见故障也出现了新的研究课题。需要在未来的生产实践中不断地探索，加强对新的科学技术的学习，总结新经验，坚持不懈的努力，进一步加强轮对常见故障的研究与探讨，努力提高运用检修的水平。为提高轮对的运用安全做出应有的贡献。
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第2章 车轴的简介
2.1国内车轴简介
车轴的发展进程：车轴是由车轴钢坯或直接由平炉钢、转炉钢或电炉钢制成钢锭，再用钢锭锻造成车轴。钢锭平均断面积与毛胚轴最大断面积之比不得低于3.5比1.车轴于锻造成型后，要进行正火或正火再回火的热处理，使其钢制内部金相组织颗粒细化，增强车轴的强度。
我国最初的标准轴型是铁标TB450-63所规定的B、C、D、E四种滑动轴承车轴及其基本尺寸，该车轴为直轮座、斜轴身，其轴身不加工，为锻造黑皮状态，缺陷较多。运用中这种车轴的轴身及轮座部产生的疲劳裂纹较多，屡有冷却事故发生。为提高我国车轴的疲劳强度并改变车轴形式繁杂的状况，对原铁标进行了多次修改，对修改后的铁标TB450-83作了进一步修订，上升为国家标准，GB12814-91。在修改后的车轴，提高了车轴的尺寸精度和表面粗糙度。加大了车轴轮座直径，即成为凸起轮座，轴身改为圆柱形，全长机械加工。同时，多年来一直沿用的40钢车轴，其疲劳强度底、使用寿命短。为提高车轴的强度和疲劳性能，研制出50钢车轴。该车轴采用两次正火加回火的热处理工艺后，车轴的强度、塑造性、韧性综合性能提高很多。这一改进大幅度提高了车轴的疲劳强度。
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第3章 车轴的构造及功能介绍
3.1车轴各部分名称及应用
铁路车辆使用的车轴，绝对多数为圆截面实心车轴。由于各部位受力状态不同，其直径也不一样。车轴是用优质碳素钢（40钢或50钢）锻造制成。车轴表面需锻造光平，不得有起层、裂纹、熔渣或其他危害性缺陷。根据车轴使用轴承型式的不同，车轴可分为滑动轴承车轴和滚动轴承车轴。客车在20世纪70~80年代已全部使用滚动轴承车轴，货车在80年代开始滚动轴承化，新造货车已全部使用滚动轴承车轴，滑动轴承车轴在现阶段已全部淘汰，故这里只介绍滚动轴承车轴。
车轴滚动轴承车轴除端部形状外，其余和滑动轴承车轴相似。滚动轴承车轴形状，如图3-1所示：
图3-1滚动轴承
1.轴颈：是安装滚动轴承和承载的部位。
2.防尘板座：为车轴与防尘板配合部位，其直径比轴颈直径大，比轮座直径小。 3.轮座：是车轴和车轮配合的部位，是车轴受力最大的部位。
4.轴身：是两轮座的连接部分，为增加其强度和减少应力集中，车轴轴身呈圆柱形。 5.轴端螺栓孔：是滚动轴承车轴安装轴端压板的地方，轴端压板的作用为防止滚动轴承内圈从轴颈上窜出。
6.两点划线部分为发电机传动车轴加长部分。
7.制动盘安装座：共压装制动盘用。一般一根车轴上设有两个制动盘安装座，过渡圆弧55mm。
标准滚动轴承车轴每段端部平分为3个扇形，两端共6个扇形，供刻打车轴标记之用。
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3.2车轴的分类和使用范围
无论滚动轴承车轴或滑动轴承车轴，根据车辆自重、载重和使用要求，按照车辆强度理论，设计成集中不同轴负荷的轴型。
根据铁道部标准，或承用标准滑动轴承车轴有B、D、E三种型号，其轴负荷分别为12t、21t、25t。
标准滚动轴承车轴有RB2、RD2、RE2、RC3、RC4、RD3、RD4、RD3p等型号。其中RB2、RD2、RE2用于货车转向架，RC3、RD3用于客车转向架。RC4、RD4型车轴用于轴驱式发电机传动车轴，在车轴一段有发电机皮带轮安装座。RD3p用于盘型制动车轴。我国部分客货车上还使用着旧型及非标准滚动轴承车轴，如RD0、RD10、RD13、RD13A、RD14等。旧型滚动轴承车轴与标准型滚动轴承车轴相比，轴身由原来锥形改为圆柱形，以增加车轴的疲劳强度。在个别圆弧处做了适当改进，其他基本相同。
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第4章 车轴常见的故障及原因
4.1常见的故障
4.1.1车轴裂纹
1.车轴裂纹的种类
车轴裂纹分为横裂纹和纵裂纹。裂纹与车轴中心线夹角大于45°时称为横裂纹，小于45°时称为纵裂纹。车轴的横裂纹将减小车轴的有效截面，对车轴强度影响最大，容易发展引起断轴事故，危险性极大。车轴各部都可能产生横裂纹，以出现横裂纹的几率来说，图-1中所示的部位教常出现。
图4-1车轴裂纹
车轴断裂的原因有以下几方面:
1.热切：滚动轴承车轴由于滚动轴承的圈崩裂，滚子破损等原因，也会造成轴箱激热，车轴折断。
2.疲劳断裂：车轴在交变载荷的作用下，使用年久都可能产生疲劳裂纹.。
4.1.2车轴磨伤
1.轴颈磨伤 2.防尘板座磨伤 3.轴身磨伤
4.1.3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。 如图4-2；
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图4-2
4.2产生的原因
4.2.1车轴裂纹
车轴材质不好，或制造和使用中在车轴表面造成伤痕
4.2.2车轴磨伤
滑动轴承车轴的轴颈与轴瓦之间油润不良或混入杂物，会造成轴颈磨伤及轴瓦前后端与轴领和后部轴肩的磨耗，以致引起车轴发热。轴箱激热，内部零件严重磨耗，会使轴箱后壁孔与防尘板座磨耗。有时由于制动拉杆、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。车轴轴身的打痕、碰伤及电焊打火，轮对在运用中或运输时，轴身有可能被磕碰、打击而损伤，在车辆焊修时，有时也会因电焊地线接的不当，造成电流通过车轴将轴身打伤。
4.2.3车轴弯曲
车辆重车脱轨，车轴受到剧烈冲击以及车轴材质不良会引起车轴弯曲。
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第5章 车轮简介
5.1车轮的发展趋势
轮对是车辆中重要部件，它的状态直接影响车辆运行的安全和品质的好坏，贴别车辆向高速度、大载重、轻结构方向发展的今天，对轮对要求的更高。目前世界各国都很重视轮对的改进和研究工作，并取得一定的成就。
铁路是我国的主要运输方式，是国民经济的大动脉。为了提高我国铁路货车技术，缩短与世界先进的差距，铁路货车技术必须与时俱进。铁路货车从整体结构上来说，同其他车辆一样，其主要部件就是轮对。轮对是直接与轨面接触的，它的质量性能好坏，将直接影响列车运行的安全。正确判断轮对故障，保证列车运行，是重点讨论和研究的问题。
随着我国铁路建设的跨越式发展，我国铁路车辆正逐步向高速、大载重的方向发展。车辆的运行状态，是影响铁路安全的重要因素。轮对是车辆走行部的关键部件，是车辆最终受力的部件。它承受车辆的全部重量。在负重的条件下，以较高的速度引导车辆在钢轨上行驶。轮对一旦发生故障，如不及时发现和处理就会引起车辆脱轨、颠覆等严重事故。给人生命财产安全带来巨大损失，影响人们的正常工作和生活秩序。
5.2货车车轮的使用情况
目前，我国铁路货车使用轮对的轴重全部为21t和25t，专用车轮有符合GB8601-1997规定的HDS、HDSA、HES、HESA型车轮，符合TB/T2817-1997规定的HDZ、HDZA、HDZB、HDZC、HEZB型车轮，还有小部分从国外进口的车轮。
（1）H型车轮
符合GB8601-1998的HD、HE型车轮结构不合理，制造质量精度低，除轮毂两侧面、轮辋及踏面、轮缘部分为加工部位外，其它均没有加工，不能满足轮对组装的要求。铁道部规定，从1998年起，停止在货车新造车上装车使用。符合GB8601-1988标准的HB、HC型车轮，不适合货车运输需要，早已退出运输，不再使用。
（2）新型辗钢车轮
针对国标车轮在运用中暴露出的主要问题，提出了具有更高强度的S型辐板车轮。该
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西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 车轮的特点是辐板呈S型，全部用圆弧连接，取消辐板孔，可采用LM踏面外型，适当减薄轮毂孔的厚度，可实现与车轴（GB12814）的突悬组装，降低车轮磨耗20％以上。该车轮实现全加工、全喷丸、全探伤（超探和磁探）以及车轮的残余应力检验、静不平衡等检验，从而有效地保证了车轮的制造质量，确保车轮安全可靠。
HDS型车轮的轮辋最小厚度为65mm，轮毂外径为mm，轮毂公称厚度为40mm；1998年开始使用。HDSA减重车轮的轮径为mm，轮辋最小厚度为50mm，轮毂外径为mm，轮毂公称厚度公称为35mm，较HDS型车轮减轻42kg；2001年开始投入使用。HES型车轮的的轮径为mm，轮辋最小厚度为65mm，轮毂外径为mm，轮毂公称厚度为40mm。减重HESA型车轮将轮辋最小厚度减为50mm；在轴重为25t的型轮对上使用。
减重车轮在HDS、HES型的基础上进行了优化，减轻了质量，有效降低了转向架的簧下质量，改善铁路货车的运行品质，满足铁路运输提速的需要。
（3）新型铸钢车轮
借鉴铸钢车轮在北美广泛使用的现状，有关方面决定引进和使用新型铸钢车轮，现生产轴重为21t、25t，速度为120km/h的铸钢车轮。
新型铸钢车轮的特点主要有两个：一是结构设计先进，采用有限元法对车轮外形进行优化设计，其大圆弧辐板外形可有效提高车轮的结构强度和承受热负荷的能力，并采用LM踏面外形，能满足车辆提速的要求；二是采用先进的石墨模铸造工艺，该工艺具有产品尺寸精度高、安全性能好、制造成本低等优点。并且还按照要求进行车轮辐板喷丸强化、逐个进行车轮在线称重、测量尺寸、测量硬度及辐板荧光磁粉探伤和轮辋超声波探伤，定期分批进行射线探伤检查。
HDZ型车轮的车轮直径为mm，轮辋最小厚度我47.5mm，辐板厚度最小为25mm，从1999年开始投入使用。减重HDZA型薄轮轮毂将轮毂外径减为mm，轮毂公称厚度为33mm，较HDZ型车轮减重32kg，从2001年1月开始生产HDZA型车轮。减重HDZB型薄轮轮辋车轮轮毂外径为mm，轮毂公称厚度为33mm，将轮辋最小厚度减为50mm，将辐板厚度减为23mm，较HDZ型车轮减轻50kg，从2001年4月开始生产HDZB型车轮。减重HDZC型薄轮辋车轮轮毂外径为mm，轮毂公称厚度为33mm，将辐板厚度减为最小20mm，轮辋最小厚度为50mm，较HDZC型车轮减轻70kg，从2003年8月开始生产HDZC型车轮。2004年6月30日前停止生产HDZB型车轮。减重HEZB型薄轮辋车轮外径为mm，轮辋最小厚度为50mm，从2003年8月开始生产HEZB型车轮，在轴重为25t的型轮对上使用。
各型减重车轮在HDZ、HEZ型系列车轮多次进行优化，特别是HDZ型系列列车轮多次进行优化，HDZC型车轮较HDZ减轻了质量70kg，有效降低了转向架的簧下质量，改善铁路货车的运行品质，满足铁路运输提速的需要。
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5.3车轮的种类
1.弹性车轮
弹性车轮是在轮心（轮毂）与轮箍之间安装弹性元件——橡胶垫，与整体车轮相比，车轮在空间三维方向上的弹性比较柔软。这样的车轮称为弹性车轮。这种车轮的优点是：明显减少了车辆的簧下质量，减少了轮轨间的作用力，并切换和冲击的效果很好，提高了车辆的运行平稳性，改善了车轮与车轴的运用条件，减少轮轨之间摩擦，减少了噪音。车轮的缺点：结构复杂，制造检修较难，并且会使车辆运用阻力略有增加。 2.辗钢轮
辗钢轮又称辗钢整体轮，是有钢锭经加热碾轧而成，并经过淬火处理。辗钢轮具有强度高、韧性好、自重轻、安全可靠的特点，运用中不会发生轮箍松动和崩裂故障，适应重载和运行速度高德要求；并且维修费用低，轮缘磨耗过限后可堆焊，踏面擦伤后可旋削等优点。所以是我国铁路的主型车轮。但是辗钢轮制造技术复杂，设备投资大。 3.铸造形式车轮
铸钢车轮是有钢水在生产线上直接铸造成型。与辗钢轮相比省去了铸锭、截断 在加热等诸多程序，因而具有生产工序少、劳动力消耗少、生产能耗低。
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第6章 车轮的构造及功能介绍
6.1车轮的结构
车轮结构由车轮直径，轮辋，轮毂尺寸，轮毂辋距，辐板形状，车轮踏 面外形所决定。每个尺寸和每个部位形状都是有特殊意义的。车轮设计时需要对尺寸和形状进行研究确定。
6.1.1 车轮直径
车轮直径对其本身及整个货车都有较大影响。一方面车轮直径越大，货 车重心越高，货车动力学性能越差。另一方面，增大车轮直径，可以降低轮轨的接触应力，降低车轮磨耗速率，增加车轮的热容量，提高踏面制动热负荷的承受能力，因此直径大小应根据货车情况综合确定。但总的来说，货车轴重越大，车轮直径应越大，以提高车轮的热容量和增加轮轨的接触面积，减少踏面损伤和磨耗。另外，车轮直径的取值还应注意规格的标准化系列化问题，以利于车轮制造和检修。目前铁路货车车轮直径大多为840mm，特殊铁路货车车轮直径为915mm。
6.1.2 轮辋
轮辋宽度尺寸主要取决于轮轨的搭载量。当车轮对运行在曲线上时，外 侧车轮轮缘靠近钢轨，内侧轮缘远离钢轨。只有内侧轮缘踏面在钢轨上的搭载量足够，才能不使轮对脱轨。
《铁路技术管理规程》规定，当曲线半径在300m以下时，轨距应加宽15mm。因此最大规矩1435+15+6=1456（mm）
轮对最小内侧距为1354mm； 轮缘最小厚度为23mm； 轮缘踏面外侧倒角5mm； 钢轨头部圆弧半径R13mm； 钢轨内测磨耗2mm；
轨枕弯曲、道钉松动等引起轨距扩大8mm； 重车时车轴微弯引起轮对内侧距减小2mm； 轮轨安全搭载量7mm考虑。
根据上述数据算得轮辋最小宽度应为120mm，考虑到货车过驼峰时实施的制动，车轮
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外侧面磨耗5mm，则轮辋最小宽度应为125mm。目前铁路货车车轮轮辋宽度为135—140mm。
轮辋厚度通常指新轮辋厚度。对正常服役的车轮的判废依据是剩余轮辋厚度，新轮辋厚度与判废轮辋厚度之差为轮辋有效磨耗厚度。轮辋越厚，有效磨耗厚度就越大，但车轮自重也大。有效磨耗厚度越厚，车轮使用寿命越长，新旧车轮直径差就越大。
货车检修时，为了满足货车之间悬挂要求，经常需要在心盘旁撑等位置增加调平垫板。如果新旧车轮直径差过大，所需增加的垫板厚度相应的厚这样心盘螺栓越容易折断，同时也将增加检修工作量。
轮辋质量占车轮质量较大的比例，即轮辋质量在很大程度决定了车轮质量。特别是铸钢车轮，由于浇铸工艺原因，轮辋质量越大，就要求辐板越厚，车轮质量将更大。车轮质量为簧下质量，其质量的增加对轮轨垂向动作用力有较大影响。
为了提高轮辋硬度以提高使用寿命，生产中对车轮踏面进行淬火处理。由于淬火工艺特性，淬硬深度受到限制。轮辋越厚，内部硬度越低，耐磨性能越来越差。虽然车轮使用寿命随着轮辋厚度的增加而延长，但延长的比例越来越小。
从车轮使用寿命的角度来考虑，轮辋应越厚越好。但从车轮质量和新旧车轮直径差的角度来考虑，轮辋厚度应越小越好。轮辋厚度尺寸各有利弊，应根据货车具体使用条件及上述各种影响因素综合确定。
目前铁路货车车轮轮辋厚度主要有50mm和65mm两种。
6.1.3 轮毂
车轮和车轴靠过盈配合组装在一起，轮毂的主要作用是将车轮牢牢固定 到车轴上，其尺寸主要由轮轴配合所需要的紧固力所决定。铁路货车车轮轮毂长度名义尺寸178mm，轮毂厚度随着轴重的不同而变化。在轮毂长度尺寸和轮轴间配合过盈量一定的情况下，轮毂厚度约厚，车轮质量越大、轮轴间的紧固力也越大。合理的轮毂厚度应该是；在满足轮轴紧固力要求的前提下，厚度尽可能地小，以减轻车轮质量。
6.1.4 毂辋距
毂辋距指轮毂内侧面与轮辋内侧面之间的轴向距离，该值与轮对内侧距、车轴两轮座之间的距离有关，因此在选取毂辋距时不能仅从车轮的角度考虑，目前铁路货车车轮该值为68mm。
6.1.5 辐板形状
辐板的强度直接关系到行车安全，因此车轮辐板应有足够的强度。辐板形状对车轮的结构强度和刚度有较大的影响。较小的径向刚度可使车轮具有较大的弹性，可以改善制动
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西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 热负荷作用下车轮的应力状态和降低轮轨动作用力，因此辐板的径向刚度应适当的小。辐板的轴向刚度应尽量的大，否则车轮将产生较大的轴向变形。轴向变形过大改变轮轨正常接触位置和轮缘角度，影响车辆运行性能，增加爬轨的可能性。一个的辐板形状，可以在不增加自重的条件下大幅度地提高车轮的结构强度，改善车轮的刚度。辐板的形状有；直辐板、S型辐板、波浪形辐板、盆形辐板。
6.2车轮的各部分名称及作用
6.2.1 车轮形状
图6-1车轮
6.2.2各部名称和作用
1.踏面：车轮与钢轨面和接触的外圆周面，具有一定的斜度。踏面与轨 面在一定的摩擦力下完成滚动运行。
2.轮缘：车轮内侧面的惊醒圆周凸起部分，。其作用是防止轮对出轨，保证货车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部分，它保证踏面内具有足够的强度，同时也便于加修踏面。
4.轮毂：车轮中心的圆周部分，它与车轴通过过盈的方式配合在一起，保证车轮可以和车轴一起转动。
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5. 辐板：连接轮辋与轮毂的部分，呈板状者为辐板，它使车轮具有弹性，则在里的传递时较为缓和。
6.轮毂孔：是安装车轴的地方，它与车轴上的轮座部分相配合。 7.辐板孔：为车轮吊运而设（后取消）。
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第7章轮对故障发生的原因和危害分析及其防范措施
7.1原因分析
造成轮对故障大幅增加的原因是什么,它有什么样的规律,又有什么样的必然因素,下面从以下几个方面分析一下原因: 第一、气候因素
我国富源辽阔,从东北到西南,从华东到新疆,铁路线的长度都在5000公里上下,而且我国跨纬度非常大,从热带亚热带到温带、寒带,当南方阳光明媚的时候东北还处在冰天雪地之中,温差非常大,使车辆配件特别是轮对承受非常大的考验,使得材质容易发生变化,加上车轮不断的在滚动中不断与闸瓦发生摩擦,使表面材质过早产生疲劳,以致剥离缺损。 第二、设备因素
铁路货车车辆由于运输的需要,不断要进行编组,在一些大型编组站使用缓行器,有的使采取用夹板的方式夹住轮对,使车辆减速,来降低车辆速度,因此,使轮对受到不同于正常运行的阻力或打击,当遇有缺陷的轮对时,极易发生缺损.而在一些小型编组站,由于设备落后,还在使用铁鞋制动,当车轮踏面接触铁鞋后由于惯性原因还要再向前继续运行,但已不是滚动,而是变成了滑行,滑行距离较长时很容易擦伤轮对。 第三、车辆在运行中的因素
车辆在运行中,各种情况非常复杂,有自身的、外界的，是车辆轮对故障产生的主要因素，具体说来包括车辆自身结构方面的和机车操纵方面的及制动机性能方面。 a、车辆构造因素
今年来,车辆新技术得到大量应用,如交叉支撑装置,窄导框结构的侧架HDS型整体碾钢车轮，HDZ型整体铸钢车轮,L-A、L-B、L-C型组合式制动梁,高磨合成闸瓦,弹簧托板,一体式构架等.使车辆性能大为改观,特别是提高了运行速度,从过去平均时速30-40Km/h,提高到了80Km/h,一些直通货场列车甚至接近100Km/h，行包列车更是达到了120Km/h。货车运行速度的提高,完全得益于提速转向架,转K2型转向架,转K4、转K5、转K6型转向架成为现行货车的主型转向架,车辆结构更加紧凑合理,这些优点是不争的事实,但凡事有利必有弊.货车运行速度的提高使制动距离延长,闸瓦与车轮踏面的磨擦加剧,特别是使用高磨合成闸瓦后,闸瓦本身虽然耐磨但对车轮的损伤却非常大,一方面摩擦时间长造成轮踏
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西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 面表面的温度上升非常快,使材质变软;另一方面温度升高后闸瓦本身变化,将踏面表层较软的部分粘住,在不断滚动中使表层材质不断脱落,另外一个重要因素是整体辗钢车轮的踏面耐磨性减小，在实际运用中我们经常可以看到高磨合成闸瓦磨下的金属铁屑及踏面被磨出的构槽形状及明显的磨耗过限状况,甚至有的轮踏面凹下情况非常严重,圆周磨耗严重超限。而对于一部分仍使用转8A型转向架的运用货车来讲,由于各部配件的配合尺寸较为不紧凑,所以车辆在运行中各部配件出现的偏磨现象较多,如车辆在通过曲线时靠外一侧的轮缘与钢轨紧贴,造成轮缘的偏磨。上述情况都是在列车正常运行中发生的，因此也可以称之为必然现象。 b、机车操纵方面的因素
由于目前我国的国情原因,客货车尚不能实现分专线行驶,货车只能在客车通过的间隙中通过,而在繁忙线路上,如我作业场在成昆上、下行线的关键位置,成昆、下上行的货车和宝成、成达上行的货车都要到这里进行检修作业及编组,要想保证运输畅通列车就要不断的加速减速,才能正点到达,而在此过程中,如果由于机车操纵原因加速过快必须减速,就必须加大制动力，另外在长大下坡道上,列车由于长时间带闸运行使得闸瓦与车轮的磨耗加剧。在上述两种情况下很容易引起车轮踏面擦伤,这种属于一种必然因素。 c、制动机性能的影响
目前我国铁路货车的制动机类型主要有GK型、103型、120型三种及新生产的120-1型,120型制动机是运用货车的主型制动机,性能较好,但不足之处就是在与GK型.103型制动机混编时容易出现不稳定的情况,如引起紧急制动,制动后缓解不良,制动力过大等情况.尤其是后面两种情况危害很大,它是目前导致车轮踏面擦伤的罪魁祸首。在目前情况下,这是一种必然引起的现象,相信经过一段时间的制动机改造,这种情况会有好转。 第四、材质不良
造成轮对故障的另一个因素是材质不良。目前我国铁路货车装用的轮对主要有整体碾钢轮对、新型提速减重碾钢或铸钢轮对。如：HDS型、HDZ型、HDSA型、HDZB型等，新型提速减重轮对的踏面剥离、擦伤、圆周磨耗较多，而整体碾钢轮对由于自身结构特性发生辐板孔裂纹的现象较为集中,造成这种情况的主要原因是在铸造的过程中,材质缺陷或工艺未达到要求而造成的。从实际运用情况看，发生踏面剥离的新型提速减重整体碾钢轮或整体铸钢轮，使用时间都不长，车轮在出厂质量上存在缺陷，会导致车轮的局部凹下等情况。
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西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 第五、其他因素
除以上几方面外，发生轮对故障的还有其他因素。如：车辆在专用线上装车时，钢轨上石矿渣等其他硬物会造成车轮踏面的大面积麻点，逐步发展为其它危害较大的故障。还有车辆在运行中的离心力，在吊装过程中的损伤等都容易造成轮对故障。
7.2轮对故障的危害分析
轮对故障的存在，不仅仅是对轮对本身不利，更重要的是它还会造成一些比轮对本身危害更大的危害。综合分析起来有： 1、轮对自身故障危害
a、轮缘与踏面偏磨所造成的危害
踏面偏磨后，容易引起轮径差过大，造成车体重心偏向小轮径一侧，加剧了踏面偏磨。 b、轮缘磨耗超限后的危害
轮缘磨耗超限后会导致轮缘根部断面减薄，强度下降，在轮缘根部易产生裂纹和缺损，还会使轮缘与钢轨间的游间增大，减少了车轮的安全搭载量，而且加剧了轮对的横向运动，在通过道岔时爬上尖轨，造成脱轨或轧伤尖轨，而且在磨耗超限后，当通过曲线时，不仅增加了运行阻力还加剧了轮缘的磨耗。 c、车轮踏面擦伤及局部凹下超限后的危害
踏面擦伤及局部凹下超限后，轮对的圆弧面上会出现较大的局部平面，使轮对不能圆滑滚动，增加了轮对的冲击震动，当轮径为840MM，擦伤深度为2MM时，其弦长为82MM，就是说有82MM的平面参与了滚动，车辆每运行一公里，该平面打击钢轨约2700次左右。试想一下，一辆重60t的敞车，加上自重20t，总约80t，每个车轮所承受的重量为10t，这是静止状态下，如果车辆再以每小时80公里左右的速度运行，那对钢轨的打击振动以及车辆上的其它配件都是一个极为严重的考验。 d、踏面剥离、缺损超限的危害
发生踏面剥离及缺损超限后，不但增加了轮对的冲击振动，更严重的是随着车辆的运行，剥离及缺损部位不断加剧，尤其发生缺损后，当缺损部位至相对轮缘之距离小于1508MM时，通过曲线时就有可能发生车辆脱轨造成行车事故。 e、辐板孔裂损超限的危害
车轮辐板孔虽吊装方便，但这种轮对经过长时间使用后，辐板孔处的裂损情况非常严
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西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 重，特别是当轮对经过多次旋削加工后轮辋减薄，很容易发生辐板裂损故障。近几年因辐板裂损而造成车轮崩裂的事故不在少数。我作业场一职工曾经发现一起辐板裂300MM的重大故障，情况已岌岌可危，如果漏检必然会造成车轮崩裂，车辆脱轨、颠覆事故。 2、由轮对故障引发的其它故障 a、大部件断裂
车辆的摇枕，侧架各梁等大部件是受力较为集中的地方。当轮对擦伤、凹入、剥离、缺损过限时，加大了车体的冲击振动，当遇到大部件存在缺陷，货物装载超重情况时，容易使大部件受力过于集中而发生断裂。如：摇枕断裂、侧架断裂冷切轴等等，而造成行车事故。 b、损伤钢轨
轮对擦伤、凹入、剥离、缺损过限时，会加大对钢轨的打击力度。特别是在两根钢轨的接缝处，因用铆钉和夹板连接，在承受较大的打击时，铆钉孔处易发生裂损或使铆钉折断，钢轨发生位移，而造成脱轨，另外轮对其他部位磨耗超限后，也可能会损伤尖轨，岔尖等设备。 c、引发轴承故障
滚动轴承是与轮对联系最为紧密的部件，当轮对擦伤、凹入、剥离、缺损过限后轴承所承受的冲击载荷和交变载荷会加大，使轴承的运转发生异常，而逐步发展为保持架裂损，滚子破裂，外圈裂损等，会引导热切轴而造成行车事故。 d、制动梁故障
制动梁是车辆在运行当中与轮对接触很频繁的配件，当遇有超限的轮对时，制动梁所承受的冲击力和振动力会加大，进而引发制动梁支柱裂损、梁体裂损、端轴开焊、折断等故障，危及行车安全。 e、其它故障
除上述情况外，轮对故障还可能引起车钩托梁螺栓松动、脱落，钩尾框托板螺栓松动、脱落后造成钩尾框托板脱落，从而造成列车分离等事故，还可能引起货物重心发生位移造成车体倾斜超限，损坏建筑物或行车设备，以及在空车时引发枕簧窜出、丢失，重车时造成摇枕弹簧，轴箱弹簧折断等故障而危机行车安全。
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7.3制定有效的防范措施
既然轮对故障存在之多，危害那么大，在分析存在的原因及发生的规律后，应制定有效的防范措施。
1、在车辆检查维修过程中，检车员要严格按照作业指导书去检查维修车辆，落实各项维修质量标准，蹲轮到位，全面检查。最为切实可行而且有效的办法是做好列车进站时的接车工作，做到接车到位，严格执行接车四注意制度，早到位，接满车，特别是在尾部检车员要尽到责任，在接车过程中发现车轮振动力较大和特大的情况时，用对讲及时与相关人员联系，对异状车轮做好跟踪检查，如有必要须与机后检车员联系好让机车把异状车轮的异状部位拉到便于检查和测量的位置，当出现列车连续到达的情况时，工长和尾部检车员及时通知各对作业人员转线接车并做到接车到位。检车员发现有超限的轮对故障时要和同对人员做好会诊检查，并及时通知工长到位鉴定，然后妥善处理，把相关情况及时准确的记载到车统-15上，方便HMIS系统输入及日后检查。
2、与5T系统的室内检车员做好沟通，及时联系，TPDS系统发现和预报的轮对故障有着非常重要的作用，它能相对准确的预报故障轮对的编挂位置，故障部位及故障级别。在货车不断提速的大前提下，它能有效的提高室外检车员的工作效率，因此在日常工作中，对室内检车员预报的轮对故障一定要做好全面细致的检查和测量，准确判断，妥善处理，努力做到不放过一个超限的故障轮对上路。
3、充分发挥工人技师，工长的技术优势，提高检车员的技术业务素质。检车员作为检查和维修车辆的主体，他们的技术业务素质直接决定着车辆的运行安全。一方面是要充分发挥他们的技术业务水平，做到合格的“车辆大夫”，按规定标准程序检修车辆。另一方面是提高他们主动遵章守纪的意识，从安全管理，思想教育，经济奖励等方面使他们增强责任感，提高积极性，树立牢固的安全意识，另外对检车员做好新技术的培训，使他们掌握发现好故障的方法，具备处理新故障的能力，并经常组织职工参观故障展览，交流发现轮对故障的好方法、好经验，提高他们发现轮对故障的能力。
4、车轮生产厂家要不断提高工艺水平，改善材质的特性，各生产和检修单位严把质量关，装用质量优良、符合要求的轮对，从源头上提高轮对的质量，同时要做好新技术的使用，改造工作，提高车辆装备的合理性、统一性，使运用货车的质量能达到明年第六次大面积提速的要求。
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第8章 轮对故障检测最常用的工具
8.1第四种检查器
8.1.1概述
随着铁路车辆轮对检修工艺的改进，原有第三种检查器已不能适应现在轮对检修测量的要求。因此，由哈尔滨铁路局计量测试中心监制的第四种检查器应运而生。第四种检查器，它是在铁道部规定的适用于车轮限度检测的第三种检查器基础上，改进研制而成的。第四种检查器比第三种检查器扩大了车轮检测范围，由原来第三种检查器能够测量六个部位的尺寸限度，增加到能测九个部位的尺寸限度，并包含了第三种检查器的检测功能。同时在测量方法上，能够与国际接轨，改变了过去轮缘厚度以轮缘顶点为基准的测量方法，使轮缘厚度的测量更具合理。在测量精度上，有些部位的尺寸，如轮缘厚度、踏面圆周磨耗可精确到0.lmm，提高了检测精度。成为我国铁路车辆轮对第三代检测工具。根据上级通知第四种检查器于1999年1月1日起正式使用，轮缘厚度尺寸运用限度改为不小于23mm，辅修限度改为不小于24mm。在现场检测中如果发生限度检测争议，铁道部规定要以第四种检查器测量为准。
8.1.2第四种检查器的构造
第四种检查器由底板、测尺、样板三部分组成。如图8-1所示
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图8-1四种检查器
1.底板部分
底板是安装测尺、刻打测量线，构成第四种检查器主体形状的基础部分，在窄边内侧装有定位角铁，窄边上面刻有两段0一75毫米的刻线，分度值为1.Omm，用以测量踏面剥离长度和轮辋厚度；宽边底板上面刻有标准磨耗型踏面曲线即零位线（后来制造的检查器已取消）和55一130毫米刻线，分度值1.Omm；底板面距窄边内侧7Omm处，装有定位档，方便了踏面测尺在7Omm处的定位，并提高了定位的准确性；底板面上侧用螺钉将导板及测尺固定于底板上，构成了以底板为基础的测量机构。
2.测尺部分
（1）测尺及相关刻度尺
测尺有踏面测尺和轮缘测尺两种，这两种测尺均装在尺框内，可作上下移动，当推动踏面测尺上下移动时，能够带动轮缘测尺一起动作，但由于轮缘测尺背部开有一个长槽，使踏面测尺与轮缘测尺有一个相对移动量，而且当踏面测尺向下移到轮缘测尺背部长槽下端时，踏面测尺的Ｂ点距轮缘测尺的Ｆ点正好是l2mm，这个l2mm的距离，就是确定轮缘测尺Ｆ点到踏面基准圆的高度的，使轮缘测尺有一个准确的定位。
安装测尺的尺框装在导板上，可沿导板作横向移动。导板左端刻有12一35mm刻度，称为测轮缘厚度的主尺，在尺框左边配有游标尺，称为副尺，分度值可精确到0.lmm，主、
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西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 副尺配合使用，用来测量轮缘厚度；导板右端刻有130一145mm刻度，分度值为1.Omm。它与尺框左边游标尺配合使用，用以测量轮幅宽度；踏面测尺下部尖端称Ｂ点，测尺下部有 -3一9mm刻度，分度值为0.5mm，与零位线配合使用，用以测量磨耗型踏面圆周磨耗和踏面擦伤深度；测尺上部在尺框对应处右边有0一lOmm刻度，分度值为0.5mm测量时与右侧尺框上的刻线相对应，用于测量锥型车轮踏面；测尺上部与尺框对应处左边有0一2Omm刻度，称为测量磨耗型踏面圆周磨耗的主尺，在左侧尺框上配有游标尺，称副尺，分度值可精确到0.lmm，这部分的主、副尺是专门用于测量磨耗型踏面7Omm处的圆周磨耗。
为了使踏面测尺方便、准确的定位于距第四种检查器Ｅ边7Omm处，在该处底板上设有定位档，在踏面测尺定位时，将测尺调整靠紧定位档左侧，即定位于测踏面 7Omm基准圆的位置上。
（2）游标尺的精度及读数计算
第四种检查器上装有两个游标尺，此游标尺的精度，是在副尺上把实际长9mm的线段分为10等份(格)，这样副尺上每格与主尺每格(lmm)相差为(l0mm一9mm)/lO＝O.lmm，这就是第四种检查器可以确认的最小精度尺寸。确认测量尺寸时，先确认副尺0刻线对准或超过主尺上的整数毫米尺寸数，如果0刻线与主尺上某一整数毫米刻线正好对齐，这个测量尺寸就是该处的主尺整数尺寸，没有小数存在。如果0刻线没有和主尺上某一整数刻线对齐，则应先确认0刻线刚好越过的主尺整数尺寸数，余下不足一格(lmm)的数值，再从副尺(游标)上看第几刻线与主尺上哪条刻线对齐，即为余下的小数毫米。如果副尺上第一刻线(不含0刻线)与主尺上刻线对齐，小数尺寸为0.lmm，如果副尺上第二刻线与主尺上刻线对齐，小数尺寸为0.2mm，依次类推。计算时，把主尺整数毫米尺寸加上副尺小数毫米尺寸，即为所测尺寸。请看图例说明。
在第四种检查器中，轮缘厚度、踏面圆周磨耗、轮幅宽度部分尺寸，可以按上述方法计算尺寸，其它尺寸因构造原因无法确定准确的小数尺寸，只能从测尺上直接读取数值。如图8-2。
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图8-2四种检查器读数 （3）样板部分
样板部分主要是轮缘垂直磨耗检查样板，在样板上刻有12一20mm刻度，使用时，将其安装在轮缘测尺下部的紧固孔上即可使用。第四种检查器的各部名称如图1-1所示。
8.1.3 第四种检查器的检测功能
1.车轮踏面圆周磨耗深度； 2.踏面擦伤和凹陷深度； 3.踏面剥离长度； 4.轮缘厚度； 5.轮辋厚度； 6.轮辋宽度； 7.踏面辗宽； 8.轮缘垂直磨耗；
9.车钩闭锁位钩舌与钩腕内侧距离。
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8.1.4第四种检查器使用方法
1.测量车轮踏面圆周磨耗
首先推动尺框(4)避开定位块(8)，向左移，再推螺钉(2)带动踏面磨耗测尺和轮缘厚度测尺移到最上端，然后推动尺框(4)沿导板向右移至定位块(8)挡住，定于70 毫米基线处。将第四种检查器置于车轮上，使检查器Ａ点落于轮缘顶点，Ｅ边定位角铁靠紧车轮内侧，底 板指向车轴中心线，再下推踏面磨耗测尺(10)，使其尖端Ｂ点与踏面接触，此时，可在测尺 (10)下部刻度与零位线对准处直接读数，(分度值 0.5mm)，或在游标尺(16)上读数，精度可 达 0.lmm，即为踏面圆周磨耗值。 2.测量轮缘厚度
首先按测量踏面圆周磨耗的方法，测出踏面圆周磨耗(其数值可不记)， 使轮缘测尺Ｆ点定位于车轮踏面 7Omm 基准圆向上12mm 的高度处，实际推动踏面测尺下移，消除与轮缘测 尺内部上下移动空隙后Ｂ点到Ｆ点的垂直高度就是l2mm， 再上推踏面测尺(10)移动 2 一 3mm，轮缘测尺(12)保持不动，紧固垂直紧固螺钉(7)，然后向左推动尺框(4)带动轮缘测尺(12) 左移，使Ｆ点接触轮缘外侧，此时可从游标尺(14)上读出轮缘厚度值，精确到 0.lmm，即为 轮缘厚度尺寸。 3.测量轮辋厚度
首先按测量踏面圆周磨耗的方法，测量出踏面圆周磨耗数值，记下该数并保持第四种检查器在车轮上的位置不动，再找出Ｅ边刻线与轮辋内棱角密贴处对应的尺寸，用对应处的读数尺寸减去车轮圆周磨耗尺寸，即为轮辋厚度尺寸。如辗钢轮，轮辋内有Ｒ8 圆弧时,轮辋 厚度尺寸应加 4mm 为轮辋实际尺寸。 4.测量踏面擦伤及局部凹下深度
将第四种检查器置于车轮上，Ａ点接触轮缘顶点，Ｅ边紧靠车轮内侧，尺身底板指向车轴中心线。推动尺框(4)带动踏面测尺(10)，沿导板移至擦伤最深处，紧固水平紧固螺钉(3)，下移踏面测尺(10)使Ｂ点接触擦伤最深处，磨耗型踏面以零位线为基准，读出踏面测尺(10) 与零位线所对准的尺寸(锥型踏面则读出尺框4 右侧刻线对应处的尺寸)。 然后将第四种检查器沿同一圆周方向移到末擦伤处，量出该处圆周磨耗值，用擦伤处的数值减去末擦伤处的圆周磨耗值即为车轮踏面擦伤深度。(局部凹下深度测量方法与擦伤深度测量方法相同)。值得指出的是：新型的第四种检查器因取消了零位线，上述尺寸都从测踏面磨耗游标尺上来确认刻度尺寸。
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西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 5.测量轮缘垂直磨耗
将轮缘垂直磨耗样板，紧固在轮缘厚度测尺下端螺钉孔(11)处。 然后将第四种检查器Ａ点落于轮缘顶点，Ｅ边紧靠轮辋内侧，尺身底板指向车轴中心线，再推动尺框(4)靠近轮缘，使磨耗样板靠紧轮缘与踏面过渡圆弧中部，样板圆弧部分与过渡圆弧相吻合，这时观察轮缘外侧与样板竖直部分贴紧处的尺寸，即为轮缘垂直磨耗值。 6.测量踏面剥离长度
用第四种检查器窄边外侧0一75mm 刻度尺，沿车轮圆周方向(不是剥离长度方向)测量踏面剥离两边缘之间的长度，为踏面剥离长度。列检测量时先测出剥离长度两端不足lOmm 的部分，划出测量线，然后用检查器窄边刻度尺沿车轮圆周方向测量两线之间的长度，即为 踏面剥离长度。 7.测量轮辐宽度
将尺框(4)及测尺向右摧至导板端部，检查器Ａ点落于轮缘顶点，Ｅ边紧靠轮辋内侧，尺身底板指向车轴中心线。推动测尺向下移动，使轮缘厚度测尺对准轮辋外侧平面，再向左移动尺框(4)及测尺，轮缘测尺(12)Ｆ点靠紧轮辋外侧平面，看导板右端刻度尺与游标尺（14）零刻线对准处的尺寸，即为轮辐宽度尺寸。 8.测量车轮踏面卷边（辗边）
将检查器尺框（4）及测尺沿导板推向右端，检查器Ａ点落于轮缘顶点，Ｅ边紧靠轮辋 内侧，尺身底板指向车轴中心线，推动测尺向下移动，使轮缘厚度测尺（12）越过卷边，再 向左移动尺框（4）及测尺，直至轮缘测尺Ｆ点靠紧轮辋外侧平面，这时观察卷边(辗边)宽 度是否超出轮缘测尺的卷边测量线(13)，超出者即判定过限。 9.测量车钩闭锁位钩舌与钩腕内侧面距离
在车钩处于闭锁位置时，用检查器窄边外侧底板(适用于运用、轴检、临修)水平插向钩 舌与钩腕之间，上、中、下测三处，其中有一处能插入者即为过限。
8.1.5第四种检查器的结构特点
第四种检查器将轮缘厚度测尺和踏面磨耗测尺设计在同-尺框内,可同时在水平导板上移动,也可在尺框内做上下移动，在测量踏面磨耗时,轮缘厚度测尺随之同步向下移动,始终保持两尺头的垂直距离为12mm。这样,在完成踏面磨耗测量后,由于踏面磨耗测尺的弹
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西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 簧片弹性小于轮缘厚度测尺的弹簧片,所以在进行轮缘厚度测量时,因踏面呈坡状,向上退踏面磨耗测尺时,轮缘厚度测尺停留在距离踏面70mm处向上12mm处测量点,实现了以踏面为基准测量轮缘厚度的方案。
8.2轮对直径检查尺
车轮直径检查尺的构造如图所示。使用时，根据轮径大小，先固定检查尺一端，再将检查尺从轮背内侧放到车轮上，与车轮内侧面靠紧，刻码尺就处于踏面基线位置，移动刻码尺测量直径。然后将检查尺中段距离加两端刻码尺数字即为车轮直径。同一车轮须检查垂直直径两处，两直径之差不能大于0.5mm。目前，现场已普遍采用数显示轮径尺，该尺直接读数，操作方便。
8.3轮背内侧距离检查尺
图8-1轮背内侧距离检查尺
轮背内侧检查尺的构造如图所示。使用时将检查尺C、D两部分均放在轮缘顶点上，使C部先推向一侧车轮轮缘内侧面并靠紧B边，然后再推动E部，使A边靠紧另一侧轮缘内侧面，将E部螺丝拧紧，E部上的中间刻线所对D部上的刻度即为轮对的轮背内侧距离的尺寸。测量时，须沿车轮圆周方向每120°测量一处，共测量3处。
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第9章 轮对的探伤检查
为了及时发现轮对的内部缺陷，防止事故的发生，在检修时应对车轴个部位用探伤仪进行检查。目前轮对的探伤检查基本上采用两种方法，即电磁探伤与超声波探伤。电磁探伤用于检查轴颈、防尘板座以及轴身有无裂纹；超声波探伤用于检查以组装好车轮的车轴镶入部有无裂纹、接触不良以及透声不良。这两种方法均属于材料的无损检测方法。
9.1电磁探伤
9.1.1电磁探伤的基本原理
电磁探伤是利用电磁原理来发现金属缺陷的方法。这种探伤方法是将铁磁材料的零件磁化，零件缺陷处的磁阻就会增大，利用磁漏来发现缺陷。
最常用的有两种，即闭合环型和马蹄型。 1.闭合环型电磁探伤器
这种探伤器的构造较为简单，是由直径4mm两根并排的裸铜线包以绝缘材料绕成，闭合环直径为240-300mm，圈数为10-15圈，绕好以后扎紧，外面再包白布带，浸以绝缘漆，然后烘干，装上一个手柄和两个接线铜螺丝而成，如图9-1。
图9-1闭合环形电磁探查器
2.开合马蹄型电磁探伤器
它是车辆部门常用的一种多用途电磁探伤器。这种探伤器的外形即与卡钳相似，又与马蹄相似，是由两个圆弧形的铁臂组成，铁芯断面为20mm×30mm，两臂上均绕有线圈，是用2.3mm²的双砂包线绕120圈；臂的一端有一个支点，臂头制成一铅垂线成32°的斜坡，
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西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 使臂头与被探工件成58°，电源为24V或36V，交、直流均可，电流约为15A，功率为300W；在探伤器上还装有24V照明灯及电源开关。图9-2
图9-2开合马蹄型电磁探伤器 9.1.3电磁探伤的操作方法
轮对探伤一般的操作应按如下顺序进行：
1.每日探伤前，应先检查探伤器的灵敏度及性能。确认探伤器良好后，再进行探伤操作。
2.必须将轮对表面的锈垢、油污、灰尘及水分清除干净，露出基本金属面。 3.干法探伤时，必须使用洒粉器向车轴表面均匀抛洒磁粉，不宜过多或过少。 4.使用环形探伤器时，线圈内径面距车轴探测面的距离不大于50mm，探伤器的移动速度不大于150mm/s，分段探伤每段长度不得超过30mm并往复施深2-3次。
5.在探伤过程中车轴出现磁粉聚集即缺陷磁痕时，需用标记笔在车轴上划出缺陷磁痕出现位置的范围，详细记录缺陷磁痕位置、尺寸和形状。
6.发现缺陷车轴时，须由有关人员共同参与鉴定并签章。
7.每个轮对或车轴探测节省后，均应使用标记笔在车轮辐板内侧面或轴身上划出明显的磁粉探伤检查标记；发现车轴有缺陷时，必须使用白铅油做出标记，注明缺陷性质和位置。
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8.每个轮对或车轴探测结束后，探伤人员须分探测部位按规定格式详细填写轮对卡片并签章。
9.2超声波探伤
9.2.1超声波的基本原理
用超声波发生器向工件内发射超声波，超声波遇到缺陷时受阻，检测缺陷反射回来的超声波和超声波通过工件后衰弱的程度，即可发现缺陷及位置。
9.2.2超声波的特性
1.超声波的指向性 2.超声波的绕射
3.超声波的反射、折射、反射率和穿透率 4.超声波的波型 5.超声波在介质中衰弱
9.2.3超声波探伤仪简介
目前国内外使用最广、效果最好的是脉冲反射式探伤仪。脉冲反射式探伤仪的原理如图9-3所示。
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图9-3超声波探伤器
9.2.4轮对超声波探伤工艺
对轮对进行超声波探伤的目的，主要是发现轮座被轮毂包围部分的裂纹、轮座与车轮轮毂孔接触不良及车轴透声不良等故障，还有检查不退轴承后轴承内圈时滚动轴承车轴轴颈卸荷槽部位有无裂纹。
9.2.5轮轴微机控制超声波自动探伤机探伤工艺简介
为了保证车辆检修质量和行车安全，提高轮对超声波探伤的可靠性，促进超声波探伤技术的发展，铁道部车辆局组织郑州铁路局江岸车辆段开发研制了“轮轴微机控制超声波自动探伤机”，目前已在全路推广使用。铁道部车辆局于1998年8月31日公布了《轮轴微机控制超声波自动探伤机探伤工艺规程》，规定自1998年11月1日起执行。
已推广使用的LWCZT型轮轴微机控制超声波自动探伤机共有4个机型：A型是专门探测滑轮轴承轮推的，随着技术进步滑轮轴承轮对已淘汰，此机型已停止制造。B型机是专门探测客车的RC3、RC4和RD3、RD4退步圈及不退内圈滚动轴承轮对的；C型机是货车滑
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西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 动和滚动轴承轮对通用型的自动探伤机；D型机是客、货车通用型的轮轴超声波自动探伤机。这四种超声波自动探伤机虽然适用范围不同，但其构造原理和方式都是相同的。
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总结
为适应铁路跨越式发展的要求，明年全路要进行第六次大面积提速，部局领导对车辆的轮对故障十分重视，并下发了专门的文件，要求各路局、各段对轮对故障切实重视起来，积极处理轮对故障，有了上级领导和主管部门的重视，作为我们搞货车运用工作的来讲是一个充分展示自己的机会。通过这几年的学习，学习到了很多的新知识。认识到轮对对火车的安全起着重要的作用，在学习的过程中掌握了轮对易损坏的部件和处理方式，并且实际操作了怎么进行轮对故障处理。在这两年半的时间里和老师同学们相互交流掌握了很多车辆方面的新知识，使自己在以后的工作中更轻松，为我国铁路事业做出更多的贡献。
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致谢
我首先要感谢我的论文指导老师王伯铭老师。王伯铭老师对我论文的研究方向做出了指导性的意见和建议，在论文撰写过程中及时对我遇到的困难和疑惑给予悉心指点，提出了许多有益的改进性意见，投入了大量的心血和精力。王伯铭老师对我的帮助和关怀表示诚挚的谢意!同时，还要感谢西南交通大学车辆工程张老师们和所有同学们，大家在车辆工程课程学习中互相学习，互相帮助，共同度过了一段美好难忘的时光。
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参考文献
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