关于对转8A型转向架的浅析和探讨.doc

关于对转8A型转向架的浅析和探讨摘要：本文介绍了我国现有转向架的特点，分析了转8A型转向架的组成， 性能以及它的损伤及其原因，在它的优处提取精华，在它不足之处 提出其改进方法，为转8A型转向架，进一步的改进提供了依据和论 证关健词：转向架，轮对、轴裂纹磨损检修组装轴承损伤原因转向架是车辆最重要的部件之一，因此对它的检修要求特别严，对于 运行中的列车，转向架也是重点的检查部件之一目前我国货车转向架主 要采用三大件的模式我国于1958年参考前苏联的货车转向架自行设计了 8系列转向架，经过60年代的改进设计，该系列转向架已经逐步成为我国 新型货车转向架，我国目前正在运用的50多万辆货车中，90%以上的车装 置装用8A型转向架，其他由轮对，轴承装置，侧架和摇枕，弹簧减振装置, 基础制动装置等组成，它采用铸钢三大件，自重轻，结构简单，检修方便, 有足够强度和较好的动力性能，能充份利用线路的承载能力，其运行速度 维持在70公里/小时，在一段时间内基本上满足了我国铁路货动的要求随着铁路运输的发展及列车速度的提高，转8A型转向架在运用中也出 现了一些问题比如：斜楔在各力作用下容易形成旋转力矩，引起转向架 减振性能不稳定；三大件式结构很难保证构架正位，转向架搞菱性能差， 搞蛇行能力差，转8A型转向架，簧下质量大，轮轨作用力争，空车弹簧争 绕度小，直线运行空车脱线；心盘磨耗严重，裂纹段修工修量加大等缺陷, 而制约了该转向架运行速度的进一步提高，已难以满足运输市场的要求。

而转向架在车辆中的作用是极大的，它的损坏形式也是各种各样的，它包 括轮对，侧架、摇枕、弹簧等多方面因素的破损，我们就要从中找出它的 破坏部位、原因及改进方法，以从中去完善它一、车轴的损伤轮对是转向架中最重要部件之一，往往它也是损伤易发生的部位，车 轴损伤的形式有车轴裂纹、折损、弯曲变形、磨损、碰伤、电焊打火凹痕、 燃轴造成的轴颈辗稀薄等车轴裂纹及损：一般分为疲劳折损及断裂两种 车轴的受力情况非常复杂在运行中除受很大和垂直力外，还要承受来自 钢轨接头的刚性冲击车轴内部长期经受交变的动载荷作用，同时车轮与 车轴压配合也给车轴以附加应力，沿车轴纵向还有变化着的水平力作用 因此，车轴内部应力状态是多种应力的综合工作一定时间后易产生疲劳 裂纹，车辆裂纹分为纵向裂纹和横向裂纹两种若裂纹与车轴中心线夹角 大于45度，成为横裂纹，横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裂纹的浓度不数据扩展，导致应 力上升而引起的，所以车轴上的横裂纹是危险性极大的一种损伤，是不允 许存在的1、车轴裂纹的部位和产生的原因车轴常见裂纹部位：1 —防尘板座与轴颈交界处的裂纹：2一轮座外侧 边缘10-20毫米处裂纹；3一轮座内侧边缘10-20毫米处裂纹；4一轴身 及轴中央部裂纹：，车轴经过正确设计长期使用后还会出现疲劳裂纹，主要 原因是车轴实际的疲劳极限较车轴钢式样的疲劳极限要低的多。

在压装车 轮后车轴轮座部分产生裂纹特殊性别多，是由于在该处疲劳极限显著下降 而造成的有三个方面的原因：一，采用压配合的轮对当车轴压入轮毂 孔后，使轮对的形状相当于一个截面，突然变化的整体钩，因而在车轴与 车轮交界的截面，突变处产生立度的应力集中二、当车轴压入轮毂孔后, 在车轴表面产生很大的触压应力，这种接触压应力的分布是不均匀的，在 轮座接触面两侧的压应力最大，当车轴弯曲时，这种压应力数值就更大 三、车轴每转动一周，轮座部的纤维在交变应力作用下，交变地产生拉伸 地压缩，造成车轮座部分与轮毂边缘有微小的滑动磨擦，时间久了在磨擦 处形成了磨损而车轴在实际使用中，各种腐蚀坑穴，而成为车轴裂纹疲 劳源，是车轴疲劳源，是车轴疲劳极限下降，致使过早的出现疲劳裂纹 以上只是在考虑压装后，在轮座部内，外侧边缘易产生裂纹的一些理论分 析至于在这些部位行我期出现的横裂纹，则往往是由于村质内部缺陷或 设计式艺及运用上的不适当引起的2、对于防止车轴裂纹产生的措施对于车轴产生的裂纹，我们提高车轴镶入部的疲劳程度，采取措施：1、 经滚压的车轴轮座部分表面层可产生的残余压缩应力，这种残余应力可以 部分或全部表面层可产生的残余压缩应力，这种残余应力可以部分或全部 的抵消由于外载荷产生的拉伸应力。

根据国外资料介绍，滚压强化可以使 用压配合轮毂的轴式样疲劳强度提高双倍高频淬火主要也是使车轴表面 产生压缩残余应力，这不公可使车轴实际所受的作用于应力降低，而且还 增强抗摩擦腐蚀的能力，这对于采用压配合的车轴与车轮间存在着高度应 力集中及摩擦腐蚀的情况而导致发生裂纹和折损的部件是极为有利的2、 根据国外经验，加粗轮座直径，并使轮座直径过渡到轴身直径部分的半径 圆弧，改为椭圆形或双半径过渡曲线，可减少该处的集中，提高车轴的疲 劳强度3、提高机械加式式艺，正确执行轮轴的压装工艺，加强轮轴的日 常维修保养及正确的运用管理措施等4、使用大型平炉镇静钢当车轴已发现横裂纹，那么这根轴是否可再加以得用呢？过去由于断 轴事故较多，认为车轴一旦发现阶段横一旦发现横裂纹，说明金属已经疲 劳，不能再继续使用故规定一律报废这就造成每年消耗车轴的数量当 大，根据我国铁道科学院对有横裂纹的车辆在靠近裂纹处取式样进行拉伸、 冲击及疲劳式样的结果，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，这表明具有疲劳裂纹深度不大的车轴，其内部材质仍然完 好无损，只要旋去裂纹及以下一定深度后，便可继续使用，在旋修有横裂 纹的车轴时采取一些具体措施：车轴裂纹越深，裂纹端部材料所受影响越 大，故旋修时所应旋去的深度也越大。

按轮对检修细则规定，裂纹深度在2 5毫米以内的，加旋0.5毫米即可再用；深度超过2. 5毫米不到3毫米时， 则只能改轴使用，这是考虑到旋去裂纹后，加旋的浓度应比0.5毫米更大, 这只能进行改轴才能做到至于裂纹深度超过3毫米者，说明疲劳程度较 大，很难断定需要加旋多少毫米才能将受影响层全部消除，为了保证车安 全，所以规定，这种车轴必须报废对于纵裂纹处理：各圆弧不准有纵向 发纹或开口裂纹，旋除，防尘板轴颈表面允许有纵向发纹，小于2.5毫米 每部位不超过5条，同一段面不许超过3条：小于4毫米超过或有开口裂 纹旋除3、车轴其它部位的损伤车轴其他损伤：1、轴颈磨损：滚动轴承的轴颈，由于滚动轴承故障造 成内圈松弛，内圈与车轴轴颈部产生了滑动磨擦，这时磨损发展的相当快, 初期表现为直径减少，轴颈辗长，严重的时候会使车轴熔断当滚动轴承 车轴轴颈由于燃轴而辗长时，必须更换车轴轴颈增长有以下不良影响：(1) 轴颈过长时，轴瓦在轴领与轴颈后肩间隙增加扩大了轴瓦前后窜动量， 也无法使轴瓦与轴领之间游隙达到检修限度的要求o (2)因为轴领可以堆 焊，故轴颈增长达到最大限度时，轴颈后肩的过渡圆弧将向内移，超过限 度时将改变轴箱与轮对的相对位置，可能产生轮毂外侧摩伤轴箱后壁的情 形(3)轴颈变长后载荷作用点与危险断面的距离增加了，使铝垂载荷在 危险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险。

2、 防尘板磨损这是因为轴瓦或轴箱内硕部磨损过甚造成防尘板座受力较 大，如有磨损会造成应力集中情况，降低其强度而导致裂纹的产生，所以 必须旋修旋修后的防尘板座的直径比轴颈运载少大20毫米3、轴身磨 损：由于制动拉杆或杠杆组装不良与车轴接角而造成轴身磨损，如磨损过 甚时，能引起裂纹而导致折损，所以规定轴身磨损深度为2.5毫米及以上 时应更的换轮对，小于2. 5毫米时，应将锐角消除4、车轴弯曲：主要原因是由于车辆脱轨时，使车轴受到激烈的震动，或在组装轮对时操作疏忽 而造成的，车轴弯曲能引起车轴发热，轮缘偏摩甚至会产生脱轨事故二、车轮损伤车轮的损伤形式，有车轮踏面及轮缘的磨损，裂纹、剥离、擦伤，肩 部凹入，辗宽，踏面上粘有熔化金属等1、 踏面的磨损车辆的全部载荷都是经车轮而传递给钢轨的车辆运行时，车轮在钢轨 上不断地滚动，车轮踏面与此同时钢琴轨形成一对磨擦副县长，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）车 辆沿直线线路运行时，主要是靠车轮踏面的斜度来自动调节轮对，使它经 常处在轨道的中间位置，防止轮缘的偏磨，当运行到弯道时，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， 倘若踏面磨损过剩，其斜度必然遭到破坏，就将引起蛇行运动的加剧，使 车辆运行平稳性，特别是横向平稳性下降。

2）踏面磨损后，斜度受到破 坏，使轮对通过曲线时，车轮产生局滑行，这样不但增加运行阻力，而且 更加剧了车轮与钢轨的磨擦同时也会影响行车安全3）由于踏面凹入, 使用权轮缘的相对高度增加，当钢轨顶面最大磨擦量为10毫米，踏面的磨 损量为最大限度9毫米时，应保证轮缘百般钢轨鱼尾极螺栓，而造成车辆 颠覆事故2、轮缘的磨损：轮缘磨损有三种形式：即轮缘厚度减小，轮缘顶部形 成锋芒轮缘垂直磨损如果轮缘磨损过甚时，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时，轮缘在来 自钢轨水平力的作用下，会导致崩裂缺损甚至会造成行车事故，同时，车 轮与钢轨的安全搭载量是根据轨距和车轮内侧距以及轮缘厚度等因素而定 的，如果轮对的一侧车轮轮经纬度磨损过薄，则会影响另一侧车轮与钢轨 的安全搭载量2）轮经纬度形成锋芒后，在轮对通过道仓时，可能挤开 尖轨而造成脱轨事故，所以轮缘磨损成锋芒时，必须更换轮对3）轮缘 垂直超过限度时，其轮缘根部与钢轨内侧形成平面接触，当车轨通过道岔 时，由于轮缘与钢轨接触处没有弧形就会使车轮碰击间轨或上辙叉心同样 会造成脱轨事故轨经纬度磨损多系不正常的偏磨，故除提高缘本身的耐 磨性外，还应从保持轮对政正常工作条件出发采取一些措施，以减少非正 常磨损，例如：及时检查修理轮对，转向架及廓架等部件，消除超过限度 的尺寸偏差；保持车轮踏面正常的几何形状等。

另外，路曲线部分， 对轮缘与外轨内侧面进行经常给油润滑，是减少磨损的有效方法之一3、踏面裂纹：（1）踏面热裂纹：根据被加热的蹭面温度不同，产生了 两种形式的热裂纹：一种是踏面被加热后勤部急速冷却，使表面起到淬火 的作用，形成马氏体的硬化层，硬化层的组织为马氏体，回火马氏体等 因摩擦热的不断形成，冷却，使表面马氏体产生收缩，这样就要在收缩的 马氏体与内层金属间产生拉伸内应力，于是在踏面的硬化曾表面形成了微 细裂纹，这种裂纹成风状相连不规则的裂纹，当裂纹在运行中受到高接角 应力的作用时就会变大，以后就从硬化层表面内部扩展而形成玻璃状，另 一种热裂纹是没有发生组织上的变化，只是收于踏面表层金属四制动被加 热后要膨胀由热膨胀而产生的压缩应力大部分会因塑形变形而消失，当与 闸瓦发生的摩擦热减少时他们的热量就急速向蹭面内外传导发散，使之骤 冷而收缩，于是在踏面产生圆周方向的拉伸应力当拉伸应力超过钢的断 裂强度时就产生车轴方向的裂纹，如果两种热裂纹并存时，这些部位就作 为切口而产生应力集中，于是裂纹就急速扩展2 ）疲劳裂纹多发生在踏 面下面，在旋消时可以发现车轮转动时由于在踏面上有很高的接触压力， 就在踏面内部受剪切作用力，振幅作用最大的位置产生微细裂纹。

进而在 运行中受到各种符合条件的影响，发展成为内部呈月牙状或玻璃状等到疲 劳裂纹，疲劳裂纹的起点发生在因接触压力而产生的剪切应力，振辐最大 的踏面内326毫米的位置上4、踏面剥离：踏面的剥离使用权表面金属呈片状剥落形成小凹坑,根据踏面剥离产生的原因可分为两种类型：即疲劳型剥离和热剥离，疲 劳剥离是疲劳裂纹随车轮的转动向踏面内部扩展，疲劳裂纹是踏面下面向 内和表面扩展的，有时在有疲劳裂纹缺陷的车轮旋消后的新踏面上会出现 凹形，这种凹形往往会被误认为是材料本身的缺陷如果其他条件相同的话, 则疲劳裂纹易发生在轴重较大的车轮上，。