1、轮对轴箱系统的检修 轮对轴箱系统的检修轮对的故障与检修车轴的故障与检修轴箱的故障与检修1.1 轮对的故障与检修1.轮对的基础知识轮对一般由车轴、轮心和轮毂等组成，如图4-15所示。城轨车辆一般采用整体车轮，所以不再有轮心和轮毂之分。整体车轮包括踏面、轮缘、轮辋、辐板、轮毂、轮毂孔等，如图4-16所示。城轨车辆的车轮直径多为840 mm，每个车轮的设计磨耗量为70 mm（车轮直径为770840 mm），轮辋外表面刻有磨耗极限槽。（1）踏面。踏面是指车轮与钢轨面相接触的外圆周面。踏面与轨面在一定的摩擦力作用下完成滚动运行。（2）轮缘。轮缘是车轮内侧面的径向圆周凸起部分，可以保持车轮在轨道上正常运行
2、，车轮不脱轨。（3）轮辋。轮辋是车轮具有完整踏面的径向厚度部分，可以保证踏面具有足够的强度和便于加修踏面。（4）辐板。辐板是连接轮辋与轮毂的部分，起支撑作用。（5）轮毂。轮毂是轮与轴互相配合的部分，固定在车轴轮座上，为车轮整个结构的主干。（6）轮毂孔。轮毂孔是安装车轴用的孔，与轮座过盈配合。1.1 轮对的故障与检修2.轮对的故障在长期的运营过程中，车辆车轮会出现不同程度的磨耗，甚至出现踏面剥离、擦伤及车轮裂纹等损伤，这些损伤都会直接威胁行车的安全。（1）车轮踏面磨耗。车轮踏面磨耗分两种情况，即踏面径向磨耗和踏面周向磨耗。车轮踏面磨耗是车轮踏面在运用过程中车轮直径减小，导致踏面轴向标准轮廓与车轮
3、踏面名义滚动圆直径发生变化。踏面磨耗是一种不可避免的自然磨耗，其磨耗速度随车轮材质、运用及线路情况不同而不同。一般情况下，新镟修车轮在使用初期每走行5 000 km左右，会形成0.51.0 mm的磨耗；之后每走行5 000 km磨耗0.1 mm左右。1.1 轮对的故障与检修车轮在钢轨上运动的主要形式是滚动，但在通过曲线等情况下，轮轨间存在相对滑动。因此，轮轨间发生的是滚滑混合的复杂摩擦。在制动时，闸瓦与踏面也会发生滑动摩擦，引起磨耗。踏面磨耗主要有以下危害：破坏踏面的标准外形，使踏面与钢轨经常接触部分的锥度变大，使轮对蛇形运动的波长减小，频率增大，影响车辆运行的平稳性。踏面磨耗使得轮缘增高，明
4、显表征为轮缘下垂；轮缘下垂严重时，会压坏钢轨连接螺栓，引起脱轨。踏面磨耗严重时，踏面外侧下垂。当轮对通过道岔时，踏面外侧会陷入基本轨与尖轨之间，把基本轨推开，造成脱轨。轮对通过道岔挤压基本轨如图4-17所示。1.1 轮对的故障与检修 车轮踏面磨耗后，车轮与钢轨的接触面积增大，车轮踏面和钢轨接触的各点与车轴中心的距离不同，如图4-18中的a、b两点，车轮滚动一圈，a点和b点的滚动距离不相同，而钢轨各处的纵向长度是相同的，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。踏面及钢轨接触各点与车轴中心距离的偏差越大，运行摩擦就越大。1.1 轮对的故障与检修 车辆运行一段时间以后,车轮踏面会产生不
5、均匀的周向磨耗,使得车轮名义滚动圆圆周各点处的直径较新轮出现偏差。车轮名义滚动圆上的最大直径与最小直径的差值，称作车轮不圆度。车轮不圆是指车轮径向圆跳动值较大。车轮不圆也可以理解为车轮近似地趋于一个多边形，如图4-19所示。当车轮滚过多边形的每一条边时，轮轨间都会发生冲击，钢轨受到一个向下的冲量，而车轮受到一个向上的冲量；当车轮不断滚动时，车轮就会与钢轨形成周期性冲击，多边形的边数越多，冲击周期就越短，车辆振动就越激烈。当磨耗达到一定值时,受车轮不圆度的影响，轮轨之间的冲击力增大。冲击力向上将会使车辆产生附加振动、冲击，导致轴承等部件损坏，影响车辆的平稳性；冲击力向下将会对钢轨产生振动冲击，引
6、起扣件螺栓的松动，对轨下胶垫、轨道板造成损伤，对列车运行安全造成严重威胁。1.1 轮对的故障与检修（2）踏面剥离、擦伤及局部下凹。踏面剥离。车轮踏面的表面金属成片状剥落而形成小凹坑或片状翘起的现象，称为踏面剥离，如图4-20所示。1.1 轮对的故障与检修踏面剥离的原因有两个：一是车轮材质不良，使得车轮在与钢轨多次挤压作用下发生疲劳破坏；二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金属脱落。踏面剥离的深度一般较大，而凹下处不会与钢轨接触，因而引起车辆振动。测量车轮踏面剥离的长度时，应沿车轮圆周方向测量其最长处的尺寸。为了削弱踏面剥离对车辆振动的影响，对踏面剥离的长度做了限定，连
7、续剥离总长度大于350 mm的车轮应进行扣修。1.1 轮对的故障与检修 踏面擦伤。由于车辆在运行中制动力过大，抱闸过紧，车轮在钢轨上滑行而把圆锥形踏面磨耗成一块或数块平面的现象，称为踏面擦伤。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、同一轮对两车轮直径相差过大等。踏面擦伤所引起的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，引起的振动就越大；而且当擦伤处与钢轨接触时，车轮转动的阻力增大，更易引起车轮在钢轨上滑行，扩大擦伤。因此，运行中应随时利用振动诊断技术对踏面擦伤进行监控，检修中对擦伤的检查修理是非常重要的。踏面局部下凹。踏面局部下
8、凹是由于车轮局部材质过软，在运行中与钢轨挤压造成的。1.1 轮对的故障与检修（3）轮辋过薄。当车轮踏面磨耗超过限度或因其他故障要镟修车轮时，车轮轮辋的厚度也会随之变薄。如果轮辋过薄，其强度会减弱，容易产生裂纹，车轮直径也会变小，影响转向架各部分的配合关系。当轮辋过薄超过限度时，应更换车轮。1.1 轮对的故障与检修（4）轮缘磨耗。轮缘磨耗后，其外形轮廓将发生变化，可能会影响行车安全。轮缘过薄。轮缘过薄会使车轮过道岔时轮缘顶部压伤尖轨或爬上尖轨，造成脱轨。另外，轮缘过薄会使轮轨间的横向游隙增加，当车轮通过曲线时，不仅会减小车轮在内轨上的搭载量，容易造成脱轨；而且会增加车辆的横动量，使运行平稳性变差
9、。轮缘过薄还会降低轮缘的强度，容易产生轮缘裂纹。轮缘垂直磨耗。轮缘外侧面被磨耗成与水平面成垂直状态的现象，称为垂直磨耗。轮缘垂直磨耗的危害是车轮通过道岔时，轮缘外侧磨耗面容易与基本轨密贴，轮缘顶部更易压伤或爬上尖轨，造成脱轨。1.1 轮对的故障与检修（5）车轮裂纹。车轮裂纹多发生在使用时间过久、轮辋较薄的车轮上，裂纹的部位多在辐板与轮辋的交界处、轮辋外侧、踏面及轮缘根部。当车轮出现裂纹时，必须更换车轮。车轮裂纹会引起车轮后期使用过程中的严重损伤，如图4-21所示。1.1 轮对的故障与检修（6）轮毂松弛。轮毂松弛是指车轮轮毂孔和车轴轮座在组装前机械加工精度不够、粗糙度不合要求、组装压力不合标准等
10、，在使用中由于车轮与车轴的相互作用力，车轮和车轴会发生松弛。（7）轮径差增大。因受机械加工水平和现场运行环境等客观因素的影响，城轨车辆转向架各个轮对之间会产生一定的轮径差。轮径差导致轮对中心在运行过程中偏离轨道中心线，向轮径小的方向移动，造成车轮的磨耗功率不断增大，经过长时间的运行，轮对的轮径差将不断增大，轮轨的接触环境进一步恶化。此外，轮径差还会导致牵引电动机运行负载分配不均，轮对容易产生空转和打滑现象。1.1 轮对的故障与检修3.轮对的检修轮对根据使用情况可分为非动力轮对和动力轮对。其区别主要在于动力轮对具有齿轮箱。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动。轮对除传递车辆质量
11、外，还传递轮轨之间的纵向力和横向力。无论是架修还是大修，轮对的检修内容都是相同的。1.1 轮对的故障与检修（1）日检。车轮在日检时，需要检查车轮踏面、车轮上安装的阻尼减振器的状况及注油孔螺堵是否丢失。轮对日检的检修规程如表4-2所示。1.1 轮对的故障与检修（2）月检。月检时，除以上内容，还需检查轮径是否大于770 mm，使用轮缘尺测量轮缘是否在允许范围内，使用内距尺测量轮对内侧距。1.1 轮对的故障与检修（3）架修、大修。在架修、大修时，需要对轮对进行清洁及防锈处理，对车轮各部位进行检修。踏面磨耗的检修。车轮的标准直径为840 mm，轮径限度为770 mm。轮径差必须满足：同一轴不大于1 m
12、m，同一转向架不大于3 mm，同一辆车不大于6 mm。利用轮径尺进行检测，若踏面磨耗达到限度，则必须更换车轮。利用轮辋侧面的沟槽也可以判断车轮是否达到磨耗极限。车轮直径的测量一般采用轮径尺，如图4-22所示。1.1 轮对的故障与检修 车轮踏面擦伤的检修。踏面擦伤可以利用钢皮尺沿踏面圆周方向进行测量。当踏面擦伤达到以下限度时需要镟修加工或更换轮对：一处不大于75 mm，两处以上为5075 mm，四处以上为2550 mm，深度小于08 mm。车轮踏面擦伤如图4-23所示。车轮踏面擦伤的测量检查如图4-24所示。1.1 轮对的故障与检修 踏面刻痕和凹槽的检修。a.检查轮缘踏面圆周边缘的尖锐卷边和凹槽
13、，如果深度超过2 mm，则必须对车轮进行镟修或更换轮对。仔细检查制动闸瓦的状况，检查闸瓦与踏面之间的金属包含物或踏面金属残骸。b.检查踏面圆周的凹槽或波动情况（外形像波状凹进），如果深度超过5 mm，则必须对车轮进行镟修或更换轮对。仔细检查闸瓦状况。图4-25为车轮踏面凹槽磨耗，采用踏面制动方式，极易产生这种磨耗。1.1 轮对的故障与检修 踏面剥离的检修。车轮踏面剥离（图4-26）可以利用钢皮尺沿踏面圆周方向进行测量。检查车轮踏面剥离，当达到以下限度时，必须镟修或更换轮对：一处剥离长度不大于30 mm，两处（每处）剥离长度不大于20 mm，剥离深度不大于1 mm，踏面（包括沟槽）磨耗深度不大于
14、4 mm。1.1 轮对的故障与检修 踏面金属材料鼓起（图4-27）的检修。如果踏面金属材料鼓起的厚度超过1 mm或长度超过60 mm，则必须对车轮进行镟修或更换轮对。1.1 轮对的故障与检修 轮缘缺损、磨耗的检修。a.轮缘缺损。轮缘缺损分两种：一是轮缘顶部的金属变形，二是轮缘侧部的锯齿状缺口，如图4-28所示。在轮缘的刃口（从A010到Aq0区域），如果发现金属凹口和撕开，则评估破损的深度。做如下处理：如果深度小于1 mm，车轮可继续使用；如果深度大于1 mm，则必须对车轮进行镟修或更换轮对。在轮缘的非刃面（从Aq0到B区域），如果发现金属凹口和撕开，则评估破损的深度。做如下处理：如果深度小于
15、2.5 mm，对尖锐部分进行修正后，继续使用；如果深度大于2.5 mm，则必须对车轮进行镟修或更换轮对。1.1 轮对的故障与检修b.轮缘磨耗。在直线区段，车辆在正常的工作条件下，轮缘的磨耗并不严重，轮缘只在车辆通过曲线和道岔时，才因承受横向力的作用，与外轨内侧面摩擦而产生磨耗。如果轮对原因或转向架组装不正，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。轮缘磨耗有三种形式：轮缘厚度减小、轮缘顶部形成锋芒、轮缘垂直磨损。轮缘磨耗过甚时，会产生如下不良后果：轮缘磨耗变薄后，强度下降，当轮对通过曲线或做蛇形运动时，轮缘会在来自钢轨横向力的作用下崩裂缺损，甚至造成行车事故。同时，
16、车轮与钢轨的安全搭载量是根据轨距、车轮内侧距及轮缘厚度等因素而定的。如果轮对的一侧车轮轮缘磨损过薄，则会影响一侧车轮与钢轨的安全搭载量。轮缘形成锋芒后，在轮对通过道岔时，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。当轮缘垂直磨损超过限度时，轮缘根部与钢轨内侧面形成平面接触；当车轮通过道岔时，由于轮缘与钢轨接触处没有形成弧形，就会使车轮碰击尖轨或爬上辙叉芯，同样会造成脱轨事故；伴随着踏面的凹陷，轮缘的相对高度在增加，极有可能切断鱼尾板螺栓而造成车辆颠覆。因此，轮缘垂直磨损过限的轮对不允许继续使用。1.1 轮对的故障与检修 车轮几何型面的检查（图4-29）。对车轮几何型面进行
17、检查时，应采用专用的检查工具，如轮径尺、轮对内侧距测量尺、轮缘形状专业测量尺、轮缘高度/厚度测量尺、专用测量仪等。a.车轮名义滚动圆位置D0。在距离车轮内侧面70 mm处测定车轮直径。b.车轮直径Dr。车轮直径用轮径尺测量。城轨车辆的车轮公称直径为840 mm，采用磨耗型踏面，允许车轮磨耗最小直径为770 mm，并在轮辋上刻有一个沟槽。轮径差必须满足以下几个条件：同一轴不大于1 mm，同一转向架不大于3 mm，同一辆车不大于6 mm。否则，必须镟轮。c.轮缘高度Sh。轮缘高度使用轮缘高度测量尺测得。当踏面磨耗或因踏面损伤进行镟修后，轮缘高度会增大，严重时甚至会引起脱轨事故。轮缘最大高度为34
18、mm。d.轮缘厚度Sd。使用专用测量仪检查轮缘厚度。检查量规的触点是否接触到车轮踏面，如果触点在轮缘公差之外（接触到踏面），则需要镟修后使用，否则应更换轮对。轮缘最小厚度为26 mm。1.1 轮对的故障与检修e.轮缘尺寸qR。使用轮缘形状专业测量尺测量轮缘尺寸。qR的定义。轮对轮缘垂直磨耗是否过限是影响车辆运用安全的一个关键指标。对国内铁路行业来说，qR是一个全新的概念。它的定义为从滚动圆踏面基准线向上10 mm引垂线与轮缘内侧有一个交点，从轮缘顶部向下2 mm引垂线与轮缘内侧有一个交点，这两个交点之间的水平距离即为qR值。它是把铁路上定义的垂直磨耗进行量化，铁路上对垂直磨耗的定义：当滚动圆踏
19、面基准线向上12 mm处的轮缘厚度小于15 mm处的轮缘厚度时，即为垂直磨耗过限。qR的测量。qR值利用轮缘尺进行测量，如图4-30（a）所示。轮缘根部的最小厚度为26 mm，轮缘角为70。由于轮缘角度测量很困难，因此制造商提供了一个以轮缘角和轮缘根部的宽度等因素为依据的测量轮缘形状的专用量具，由该尺测得的qR值应为6.513.5 mm，否则需要对车轮进行镟修。qR值应在轮缘上两个接近180的点处测量，检查量规的触点是否接触轮缘。如果触点在轮缘公差之外，即接触到轮缘图4-30（b），则需要镟修后使用。否则，更换轮对。1.1 轮对的故障与检修1.1 轮对的故障与检修f.轮缘尺寸的精确测量。使用轮
20、缘尺（图4-31）在车轮的合适位置上精确测量轮缘qR值、高度和宽度。1.1 轮对的故障与检修g.车轮内侧距检查（图4-32）。检查车轮与轮座的结合部是否有松动，如有松动，应进行分解，并重新选配、压装。检查车轮轮辋的过热现象，如果车轮有过热或制动后出现异常过热的现象，必须测量车轮内侧距。在轮对空载条件下，当车轮内侧距的测量值为1 3531 355 mm时，要与轮对内侧距的初始值进行比较，车轮位移量不得超过0.5 mm。当车轮退卸操作时，建议检查轮对内侧距。1.1 轮对的故障与检修 轮毂部分的检修。检查轮毂上有无放射状裂纹存在，放射状裂纹会削弱车轮在车轴上的夹紧力，造成腐蚀、车轮扭曲现象。如果对裂
21、纹的存在有怀疑，可进行电磁探伤。检查注油孔螺堵密封情况，如果螺堵丢失，应清洁注油孔，然后安装新的螺堵并密封。车轮的镟修。目前，地铁车辆车轮镟修都采用不落轮镟床，如图4-33所示。不落轮镟床一般为下沉式，在地面轨道下安装。在进行车轮测量、镟修作业时，可以不分解轮对，直接把整列车牵引到不落轮镟床工作台上。利用外轴箱或内轴箱进行径向定位，利用靠轮进行轴向定位，可以大大减少车轮镟修的辅助时间，有效提高加工效率。在镟修车轮前，通过车轮镟修通知单，熟悉有关车轮数据，充分了解车轮磨耗类型，兼顾同一轴、同一转向架、同一列车相关联的精度要求和技术要求，明确镟修工作任务。镟修车轮时，科学合理地运用等级镟修，在尽可
22、能少地减小轮径值的基础上恢复车轮外形轮廓，延长轮对使用寿命。1.1 轮对的故障与检修1.2 车轴的故障与检修1.车轴的基础知识城轨车辆使用的车轴大多数为圆截面实心车轴。（1）车轴的种类。车轴分为拖车车轴和动车车轴。拖车车轴由轴身、防尘板座、轴颈和轮座4部分组成，如图4-34（a）所示。其中，轴颈是安装滚动轴承的部件；防尘板座是安装防尘挡圈的部件；轮座是安装车轴的部件，也是车轴受力最大的部件，因此直径最大，与轮箍孔之间有一定的过盈量；轴身是两轮座的连接部件。动车车轴的基本组成与拖车车轴一样，只是增加了安装齿轮的齿轮座，如图4-34（b）所示。（2）车轴的材质和加工工艺。城轨车辆的车轴一般采用优质
23、碳素钢加热锻压成型，再经正火或正火后回火等热处理和机械加工而成。为了实现轴承、车轮、传动齿轮等的安装，在车轴的相应位置设有轴承安装座，各安装座与轴身之间均以圆弧过渡，以减少应力集中。（3）车轴的发展。车轴为转向架的簧下部分，降低簧下部分的质量对改善城轨车辆的运行质量和降低轮轨动力作用有很大的影响。例如，采用空心车轴结构可以减轻轮对质量，从而减轻车辆的簧下质量。一般空心车轴比实心车轴可减轻2040的质量。因此，目前动车组和部分城轨车辆已经开始使用新型的空心车轴。1.2 车轴的故障与检修2.车轴的故障车轴的故障包括车轴裂纹、车轴磨损和车轴弯曲等。这些故障能引起车辆脱轨、颠覆或烧轴事故，因此必须认真
24、检查和处理，才能保证行车安全。（1）车轴裂纹。车轴裂纹分为横裂纹和纵裂纹。与车轴中心线夹角大于45的裂纹，称为横裂纹；与车轴中心线夹角小于45的裂纹，称为纵裂纹。车轴横裂纹不仅可使车轴的有效截面积减小，而且容易扩展，从而引发断轴事故，危害极大。车轴各部位都可能产生横裂纹，以拖车转向架车轴为例，图435所示部位出现横裂纹的概率较大。1.2 车轴的故障与检修1.2 车轴的故障与检修车轴断裂的元凶主要是疲劳断裂。车轴使用的年份久了就可能产生疲劳裂纹。一般车轴发生疲劳裂纹是在使用十几年后，而有些车轴过早产生疲劳裂纹，其原因常是车轴材质不好，或者制造和使用中对车轴表面造成损伤。一般车轴从出现裂纹到折断要
25、经过一段较长的时间，如果及时检查和处理，是可以防止车轴折断的。在车轴裂纹发展的过程中，金属组织结构先发生变化，然后再发展成裂纹，所以裂纹末段的金属虽未产生裂纹但已经受到影响。对于出现裂纹的车轴，应先将裂纹镟去，然后再镟去一定深度的影响层，这样操作后，如果车轴的剩余直径符合限度要求，则可以继续使用。以车轴断口形状为例，断裂区可分为四个区域：第一疲劳区是裂纹开始的部分，断口光滑如镜，呈浓褐色（原因是在交变载荷作用下，裂纹两侧不断相互错动加之空气氧化）；第二、第三疲劳区是裂纹发展区域，颜色呈淡褐色至灰色；最后折损区是车轴截面积减小的区域，断裂发展到该区域时车轴将突然折断，断口颜色为灰白色。1.2 车
26、轴的故障与检修（2）车轴磨损。车轴磨损主要包括以下几种：轴颈和防尘板座上的划痕（包括纵向划痕和横向划痕）、凹痕、擦伤、锈蚀、磨伤等。轴身的磨伤与磕碰伤。由于转向架上的零部件安装不当，造成与车轴接触时出现磨伤和磕碰伤。磨伤及磕碰伤处容易引起应力集中，造成车轴产生裂纹。（3）车轴弯曲。如果车辆脱轨，车轴因受到剧烈冲击而弯曲。相反，如果车轴弯曲，车辆运行振动将增大，会造成轴箱发热、轮缘偏磨，甚至引发脱轨事故。1.2 车轴的故障与检修日检时，需要通过目测检查车轴轴身，要求无裂纹及磕碰伤；架修、大修时，还需对车轴表面进行探伤，对齿轮嵌入部位进行超声探伤。车轴应遵守动力机车及牵引机车车轴供货规范（UIC8
27、111）的规定采用AIN碳钢的全机加工车轴，几何尺寸符合铁路车辆转向架走行装置轴设计计算方法（UIC5153）的要求。车轴轮座应比设计直径尺寸多5 mm（标准直径为198193 mm），以保证车轮从车轴退卸后再组装。所有车轴的轴颈直径均为120 mm。车轴轴身表面应涂刷双组分的环氧防腐面漆进行防腐，不油漆的部分包括轮座、轴颈；车轴端部需要做临时性保护，加装防护套。1.2 车轴的故障与检修（1）车轴外观检查（图4-36）。检查车轴可见区域A、B的腐蚀、凹痕和刻痕。检查车轴的各过渡圆弧R处。1.2 车轴的故障与检修（2）车轴故障检修。对于车轴轴身上深度小于1 mm的凹痕，可以用粗砂纸（120目或更
28、高）打磨去除，去除后进行纵向（沿着车轴中心线）打磨。打磨后，用磁粉对相关区域进行探伤，不允许有裂纹出现。如果发现车轴轴身上的磕碰印痕的深度超过1 mm，则更换轮对。在过渡圆弧R处不允许出现磕碰或裂纹，否则更换轮对。对于车轴内部的缺陷（如内部的裂纹、气孔、夹渣等），可用超声波探伤仪进行探伤，如果有缺陷，需要更换轮对。车轴轮座若有拉毛或损坏，应进行打磨。其他轴身如有必要，应进行表面修复。对车轴进行补漆、防锈处理，并进行标识。记录有关数据信息。1.2 车轴的故障与检修4.轮对组装（1）车轴检查。目测车轴轮座表面不得有任何影响车轮安装或通过手工操作留下的损伤，如金属磕碰损伤、裂缝、冲击痕迹或污物等。轮
29、座表面粗糙度应符合要求。对于轮座表面较浅的缺损可以用磨石进行消除。当车轴表面有较大的破损发生时，为确保车轴能继续使用，可以通过对轮座进行机加工来去除表面破损。机加工后，轮座就可以达到以上规定的尺寸要求（因为车轴轮座表面有5 mm的加工余量，所以轮座的名义直径为198 mm）。轮座的最小直径为193 mm。如果在误差范围内不能获得正确的车轴表面条件，则车轴只能报废。在精密的车床上转动车轴，检查车轴轴颈及车轴中心圆周跳动，如果圆周跳动大于0.5 mm，则车轴就应报废。1.2 车轴的故障与检修（2）车轮组装。轮座直径提供了一个介于0.2980.345 mm的过盈量。检查两个车轮的直径，同一条车轴上的
30、车轮轮径之差不得超过0.5 mm。清理毛刺，如有必要，可用压力空气吹除任何颗粒杂质。检查车轴轮座与车轮轮孔的状况。测量和记录车轮轮孔直径d、车轴轮座直径D；计算轮轴过盈量（Dd）。确保轮孔和轮座清洁，在轮轴配合面上涂抹一薄层动物油脂。用聚酯衬套或相似手段保护轴颈。将车轮推入压装设备上的车轮保护装置，车轮的残余静不平衡标记的方向应一致。在轮对压装机（图437）上安装支撑套筒。根据车轮压装程序把车轮压装到车轴上。检查车轮压装过程。压力载荷应平稳上升，保持在6001 112 kN的水平上。根据轮对外形轮廓(图4-38)和轮对尺寸检查标准(表4-3)进行轮对尺寸检查。1.2 车轴的故障与检修1.2 车
31、轴的故障与检修1.2 车轴的故障与检修1.轴箱的基础知识轴箱装置是实现轮对与构架相互连接、相互运动的关键部件，起着承上启下的作用。它既是活动关节，也是连接轮对与构架的活动关节，又可传递牵引力、横向力和垂向力，还可实现轮对与构架间的垂向运动和横向运动。1.3 轴箱的故障与检修（1）轴箱装置的组成、分类和作用。轴箱装置的组成。轴承与轴箱的组合体称为轴箱装置，如图4-39所示。城轨车辆的轴箱装置由轴箱和轮对轴承组成，轴箱由轴箱体、防尘挡板、轴箱盖，以及轴端压板、防尘挡圈和密封等轴端附属装置组成。1.3 轴箱的故障与检修 轴箱装置的分类。我国轨道交通车辆转向架曾使用过的轴承主要有滑动轴承和滚动轴承两种
32、，它们的轴箱结构有所不同，目前滑动轴承已基本淘汰，这是因为与滑动轴承相比，滚动轴承可显著降低车辆的启动阻力和运行阻力，改善车辆走行部分的工作条件，减少烧轴（轴箱轴承烧损）的惯性事故，并大量地减少轴承的维护和检修工作量，降低运营成本。目前，城轨车辆普遍采用滚动轴承的轴箱装置。城轨车辆的轴箱根据所安装设备的不同而有所不同，安装有ATP测速电动机的轴箱称为轴箱组成ATP；安装有防滑测速装置的轴箱称为防滑轴箱组成，拖车的每根轴都安装有防滑装置。1.3 轴箱的故障与检修 轴箱装置的作用。a.连接轮对与转向架构架，支撑人字形橡胶弹簧的底部，支撑转向架构架。b.承受和传递轮对与转向架之间的各种载荷，承受车体
33、重力，传递牵引力和制动力。c.为轴承内外圈定位，保持轴颈和轴承的正常位置，从而保证车轴正常安装位置。d.使轮对沿钢轨的滚动转化为车体沿线路的平动。e.轴箱采用滚柱轴承，在提高承载能力的同时，降低了轴箱摩擦系数，减小了车辆启动和运行阻力，以满足城轨车辆高速运行、启动频繁、行车密度大的要求。f.保持轴承油脂润滑，保证轴承良好的润滑性能，并具有良好的密封性，防止尘土、雨水等侵入或油脂被甩出，从而防止油脂润滑作用被破坏，避免烧轴事故发生。1.3 轴箱的故障与检修（2）城轨车辆滚动轴承的形式。城轨车辆的允许轴重较大，一般为1025 t，在运行中还要承受变化的动/静载荷的作用。因此，要求轴承的承载能力强、
34、强度高、耐冲击、寿命长。滚动轴承按滚动体形状主要分为圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、球面滚动轴承等多种形式，一般城轨车辆都采用圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承。根据轴承的结构特点，滚动轴承又可分为整体式轴承和分体式轴承。我国深圳地铁车辆所采用的圆锥滚子轴承如图4-40（a）所示，上海、北京、西安地铁2号线车辆转向架所采用的圆柱滚子轴承如图4-40（b）所示。由图可知，滚动轴承的基本结构包括外圈、内圈、滚子和保持架4部分。1.3 轴箱的故障与检修 圆柱滚子轴承。圆柱滚子轴承的滚子是圆柱形的，一般属于双列分体式轴承，采用聚合物保持架，采用迷宫环对润滑脂进行非接触式密封。轴承滚子既能承受径向力，又能承受轴向力
35、。但圆柱滚子轴承的轴向力主要靠滚子端面和挡边承受，滚子端面与挡边之间产生摩擦式滑动摩擦，摩擦力较大，容易导致轴温升高，缩短润滑脂的使用寿命，轴承的使用寿命也会受到影响。圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承目前运用比较广泛。圆锥滚子轴承采用圆锥滚子，一般为整体式轴承，采用聚合物保持架，其主要轴向载荷由滚道承受（2030的载荷由挡边承受）。圆锥滚子轴承一般采用传统的接触式橡胶密封，即卡紧式密封件，因而提高了润滑脂对污染的防护能力，延长了油脂寿命，并使轴承具有更好的性能和更长的寿命。1.3 轴箱的故障与检修（3）滚动轴承轴箱的密封形式。我国城轨车辆上采用的滚动轴承轴箱装置按密封形式的不同可分为橡胶油封式轴箱装
36、置和金属迷宫式密封式轴箱装置。橡胶油封式轴箱装置。如图4-41（a）所示，橡胶油封式轴箱装置主要由轴箱体、轴承后盖、防尘挡圈、橡胶油封、轴承前盖和压板等组成。图4-41（b）为轴箱体的结构，它为铸钢筒形结构，两侧铸有弹簧托盘，用来装轴箱弹簧等配件。1.3 轴箱的故障与检修 金属迷宫式密封式轴箱装置（图4-42）。这种密封方式不带轴箱后盖，在轴箱体后端设有迷宫槽，迷宫槽的底部设有排水孔。1.3 轴箱的故障与检修（4）轴箱装置横向力的传递顺序（假设相对车体轮对向右偏移）。右端横向力的传递顺序为车轴防尘挡圈轴承内圈滚子轴承外圈轴箱转向架车体左端横向力的传递顺序为车轴螺栓内圈压板轴承内圈滚子轴承外圈轴
37、箱后盖螺栓轴箱转向架车体。1.3 轴箱的故障与检修（5）轴箱的定位装置。城轨车辆转向架轴箱的定位装置主要有以下三种：转臂式轴箱定位装置。定位转臂的一端通过弹性节点与构架上的定位转臂座相连，另一端则用螺栓固定在轴箱体的承载座上。而弹性节点主要由弹性橡胶套、定位轴（锥形销套）和金属外套组成，其中弹性橡胶套的形状和参数对转向架的走行性能影响较大。转臂式轴箱定位装置的优点是轴箱与构架间无自由间隙和滑动部件，无摩擦损耗；构成零件很少，分解、组装容易，且维修方便；轴箱的上下、左右及前后定位刚度可各自独立设定，比较容易满足转向架悬挂系统的最佳设计要求，即在确保良好乘座舒适度的前提下，同时确保稳定的高速行驶性
38、能和良好的曲线通过性能。转臂式轴箱定位装置的结构如图4-43所示。1.3 轴箱的故障与检修1.3 轴箱的故障与检修 八字形橡胶堆轴箱定位装置。上海地铁车辆和广州地铁车辆采用的是八字形（人字形）橡胶堆轴箱定位装置，该橡胶堆具有三向弹性特性，并且可以根据需要进行设计。通常垂向刚度横向刚度纵向刚度（kx：ky：kz）1（22.5）（1012），即kx最小（约为纯剪的1倍），kz最大。在垂向载荷的作用下，橡胶同时受剪切变形和压缩变形，改变其安装角度（一般取10或11），可得到不同的垂向刚度和纵向刚度。该定位装置的优点是无摩擦磨损，质量轻，结构简单，吸收高频振动和减少噪声等，寿命在150104走行公里以
39、上。层叠圆锥橡胶轴箱定位装置。层叠圆锥橡胶具有三向轴向特性，并且其横向弹性可通过在圆周上开切口来调整。在垂向载荷的作用下，橡胶主要受剪切变形。层叠圆锥橡胶轴箱定位装置具有无摩擦磨损、质量轻、结构简单、吸收高频振动和减少噪声等优点。1.3 轴箱的故障与检修（6）轴承游隙。轴承游隙包括径向游隙和轴向游隙两种。径向游隙。轴承径向游隙对轴承的工作性能有着重要的影响。每一种轴承在一定的作用条件下都有最佳的径向游隙，使轴承寿命高、摩擦阻力小、磨损小。径向游隙分为原始游隙、配合游隙和工作游隙。原始游隙是未装配的轴承内外圈间的径向游隙。轴承装配后，内圈胀大，径向游隙减小；轴承工作后，随着温度的升高，润滑油膜形
40、成，径向游隙进一步减小。配合游隙是轴承与轴及轴承座安装完毕而尚未工作时的游隙。工作游隙是轴承在工作状态时的游隙，工作时内圈温升最大，热膨胀最大，使轴承游隙减小。由于负荷的作用，滚动体与滚道接触处产生弹性变形，使轴承游隙增大，由于过盈安装，或使内圈增大，或使外圈缩小，或两者兼而有之，均使安装游隙比原始游隙小。游隙过小，会使轴承工作温度升高，不利于润滑，影响力的正常传递，甚至会使滚子卡死；游隙过大，会使轴承压力面积减小，压强增大，轴承寿命缩短，振动与噪声增大。因此，选择合适的径向游隙是非常重要的。一般载荷大的轴承要求游隙较大，圆柱滚子轴承原始径向游隙一般为0.110.19 mm。1.3 轴箱的故障
41、与检修 轴向游隙。轴向游隙的作用是避免滚子端部与内外圈挡边经常接触，所以轴向游隙也不宜过小，一般成对圆柱轴承的轴向游隙为0.81.4 mm。圆锥滚子轴承由于滚道承受轴向载荷，轴向间隙可以更小，其径向游隙和轴向游隙均可通过垫片调整到最佳状态。1.3 轴箱的故障与检修（7）滚动轴承润滑脂。滚动轴承润滑脂一般采用锂基润滑脂，润滑脂性能的好坏直接影响轴承的性能和使用寿命。车辆检修时要注意检查润滑脂的状态，如有结块、明显溶化、发臭等现象，应拆下轴承检查并更换润滑脂。通常润滑脂的填充量为轴承内自由空间的3050，若润滑脂填充过少，则轴承润滑不足，加剧轴承磨损，导致轴温升高；若润滑脂填充过多，在高速情况下，
42、特别容易引起轴承温度升高、油脂溶化，并可能导致烧轴。1.3 轴箱的故障与检修滚动轴承轴箱装置尽管故障较少，但因受材质、安装、搬运、振动及受力等因素的影响，也不可避免地会出现各种故障，这些故障都会对行车安全造成危害。城轨车辆滚动轴承的检修可以由检修基地自行完成，也可以委托其他专业厂家完成。滚动轴承轴箱装置检修的基本工艺流程如图4-44所示。1.3 轴箱的故障与检修2.轴箱的检修日检时，需要检查外盖螺栓及油脂渗漏情况，应无松动和渗漏；检查轴箱止挡是否正常；检查轴箱拉杆、端部螺栓及开口销是否松动、丢失。架修、大修时，需要分解轴箱，对所有零部件进行清洗、检修。轴箱日检的检修规程如表4-4所示。1.3
43、轴箱的故障与检修(1）轴箱装置的分解和清洗。外部冲洗。在分解滚动轴承和轴箱装置前，应清除轴箱外部油垢或经转向架清洗机清洗。轴箱和轴承的拆卸。分解及拆卸轴箱和轴承时应注意避免擦伤、碰伤轴颈及轴承滚动表面。分解轴承内圈可采用电磁感应加热的方式，加热时间应严格控制，防止温度过高造成内圈过热变色，严重变色、变形的内圈不得使用。拆卸时严禁锤打或冷拉。拆卸后，需对拆下的轴承进行检测，或者委托专业厂家完成轴承检修。轴承和轴箱的清洗。滚动轴承和轴箱被分解后，轴承零件须清洗，清洗后各表面及沟角处不得有目视可见的油污、水分、灰尘、纤维物和其他污物。外圈外径面锈蚀时须清除锈垢，允许局部留有除锈后的痕迹。轴承零件清洗
44、后，整体轴承的清洁度须符合有关规定。轴箱及附件须清洗，清洗后各工作表面手感不得有颗粒物存在，非工作表面不得有易脱落物质，清洁度须达到规定标准。清洗轴承、轴箱及附件时，应选用对轴承零件无腐蚀、具有防锈作用的清洗介质，如煤油、柴油、汽油等；清洗干净后须用干净抹布拭净，再送检查室分解检查。1.3 轴箱的故障与检修(2）轴承的检修。滚动轴承架修、大修时，必须全部分解检查、探伤、抛光和修理。所有轴承不得有裂纹、破损、擦伤、麻点、剥离、锈蚀、电蚀，保持架严重磨损、变形等缺陷。轴承检修工艺如下：轴承分解。将滚子、保持架全部移出外圈滚道。分解的轴承零件要编号、成套摆放。轴承检查。轴承分解后用细布擦净，检查各个
45、零件，若发现裂纹等不允许的缺陷，应对零件进行更换。轴承内外圈及滚子须进行电磁探伤。1.3 轴箱的故障与检修(2）轴承的检修。轴承修理。轴承内外圈表面和滚子表面轻微的压痕、锈点，可用砂布蘸油打磨，清除残留痕迹，打磨光滑后可继续使用。深度较浅的划痕、擦伤消除后，若不影响零件的轮廓尺寸，允许继续使用。轴承内圈表面有裂纹、剥离、擦伤、麻点、严重锈蚀及过热变色后硬度不符合要求的，须更换新内圈。保持架不允许存在毛刺、裂纹、严重锈蚀、变形等缺陷。轴承零件的尺寸精度须按规定项目进行检测。轴承组装。经检查修理确认符合要求的轴承零件，应原套组装使用。组装后的轴承应检查其转动灵活性，用检测仪器测量轴承外径、内径、径
46、向游隙和轴向游隙等数值。1.3 轴箱的故障与检修(3）轴箱及附件的检修。轴箱及附件检修时须进行除垢、除锈处理，进行外观检查，并按规定项目进行检测。轴箱体的检修。轴箱体有破损、裂纹时应更换；轴箱体内表面擦伤、划痕不超过规定深度，磨除后允许继续使用。金属迷宫密封沟槽上不得有凹陷、变形，有锈蚀、尖角及毛刺时须磨除；密封沟槽局部轻微变形，应将凸出部位磨除处理，经检测合格后使用，尺寸超限时更换新品。其他零件的检修。轴箱前盖。前盖不得有凹陷、变形，有锈蚀、尖角或毛刺时须消除；裂纹、腐蚀超过限度时须更换；所有橡胶件须更新。防尘挡圈。防尘挡圈沟槽上不得有裂纹、凹陷、变形，有锈蚀、尖角、毛刺须消除。迷宫环、密封圈及层叠环。对密封件（结构件除外）的维修，架修、大修时均要求更新。各类传感器。轴箱内装有速度传感器、防滑传感器等，对传感器应按技术要求进行拆装检查。1.3 轴箱的故障与检修（4）轮对轴箱装置的组装。在大齿轮热套（动车轮对）、轮对压装完成后，按与拆卸相反的顺序组装轴箱，防尘挡圈、轴承内圈在安装前需要用感应加热器加热。1.3 轴箱的故障与检修谢谢观看！
