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摘要:隨著城市軌道交通的不斷建設,機車車輛的不斷投入,旅客運送量和行車速度的不斷增長,所以車輛的行車安全越來越得到很高重視,輪對是保障機車車輛在鋼軌上的正常運行和轉向的主要安全部件。文章對輪對的科學組裝、故障分析和檢修工藝的功能需求、性能和狀態實驗,檢修原則進行了系統的研究,按照科學的組裝工藝和檢修流程提高輪對檢修的技術水平進行了探討。
關鍵詞:輪對;組裝;故障;檢修;工藝
隨著我國城市化建設步伐的不斷加快,城市的人口大幅度增加,造成城市交通擁擠。為緩解日益嚴峻的城市交通壓力,城市軌道交通成為緩解城市交通壓力的重要手段,軌道交通車輛運行密度大,載重高;隨之發生的軌道交通運輸事故也在不斷增加,對于車輛而言,輪對性能的好壞對軌道交通安全運行極為重要。所以,輪對的科學組裝、檢測實驗和故障分析和處理是每一個車輛檢修人員學習的技能。
1輪對組裝1.1組裝技術要點
1)輪對壓裝按照TB/T1718-2003《鐵道車輛輪對組裝技術條件》標準中相關規定執行;同一輪對兩個車輪的輪徑差應小于0.25mm,輪座直徑:φ205(+0.02,-0.012),輪轂孔直徑:φ205(-0.217,-0.246),輪對裝配過盈量為0.205~0.266mm。
2)輪對靜不平衡應小于75g.m,輪對動不平衡值小于125g.m。輪對組裝時,車輪、車軸及量具樣板等須在相同環境下同溫8h后進行測量、選配和組裝,輪對組裝前,輪座表面及輪轂內孔表面應清理干凈并均勻涂抹純植物油,嚴禁用桐油。
3)輪對壓裝時兩車輪靜不平衡點相位差為180°±5°,輪對壓裝的最終壓裝力為704~1205kN,輪對組裝后的內側距離為1353(0,+2)mm,任意三處相差不得超過1mm,輪對壓裝后輪對內側距及輪位差超差時,嚴禁采用壓力法進行調整。輪對組裝后輪位差不得超過1mm,輪對組裝后同一車輪相互垂直的直徑差不得超過0.5mm,輪對輪輞內側面跳動不得超過0.5mm,輪對踏面跳動不得超過0.3mm。
1.2組裝前技術準備
1)用100#以上砂紙,手工打磨車輪輪轂孔兩端圓角及車軸引入角,確保打磨位置光滑、無毛刺和棱角。
2)松開車輪上的注油螺堵,確保注油孔內不得存在油污垢雜質等,用風槍吹凈注油孔。在車軸兩端軸頸上套上軸頸保護套。
3)用工業百潔布和擦布將輪座和輪轂孔擦拭干凈,將螺堵安裝到車輪的注油孔上,避免進入雜物及灰塵。
1.3輪對壓裝
1)用吊帶將已經劃出中心線的車軸放在輪對組裝臺位上。將輪座擦拭干凈并均勻地涂純植物油,在車軸兩端套上軸徑橡膠保護套和尼龍保護套。將車輪按標記掛在車軸兩端引入角內,并使輪對上的兩個車輪的靜不平衡部位處于180°±5°。
2)再將輪對壓裝小車調整到車軸中心與壓力機鞲鞴中心基本重合的位置,輕輕地將輪對落放在輪對壓裝小車的支架上,調整輪對壓裝小車,使輪對的車軸處于水平狀態。將其中一側的車輪輪轂端面與壓力機上的馬鞍鐵對正靠緊,另一端安裝車軸軸端保護擋鐵。
3)調整好輪軸壓入記錄器,啟動壓力機,將壓力機的壓裝速度調整100~180mm/min,在車軸上放好壓裝中位尺,當車軸壓入到輪轂的預定位置,退回壓力機活塞。將輪對壓裝小車拉回后調轉180°,按同樣的方法壓裝另一端車輪。
4)壓裝完成后,用輪對專用吊具將壓裝好的輪對小心地從壓力機上吊下,放到預定位置。
2輪對的檢測與實驗
2.1輪對內側距檢測用內距量尺檢測輪對組裝后的內側距離應符合:1353(+2,0)mm,任意三處相差小于1mm。用輪位尺檢測輪對的兩輪位差小于1mm。
1)為了減少輪緣與鋼軌的磨耗磨耗,在它們之間必須留有適當的游間。按我國《GB_50157-2003_地鐵設計規范》,標準軌距的線路,在直線區段的最小軌距為1433mm,而標準輪對的最大內側距離為1355mm。當車輪輪緣最大厚度為32mm時,輪緣與鋼軌間的最小游間δ如下求得:δ=1433-(1355+32×2)=14mm;由計算可知,輪緣與鋼軌間的最大游離間隙為14mm,每側平均最小游間為7mm,以上的游離間隙可以保證輪對在正常狀態下安全運行。保證輪緣與鋼軌之間有一定游離間隙,減少輪緣與鋼軌磨耗;實現輪對自動對中作用;有利于車輛安全通過曲線和安全通過轍叉;
2)便于車輛轉向安全通過曲線,曲線區段的軌距都要適當加寬,《GB_50157-2003_地鐵設計規范》規定,最小曲線半徑處的最大軌距為1450mm。當輪對運行至曲線地段時,由于離心力的作用,一側車輪輪緣緊靠外軌,另一側車輪踏面在內軌上,當輪對內側距離最小為1350mm、輪緣厚度最薄為22mm,最小曲線半徑區段的最大軌距為1450mm時,輪對踏面的安全搭載量λ可由下式求得:λ=1350+22+135-1450=57mm;由上可知以防止輪對踏面單位接觸應力過大而產生裂紋或變形,內側車輪踏面在內軌上要保證有必要的寬度滿足使用要求。
2.2電阻試驗測量每條輪對的兩個車輪踏面之間的電阻值,測量得到的電阻值不得超過0.01歐姆。
2.3平衡性試驗采用動平衡專用測量機測量輪對的動平衡性能,輪對的動態不平衡不得超過125g•m。如果輪位差、輪對內側距尺寸、踏面跳動、輪輞內側面跳動中有一項存在超差,則需采用高壓注油方式進行調整。將需要調整的輪對放置在車軸與車輪組裝支架上,在車輪的注油孔上擰上注油頭后,當注油壓力達90-110MPa時,用銅棒敲擊車輪進行調整,測量合格后立即關閉超高壓注油裝置,待壓力表歸零后,卸下超高壓注油裝置的油管,擰下注油頭,最后裝上螺堵。不論合格與否,均要記錄好具體數值及方位角,不合格的輪對在車輪上用信號筆劃上標記線及寫上數值,進行去重。
3輪對故障分析及措施
3.1車輪踏面磨耗
1)圓周磨耗是由于長期運行中踏面與鋼軌摩擦造成的車輪直徑減小,并改變輪對踏面標準輪廓尺寸。踏面圓周磨耗過大時,車輛進入道岔區,踏面外側凸起處會陷入基本軌與尖軌之間,將基本軌推開,造成脫軌。
2)踏面磨耗嚴重將會改變踏面標準外形尺寸,使踏面與鋼軌經常接觸部分的磨耗變大,輪對蛇形運動的波長減小,頻率增高,影響車輛運行的平穩性。
3)踏面磨耗將會使輪緣相對高度增加,輪緣增高后與線路上魚尾板螺母會發生相碰或切斷螺栓的現象,車輛運行速度偏高時,會引起脫軌。
4)測量每個輪緣上的厚度和高度:輪緣高度允許范圍:27~33mm,輪緣厚度允許范圍:22~32mm。
5)如果輪緣半徑增大或呈尖角明顯,在輪周兩個位置處用通止規檢查。把切口半徑5mm的通止規放到輪緣尖角處,如果輪緣尖角處的任何部分與通止規的凹面相接觸,則需要對車輪進行鏇修處理。
6)用直角尺(鋼尺)測量輪緣處任何圓周臺階的深度,任何臺階不得超過1.5mm。
3.2踏面擦傷
1)在車輪圓周出現擦傷帶,須測量外邊緣出現褪色或磨損/損壞區域的輪圓周上的擦傷帶長度,測量后,應采取以下措施:超出60mm,車輛應立即停止運行;40~60mm,車輛應在發現故障的24h內停止運行,對故障輪對進行鏇修處理。
2)較大的車輪擦傷帶,可能會產生虛假輪緣,虛假輪緣的高度不得超過2mm。
3.3裂紋及剝離
1)檢查踏面和輪輞過渡區、輪緣外表面的過渡處、輪緣處裂紋、輪緣滾動邊緣上的裂紋,這些區域內任何大小的裂紋均不能受。當踏面上有多個粗裂紋,且裂紋總長度超過40mm或踏面上出現獨立的粗裂紋,其長度超過30mm時,需要對車輪進行處理。
2)裂痕檢查。在圓周方向如有獨立的踏面裂痕超過15mm時,車輛必須從運營中撤出;在圓周方向如有兩個或多個踏面裂痕超過10mm并且間隔小于50mm,車輛必須從運營中撤出。
3.4輪徑測量
1)使用輪徑尺測量每個轉向架的車輪直徑,車輛任一個軸的輪徑差、同一轉向架的輪徑差、任一輛車上所有8個車輪的輪徑差不得超過以下規定:同一輪對:2mm;同一轉向架:4mm;同一輛車:8mm。
2)檢查車輪輪轂、輻板等外觀有無磕碰及損壞。如果車輪不能滿足以上所要求,應進行鏇輪加工,如果經重新鏇輪后,車輪的直徑減至770mm或更低,此車輪應廢棄。
3)6輛編組列車同時有6個以上磨耗輪對需要鏇輪加工或更換,建議通過施加緊急制動(制動初始速度=80km/h直到停車)來檢驗制動性能。如果不能滿足要求的制動距離,增加緊急制動施加的次數直到滿足要求的制動距離為止。
3.5車輪的鏇修處理
當輪對踏面擦傷,踏面剝離輪,緣有磨耗過限和輪緣高度各部尺寸超過下列標準時可利用不落輪鏇床輪對踏面及輪緣進行鏇修處理。
1)輪緣高度小于27mm或輪緣厚度小于22mm或用直角尺(鋼尺)測量輪緣處圓周臺階的深度,超過1.5mm,必須鏇修。
2)擦傷:一處長度超出40mm或圓周方向如有獨立的踏面裂痕超過15mm或有兩個或多個踏面裂痕超過10mm并且間隔小于50mm;擦傷深度超過1mm。
3)車輪擦傷帶產生虛假輪緣,虛假輪緣的高度超過2mm進行鏇修。
4)踏面剝離,總長度超過40mm或踏面上出現獨立的粗裂紋,其長度超過30mm時,深度1mm;需要對車輪進行鏇修。
5)從外表面測量輪對踏面的翻邊超過5mm,必須進行鏇修。
6)用Ra6.3μm、Ra12.5μm和Ra25μm三種粗糙度樣板對鏇修輪對的踏面及輪緣加工表面進行對比檢測見表1,確保粗糙度小于Ra12.5μm。
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作者:柴晴泰 單位:蘭州市軌道交通有限公司運營分公司