《軌道車輛走行部技術》教學課件PPT,軌道車輛走行部技術,軌道,車輛,走行部,技術,教學,課件,PPT 軌道車輛走行部技術 參考書參考書1 1 嚴雋耄主編嚴雋耄主編.車輛工程車輛工程.中國鐵道出版社中國鐵道出版社 2 2 張振淼主編張振淼主編.城市軌道交通車輛城市軌道交通車輛.中國鐵道出版中國鐵道出版社社,1998,19983 3鮑維千，內(nèi)燃機車總體及走行部，中國鐵道出鮑維千，內(nèi)燃機車總體及走行部，中國鐵道出版社版社,2004,2004 王福天主編，王福天主編，車輛系統(tǒng)動力學車輛系統(tǒng)動力學.中國鐵道出版中國鐵道出版社社,1994,1994 鐵路軌道鐵路軌道資源資源:超星超星,CNKI,CNKI教學目的教學目的:了解了解國內(nèi)外軌道車輛的現(xiàn)狀及發(fā)展概況；國內(nèi)外軌道車輛的現(xiàn)狀及發(fā)展概況；掌握掌握軌道車輛總體結構，尤其是走行部的軌道車輛總體結構，尤其是走行部的結構原理和設計方法。結構原理和設計方法。課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容:軌道車輛的基本知識、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展軌道車輛的基本知識、發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；趨勢；機車、客車及城市軌道車輛轉向架的結機車、客車及城市軌道車輛轉向架的結構原理構原理、懸掛系統(tǒng)設計方法。懸掛系統(tǒng)設計方法。第一章第一章 鐵道車輛基本知識鐵道車輛基本知識第一節(jié) 車輛與軌道的產(chǎn)生車輛主要由車體部分、走行部分和動力部分組成車輛主要由車體部分、走行部分和動力部分組成車輪是如何發(fā)明的？關于車輪的發(fā)明過程，兩種看法：關于車輪的發(fā)明過程，兩種看法：1)1)一種看法是一種看法是:由滑撬發(fā)展為滾杠，滾杠經(jīng)過由滑撬發(fā)展為滾杠，滾杠經(jīng)過改良改良 成為車輪。成為車輪。2)2)另一種看法是另一種看法是:當時禮拜太陽時用的圓形盤當時禮拜太陽時用的圓形盤子后來發(fā)展成了車輪。子后來發(fā)展成了車輪。從目前的分析判斷看，第一種看法較為合理。從目前的分析判斷看，第一種看法較為合理。根據(jù)目前的出土文物，用圓石盤來禮拜太陽，最根據(jù)目前的出土文物，用圓石盤來禮拜太陽，最早的證據(jù)是在公元前早的證據(jù)是在公元前2500(?)2500(?)年前，而那時原始車年前，而那時原始車已經(jīng)出現(xiàn)了。已經(jīng)出現(xiàn)了。廣漢三星堆太陽輪(3000年前)如果是搬運木頭或石塊之類，滾動起來就要省力得多。在長期的勞動實踐中，人們終于產(chǎn)生了一個新的設想：把滑撬和圓木結合起來，這便是滾杠的發(fā)明。這種搬運工具使用了相當長的時間之后，人們?yōu)榱藴p輕重量，把滾杠的中間部分削細，兩頭粗，于是初步形成了車輪。古老的車滑動軸承出現(xiàn)之后，車的發(fā)明就算完成了?；瑒虞S承出現(xiàn)之后，車的發(fā)明就算完成了。為什么會產(chǎn)生軌道？車輪的發(fā)明，使滑動摩擦變化滾動摩擦，運行阻力已大大降低，但車輪在不同的路面上的滾動阻力也相差很大。不論那一種車子，當向前行駛時，車輪受到的滾動阻力越大，車就行走越慢；車輪受到的滾動阻力越小，車就行走越快。想把車子的速度加快就得設法減少它的滾動阻力，在路面上鋪設專用軌道可以大大減小滾動阻力。軌道的來源 最早的軌道是誰發(fā)明的？最初的軌道可能是從車轍得到的啟示。早在五千年前，古埃及就有人力車或獸力車在道路上行馳，天長日久，大道被壓出兩條明顯的車撤。車輛沿著車撤就會輕快地前進，而在非車轍的路面上很難行走，尤其在雨天或雨后。這種車轍就是軌道的前身。后來，軌道進一步改進，改成用石頭鋪設路面，由石匠在路面上鑿出車轍來。根據(jù)文獻記載，古希臘甚至還鑿出錯車道來。十六世紀德國哈茲礦山也鋪有兩行專運礦石的“石路”，跨距大約是1435毫米。使得礦車擺脫了泥濘的土路，推拉起來輕快了許多。但是，“石路”雖然結實，卻難以隨礦井的轉移而重復使用，而且也不夠輕便。1550年，在法國和德國礦山的馬拉礦車開始用木制軌道。1605年，英格蘭的煤礦也采用木軌，軌距仍保持1435毫米。“木路”的制作和鋪設都要容易和方便的多。軌道的發(fā)展后來，為了防止木軌磨損腐蝕太快，又在上面釘了鐵皮。隨著運輸量的增大，蒙鐵皮的木軌也還是解決不了磨損太快的問題。十七世紀的英國，因為生鐵價格下跌，有人就把鐵熔化，鑄成5英尺長，4英尺寬，1英寸多厚的長方形鐵板，鐵板上有孔，可以釘在木軌上存放。原希望等到鐵價上漲后再把鐵板起下來熔化出售，誰知道這種鐵板竟然成了大受歡迎的新型軌道，很快就得到了推廣，“鐵路”這一名稱也由此而來。從“石路”到“木路”再到“鐵路”，它們的軌距幾乎完全一樣。板式鐵路雖然耐磨，但要保證馬車的車輪不脫軌卻很難。后來，人們又加以改進，把它制成角形鐵。角鐵的一個豎起的邊可以擋住車輪，防止脫軌。但是平鋪的角鐵型軌道很容易被煤屑泥土掩埋。后來出現(xiàn)了立式軌，不容易被掩埋。立式軌去掉了豎邊，而在車輪的外側加輪緣，同樣可以達到防止脫軌的目的。這樣無論制造、鋪設和清理都要方便得多。17881788年，一個叫威廉年，一個叫威廉 杰索的人把車輪凸起的外緣杰索的人把車輪凸起的外緣改為內(nèi)緣。理由是：改為內(nèi)緣。理由是：“輪緣在外側時，車輪必須輪緣在外側時，車輪必須采用強勁的緊固件保持其位置，如果改在內(nèi)側，采用強勁的緊固件保持其位置，如果改在內(nèi)側，鐵軌本身就可以保持車輪的位置。鐵軌本身就可以保持車輪的位置?！彪S著科學的發(fā)展和人們對力學的認識，立式軌從隨著科學的發(fā)展和人們對力學的認識，立式軌從腰鼓形逐漸演變?yōu)楣ぷ中?，鐵軌終于確立了自己腰鼓形逐漸演變?yōu)楣ぷ中停F軌終于確立了自己的形象。的形象。起重運輸機械輪軌系統(tǒng)軌道運輸優(yōu)勢：省力 舉例：要拉動10t 貨物 1)干摩擦(滑動摩擦)=60人拉動 2)利用橡膠輪(滾動摩擦)=4人拉動 3)利用鐵路(小摩擦滾動)=1人拉動為什么要使用軌道運輸呢？為什么要使用軌道運輸呢？一列火車的重量，不是幾噸和幾十噸，單是火車頭蒸氣機車就重二百噸，后面拖的車廂里，可裝運貨物幾千甚至幾萬噸。在普通的馬路上就會把路面壓塌陷，根本無法前進。Long freight trains(5km)軌道運輸軌道運輸?shù)母拍钴壍肋\輸?shù)母拍?廣義:具有引導功能的道路運輸。狹義:通過一對平行的軌道進行運輸。(利用軌道減小阻力利用軌道減小阻力利用軌道減小阻力利用軌道減小阻力,是軌道運輸發(fā)展初衷是軌道運輸發(fā)展初衷是軌道運輸發(fā)展初衷是軌道運輸發(fā)展初衷)軌道運輸歷史軌道運輸歷史:公元1600,英國煤礦,木質(zhì)軌道,牛馬拉車,木軌不穩(wěn)定,易損壞,發(fā)明鐵軌道和凸緣防止車輪脫軌 18世紀,蒸汽機車出現(xiàn),動力蒸汽機一般來說，使用鐵車輪和鐵軌的鐵路運輸是最成功的，其原因是，行走時的摩擦阻力明顯地比橡膠輪型車輪小，所以，用較少的能量就可以高效率地移動 但是，如果談論整個導軌系統(tǒng)時，其最大的優(yōu)點就是，由于它有軌道等導向系統(tǒng)，所以，只要調(diào)整一下速度執(zhí)行，不需要掌握方向。軌道運輸?shù)膭恿μ剿?8251825年年9 9月月2727日，世界上第一條現(xiàn)代意義的鐵路日，世界上第一條現(xiàn)代意義的鐵路（蒸汽機車）在英國的斯托克頓（蒸汽機車）在英國的斯托克頓（StocktonStockton）和）和達靈頓（達靈頓（DarlingtonDarlington）之間開通，最初的速度為）之間開通，最初的速度為4.5km/h4.5km/h，后來達到，后來達到24km/h24km/h。利用輪軌之間的粘著(摩擦)力 在鐵路開通初期車輛運行速度低(時速幾十公里),車輛載重小(幾十噸).隨著車輛運行速度的提高和載重的提高,車輛振動加劇,車輛與線路,車輛之間作用力增大,造成脫軌磨耗等,需研究車輛本身和與軌道作用,需要有結構和性能良好的車輛.18811881年年年年6 6月月月月9 9日中國制造出第一輛蒸氣機車日中國制造出第一輛蒸氣機車日中國制造出第一輛蒸氣機車日中國制造出第一輛蒸氣機車-龍?zhí)桚執(zhí)桚執(zhí)桚執(zhí)査伎碱}(作業(yè))1列車運行方向，左行,右行?哪個方向好?2對軌道作用,哥氏力計算(10000t,v=100km/h,鄭州（北緯35度，向北運行）3鐵道車輛有方向盤嗎？是如何通過曲線的,實現(xiàn)左右車輪速度不同的?如何保證運行方向的？4 原始車輪車軸一體方式的優(yōu)缺點一、特點一、特點自行導向：有軌道，不需操縱運行方向自行導向：有軌道，不需操縱運行方向低運行阻力：滾動摩擦阻力較低低運行阻力：滾動摩擦阻力較低成列運行：可以編組連掛成列車成列運行：可以編組連掛成列車嚴格的外形尺寸限制：制定限界，保證安全嚴格的外形尺寸限制：制定限界，保證安全第二節(jié)第二節(jié) 軌道車輛的特點及組成軌道車輛的特點及組成兩軸車兩軸車走行部 走行部是車輛在牽引動力作用下沿線路運行的部分。走行部是車輛在牽引動力作用下沿線路運行的部分。走行部是車輛在牽引動力作用下沿線路運行的部分。走行部是車輛在牽引動力作用下沿線路運行的部分。走行部的作用：走行部的作用：保證車輛靈活、安全平順地沿鋼軌運行和通過曲保證車輛靈活、安全平順地沿鋼軌運行和通過曲線；線；可靠地承受作用于車輛各種力量并傳給鋼軌；可靠地承受作用于車輛各種力量并傳給鋼軌；緩和車輛和鋼軌的相互沖擊，減少車輛振動，保緩和車輛和鋼軌的相互沖擊，減少車輛振動，保證足夠的運行平穩(wěn)性和良好的運行質(zhì)量；證足夠的運行平穩(wěn)性和良好的運行質(zhì)量；具有可靠的制動機構，使車輛具有良好的制動效具有可靠的制動機構，使車輛具有良好的制動效果。果。車輛的種類雖然多，構造卻大同小異。車輛的種類雖然多，構造卻大同小異。這應該說是標準化的功勞，也是大型生產(chǎn)這應該說是標準化的功勞，也是大型生產(chǎn)流水線的需要。流水線的需要。近年來，隨著社會的發(fā)展、科技的進步近年來，隨著社會的發(fā)展、科技的進步和需求的變化，鐵路車輛的外形開始有了和需求的變化，鐵路車輛的外形開始有了改變。但是它們的基本構造并沒有重大的改變。但是它們的基本構造并沒有重大的改變，只是具體的零部件有了更科學先進改變，只是具體的零部件有了更科學先進的結構設計。的結構設計。車輛的基本組成車輛的基本組成車體 車體是車輛上供裝載貨物或乘客的部分，又是安車體是車輛上供裝載貨物或乘客的部分，又是安裝與連接車輛其他組成部分的基礎。早期車輛的裝與連接車輛其他組成部分的基礎。早期車輛的車體多以木結構為主，輔以鋼板、弓形桿等來加車體多以木結構為主，輔以鋼板、弓形桿等來加強。近代的車體以鋼結構或輕金屬結構為主。強。近代的車體以鋼結構或輕金屬結構為主。貨車車體的主要組成部分包括側壁（墻）、端壁貨車車體的主要組成部分包括側壁（墻）、端壁（墻）、車頂?shù)?。車體的鋼結構由許多縱向梁和（墻）、車頂?shù)?。車體的鋼結構由許多縱向梁和橫向梁（柱）組成，車體底架通過心盤或旁承支橫向梁（柱）組成，車體底架通過心盤或旁承支承在轉向架上。承在轉向架上。車體鋼結構承擔自重、載重、整備重量及由于車體鋼結構承擔自重、載重、整備重量及由于輪軌沖擊和簧上振動而產(chǎn)生的垂直動載荷；列車輪軌沖擊和簧上振動而產(chǎn)生的垂直動載荷；列車起動、變速、上下坡道時，在車輛之間所產(chǎn)生的起動、變速、上下坡道時，在車輛之間所產(chǎn)生的牽引和壓縮沖擊力等縱向載荷；以及包括風力、牽引和壓縮沖擊力等縱向載荷；以及包括風力、離心力、貨物對側壁的壓力等側向載荷。離心力、貨物對側壁的壓力等側向載荷。客車車體為全金屬焊接結構，由底架、側墻、車客車車體為全金屬焊接結構，由底架、側墻、車頂和端墻等四部分焊接而成。在鋼骨架外面焊有頂和端墻等四部分焊接而成。在鋼骨架外面焊有金屬板。側墻板、車頂板和端墻板，形成一個上金屬板。側墻板、車頂板和端墻板，形成一個上部帶圓弧下部為矩形的封閉殼體，俗稱薄壁筒形部帶圓弧下部為矩形的封閉殼體，俗稱薄壁筒形結構車體。殼體內(nèi)面除用縱向桿件和橫向梁、柱結構車體。殼體內(nèi)面除用縱向桿件和橫向梁、柱加強外，還采用墻板壓筋方式來代替部分桿件，加強外，還采用墻板壓筋方式來代替部分桿件，以增強結構的強度和剛度，形成整體承載的合埋以增強結構的強度和剛度，形成整體承載的合埋結構。結構。客車車體必須具有良好的隔熱性能。為使旅客上客車車體必須具有良好的隔熱性能。為使旅客上下車方便，客車兩端設有通過臺，并在通過臺的下車方便，客車兩端設有通過臺，并在通過臺的外端設置折棚和渡板，防止風雨及寒氣侵入。車外端設置折棚和渡板，防止風雨及寒氣侵入。車體內(nèi)除設置門窗、座椅及臥鋪外，還需裝設衛(wèi)生體內(nèi)除設置門窗、座椅及臥鋪外，還需裝設衛(wèi)生設備、通風裝置、給水設備、車電設備、取暖設設備、通風裝置、給水設備、車電設備、取暖設備、播音裝置及空氣調(diào)節(jié)裝置等。備、播音裝置及空氣調(diào)節(jié)裝置等。車底架 車底架就是由各種縱向和橫向鋼梁組成的長方形構架。它承托著車體，是車體的基礎。車底架承受上部車體及裝載物的全部重量，并通過上、下心盤將重量傳給走行部。在列車運行時，它還承受機車牽引力和列車運行中所引起的各種沖擊力及其他外力。所以，它必須具有足夠的強度和剛度，才能堅固耐用。貨車的車底架一般由中梁、側梁、枕梁、橫梁、端梁及地板橫梁等組成。中梁位于底架的中央，是整個底架的基礎和主要受力桿件。中梁端部是安裝車鉤緩沖裝置的地方，直接承受縱向作用力。枕梁是底架和轉向架連接的地方，在枕梁下部設有上旁承和上心盤，分別和轉向架搖枕上的下旁承和下心盤相對。它受力較大，負擔全車的重量，并通過心盤將重量傳給走行部。罐車的底架結構和其他貨車有所不同，由于罐體本身具有很大剛度，因此罐內(nèi)液體的重量主要由罐體來承擔，然后通過托架及枕梁傳至轉向架，故罐車底架主要承受水平的縱向牽引沖擊力。罐車的中梁由兩根槽鋼制成，中央部分蓋有上蓋板，蓋板上焊有罐體下鞍板；枕梁為箱形斷面，上面裝有罐體托架，通過蹼形板焊在枕梁上，以便支撐罐體。客車車底架的構造和貨車底架相似。但是，由于客車兩端必須設置通過臺，所以它的小梁伸出端梁之外，和通過臺端梁、側梁組成通過臺架。在通過臺端梁之前，再裝置緩沖梁。車鉤緩沖裝置 車鉤緩沖裝置是用于使車輛與車輛，機車或動車車鉤緩沖裝置是用于使車輛與車輛，機車或動車相互連掛，傳遞牽引力，制動力并緩和縱向沖擊相互連掛，傳遞牽引力，制動力并緩和縱向沖擊力的車輛部件。它由車鉤，緩沖器、鉤尾框，從力的車輛部件。它由車鉤，緩沖器、鉤尾框，從板等組成一個整體，安裝于車底架構端的牽引梁板等組成一個整體，安裝于車底架構端的牽引梁內(nèi)。內(nèi)。為了保證車輛連掛安全可靠和車鉤緩沖裝置安裝為了保證車輛連掛安全可靠和車鉤緩沖裝置安裝的互換性，我國鐵路機車車輛有關規(guī)程規(guī)定：車的互換性，我國鐵路機車車輛有關規(guī)程規(guī)定：車鉤緩沖器裝車后，其車鉤鉤舌的水平中心線距鋼鉤緩沖器裝車后，其車鉤鉤舌的水平中心線距鋼軌面在空車狀態(tài)下的高度，客車為軌面在空車狀態(tài)下的高度，客車為880mm880mm（允許（允許+10mm+10mm，-5mm-5mm誤差），貨車為誤差），貨車為880mm880mm（10mm10mm）。兩相鄰車輛的車鉤水平中）。兩相鄰車輛的車鉤水平中心線最大高度差不得大于心線最大高度差不得大于75mm75mm。詹氏車鉤是美國人詹氏車鉤是美國人伊利伊利 漢密爾頓漢密爾頓 詹內(nèi)詹內(nèi)(Eli(Eli Hamiltonn Janney)Hamiltonn Janney)發(fā)明的一種鐵路自動車鉤。發(fā)明的一種鐵路自動車鉤。根據(jù)國外有關資料記載根據(jù)國外有關資料記載,詹內(nèi)對一八六詹內(nèi)對一八六 年美國人年美國人依士洛依士洛 米勒米勒(EzraMiller)(EzraMiller)發(fā)明的垂直式平面車鉤加發(fā)明的垂直式平面車鉤加以改進以改進,制成了一種新的自動車鉤制成了一種新的自動車鉤,并于一八六八年并于一八六八年四月二十一日獲得專利權。四月二十一日獲得專利權。以后以后,他又繼續(xù)改進他又繼續(xù)改進,在一八七三年四月二十九日又在一八七三年四月二十九日又得到第二次專利權。在一九得到第二次專利權。在一九 二年出版的大英百科二年出版的大英百科全書第三十二卷第一五八頁上清楚地登載有詹氏全書第三十二卷第一五八頁上清楚地登載有詹氏車鉤的圖樣。車鉤的圖樣。我國早期鐵路材料目錄把它簡譯為我國早期鐵路材料目錄把它簡譯為“詹氏車鉤詹氏車鉤”。25K型客車鉤緩裝置車鉤是用來實現(xiàn)機車和車輛或車輛和車輛之間的車鉤是用來實現(xiàn)機車和車輛或車輛和車輛之間的連掛，傳遞牽引力及沖擊力，并使車輛之間保持連掛，傳遞牽引力及沖擊力，并使車輛之間保持一定距離的車輛部件。車鉤按開啟方式分為上作一定距離的車輛部件。車鉤按開啟方式分為上作用式及下作用式兩種。用式及下作用式兩種。通過車鉤鉤頭上部的提升機構開啟的叫上作用式通過車鉤鉤頭上部的提升機構開啟的叫上作用式（一般貨車大都采用此式）；借助鉤頭下部推頂（一般貨車大都采用此式）；借助鉤頭下部推頂杠桿的動作實現(xiàn)開啟的叫下作用式（客車采用）。杠桿的動作實現(xiàn)開啟的叫下作用式（客車采用）。車鉤按其結構類型分為螺旋車鉤、密接式自動車車鉤按其結構類型分為螺旋車鉤、密接式自動車鉤、自動車鉤及旋轉車鉤等。螺旋車鉤使用最早，鉤、自動車鉤及旋轉車鉤等。螺旋車鉤使用最早，但因缺點較多已被淘汰，密接式自動車鉤多為高但因缺點較多已被淘汰，密接式自動車鉤多為高速鐵路車輛所用。速鐵路車輛所用。中國除在大秦鐵路重載單元列車上使用旋轉車鉤外，現(xiàn)一律采用自動車鉤。所謂自動車鉤，就是先將一個車鉤的提桿提起后，再用機車拉開車輛或與另一車輛車鉤碰撞時，能自動完成摘構或掛鉤的動作的車鉤。鐵道部門1956年確定1、2號車鉤為標準型車鉤。但隨著列車速度的提高和牽引噸位的增加，又于1957、1965年先后設計制造了15號車鉤和13號車鉤?？蛙囀褂?5號車鉤，貨車則逐步用13號車鉤代替2號車鉤。車鉤由鉤頭，鉤身、鉤尾三個部分組成、車鉤前車鉤由鉤頭，鉤身、鉤尾三個部分組成、車鉤前端粗大的部分稱為鉤頭，在鉤頭內(nèi)裝有鉤舌、鉤端粗大的部分稱為鉤頭，在鉤頭內(nèi)裝有鉤舌、鉤舌銷，鎖提銷，鉤舌推鐵和鉤鎖鐵。車鉤后部稱舌銷，鎖提銷，鉤舌推鐵和鉤鎖鐵。車鉤后部稱為鉤尾，在鉤尾上開有垂直扁鎖孔，以便與鉤尾為鉤尾，在鉤尾上開有垂直扁鎖孔，以便與鉤尾框聯(lián)結。為了實現(xiàn)掛鉤或摘鉤，使車輛連接或分框聯(lián)結。為了實現(xiàn)掛鉤或摘鉤，使車輛連接或分離，車鉤具有以下三種位置，也就是車鉤三態(tài)：離，車鉤具有以下三種位置，也就是車鉤三態(tài)：鎖閉位置鎖閉位置車鉤的鉤舌被鉤鎖鐵擋住不能向外車鉤的鉤舌被鉤鎖鐵擋住不能向外轉開的位置。轉開的位置。兩個車輛連掛在一起時車鉤就處在這種位置。開兩個車輛連掛在一起時車鉤就處在這種位置。開鎖位置鎖位置即鉤鎖鐵被提起，鉤舌只要受到拉力即鉤鎖鐵被提起，鉤舌只要受到拉力就可以向外轉開的位置。摘鉤時，只要其中一個就可以向外轉開的位置。摘鉤時，只要其中一個車鉤處在開鎖位置，就可以把兩輛連掛在一起的車鉤處在開鎖位置，就可以把兩輛連掛在一起的車分開。全開位置車分開。全開位置即鉤舌已經(jīng)完全向外轉開即鉤舌已經(jīng)完全向外轉開的位置。當兩車需要連掛時，只要其中一個車鉤的位置。當兩車需要連掛時，只要其中一個車鉤處在全開位置，與另一輛車鉤碰撞后就可連掛。處在全開位置，與另一輛車鉤碰撞后就可連掛。緩沖器緩沖器用來緩和列車在運行中由于機車牽引力的變化或在起動、制動及調(diào)車作業(yè)時車輛相互碰撞而引起的縱向沖擊和振動。緩沖器有耗散車輛之間沖擊和振動的功能，從而減輕對車體結構和裝載貨物的破壞作用。緩沖器的工作原理是借助于壓縮彈性元件來緩和沖擊作用力，同時在彈性元件變形過程中利用摩擦和阻尼吸收沖擊能量。根據(jù)緩沖器的結構特征和工作原理，一般緩沖器可分為：摩擦式緩沖器、橡膠式緩沖器和液壓緩沖器等。1 1號緩沖器：靠金屬彈簧斜面間摩擦力來消耗能量。號緩沖器：靠金屬彈簧斜面間摩擦力來消耗能量。特點是靈敏度性好，適合客車，維修工作量大、使用壽命短，特點是靈敏度性好，適合客車，維修工作量大、使用壽命短，已停用。已停用。2 2號緩沖器：靠金屬彈簧斜面間摩擦力來消耗能量。特點號緩沖器：靠金屬彈簧斜面間摩擦力來消耗能量。特點是性能穩(wěn)定，磨耗少、檢修容易。加工量大、內(nèi)外簧容易引是性能穩(wěn)定，磨耗少、檢修容易。加工量大、內(nèi)外簧容易引起永久變形。起永久變形。MX-1MX-1型緩沖器：借助橡膠分子內(nèi)摩擦和彈性變形起到型緩沖器：借助橡膠分子內(nèi)摩擦和彈性變形起到消耗能量作用。特點是容量大，結構簡單、成本低、檢修容消耗能量作用。特點是容量大，結構簡單、成本低、檢修容易；但橡膠性能不穩(wěn)定，易老化，箱體易破裂。易；但橡膠性能不穩(wěn)定，易老化，箱體易破裂。MT-2型緩沖器剖面圖當外力除去后，各環(huán)簧之間又產(chǎn)生摩擦，將所儲當外力除去后，各環(huán)簧之間又產(chǎn)生摩擦，將所儲存能量的一部分再一次轉變?yōu)槟Σ翢崮芏?，存能量的一部分再一次轉變?yōu)槟Σ翢崮芏ⅲ蚨鸬搅司彌_和減振的作用。橡膠緩沖器的頭因而起到了緩沖和減振的作用。橡膠緩沖器的頭部為楔塊摩擦部分，由三個形狀完全相同且?guī)A部為楔塊摩擦部分，由三個形狀完全相同且?guī)A斜角的楔塊，壓頭和箱體等部分組成，楔塊介于斜角的楔塊，壓頭和箱體等部分組成，楔塊介于壓頭與箱體之間，整個緩沖器封閉在箱體內(nèi)。壓頭與箱體之間，整個緩沖器封閉在箱體內(nèi)。橡膠緩沖器是借助橡膠分子內(nèi)摩擦和彈性變形起橡膠緩沖器是借助橡膠分子內(nèi)摩擦和彈性變形起到緩和沖擊和消耗能量作用的。為了增大緩沖器到緩和沖擊和消耗能量作用的。為了增大緩沖器容量，在頭部裝有金屬摩擦部分，借助三個帶有容量，在頭部裝有金屬摩擦部分，借助三個帶有傾角的楔塊，在受壓時與箱體及壓頭間各接觸斜傾角的楔塊，在受壓時與箱體及壓頭間各接觸斜面產(chǎn)生相對位移，因摩擦而消耗沖擊能量。面產(chǎn)生相對位移，因摩擦而消耗沖擊能量。思考題自動車鉤和鏈式車鉤各有何優(yōu)缺點?制動裝置 列車制動就是人為地制止列車的運動，包括使它列車制動就是人為地制止列車的運動，包括使它減速，不加速或停止運行。對已制動的列車或機減速，不加速或停止運行。對已制動的列車或機車解除或減弱其制動作用，則稱為車解除或減弱其制動作用，則稱為“緩解緩解”。為施行制動和緩解而安裝在列車上的一整套設備，為施行制動和緩解而安裝在列車上的一整套設備，總稱為列車總稱為列車“制動裝置制動裝置”。“制動制動”和和“制動裝制動裝置置”俗稱為俗稱為“閘閘”。施行制動常簡稱為。施行制動常簡稱為“上閘上閘”或或“下閘下閘”，施行緩解則簡稱為，施行緩解則簡稱為“松閘松閘”。列車制動在操縱上按用途可分為列車制動在操縱上按用途可分為“常用制動常用制動”和和“緊急制動緊急制動”兩種。在正常情況下為調(diào)節(jié)或控制兩種。在正常情況下為調(diào)節(jié)或控制列車速度包括進站停車所施行的制動，稱為列車速度包括進站停車所施行的制動，稱為“常常用制動用制動”，它的特點是作用比較緩和而且制動力，它的特點是作用比較緩和而且制動力可以調(diào)節(jié)?？梢哉{(diào)節(jié)。在緊急情況下為使列車盡快停住所施行的制動，在緊急情況下為使列車盡快停住所施行的制動，稱為稱為“緊急制動緊急制動”（也稱為（也稱為“非常制動非常制動”），它），它的特點是作用比較迅猛而且要把列車制動能力全的特點是作用比較迅猛而且要把列車制動能力全部用上。部用上。從施行制動的瞬間起，到列車速度降為零的瞬間從施行制動的瞬間起，到列車速度降為零的瞬間止，列車駛過的距離，稱為制動距離。這是綜合止，列車駛過的距離，稱為制動距離。這是綜合反映列車制動裝置性能和效果的主要技術指標。反映列車制動裝置性能和效果的主要技術指標。列車重量越大，運行速度越高，就越不容易在短列車重量越大，運行速度越高，就越不容易在短時間、短距離內(nèi)停下來。時間、短距離內(nèi)停下來。那么，列車的運行速度與制動距離之間是什么關那么，列車的運行速度與制動距離之間是什么關系呢？假如一列由系呢？假如一列由1515節(jié)車廂組成的列車運行時速節(jié)車廂組成的列車運行時速在在5050公里時，它實施制動后，可以在公里時，它實施制動后，可以在130130米內(nèi)停米內(nèi)停下來；當時速增加到下來；當時速增加到7070公里時，它要向前行駛公里時，它要向前行駛250250米才能停下來；米才能停下來；當列車速度達到每小時100公里時，它的制動距離要570米；而當列車速度高達120公里時，制動距離就要超過800米。由此可見，列車速度提高一倍，制動距離要增加三倍以上。我國現(xiàn)行的鐵路技術管理規(guī)程規(guī)定，“列車在任何鐵路坡道上的緊急制動距離，規(guī)定為800 m”。第三節(jié)第三節(jié) 鐵道車輛的用途及分類鐵道車輛的用途及分類 一是按用途分，有客車和貨車兩大類。常見一是按用途分，有客車和貨車兩大類。常見的客車有硬座車、軟座車、硬臥車、軟臥車、餐的客車有硬座車、軟座車、硬臥車、軟臥車、餐車、行李車、郵政車等。常見的貨車則有平車、車、行李車、郵政車等。常見的貨車則有平車、敞車、棚車、罐車、保溫車等。敞車、棚車、罐車、保溫車等。二是按車輛的軸數(shù)分，有四軸車、六軸車、二是按車輛的軸數(shù)分，有四軸車、六軸車、八軸車等。軸數(shù)越多，車輪也越多，載重量就越八軸車等。軸數(shù)越多，車輪也越多，載重量就越大。大。三是按車輛的載重分，例如貨車有三是按車輛的載重分，例如貨車有5050噸、噸、6060噸、噸、7575噸、噸、9090噸等不同的載重量。噸等不同的載重量。一、客車一、客車passenger car按用途分，常見的有按用途分，常見的有：硬座車硬座車semi-cushioned coach軟座車軟座車cushioned seat coach硬臥車硬臥車non-cushioned berth coach軟臥車軟臥車cushioned berth coach行李車行李車luggage car餐車餐車dinner car郵政車郵政車postal car按運營的性質(zhì)或范圍分：按運營的性質(zhì)或范圍分：輕軌及地鐵車輛輕軌及地鐵車輛light rail or underground vehicle市郊客車市郊客車suburban coach高速客車高速客車high speed passenger car普通客車普通客車ordinary passenger car一、貨車一、貨車wagon,freight car常見的有常見的有：敞車敞車open top wagon棚車棚車covered wagon,box car平車平車flat car冷藏車冷藏車refrigerator car 罐車罐車tank car集裝箱車集裝箱車container car第四節(jié)第四節(jié) 車輛代碼、標記及方位車輛代碼、標記及方位一、車輛代碼一、車輛代碼代碼：車種、車型、車號三段代碼：車種、車型、車號三段舉例舉例：C62B：C(車種車種)62（重量系列）（重量系列）B（材質(zhì)區(qū)別）材質(zhì)區(qū)別）N17A：N(車種車種)17（順序系列）（順序系列）A（結構區(qū)別）結構區(qū)別）YW25G：YW(車種車種)25(車長系列車長系列)G（結構區(qū)別）結構區(qū)別）RZ(軟座車軟座車)，RW(軟臥車軟臥車)，餐車，餐車(CA)，行李車行李車(XL)P(棚車棚車)，X(集裝箱車集裝箱車)，長大貨物車，長大貨物車(D)，冷藏車冷藏車(B)二、車輛標記二、車輛標記（一）運用標記（一）運用標記1.自重、載重及容積：自重、載重及容積：t，m32.車輛全長：兩端鉤舌內(nèi)側面間的距離車輛全長：兩端鉤舌內(nèi)側面間的距離3.換長（計算長度）：等于全長除以換長（計算長度）：等于全長除以11,保留一保留一位小數(shù)位小數(shù) 30 t 棚車平均長度棚車平均長度,便于計算列車總長度便于計算列車總長度4.車輛定位標記：以車輛定位標記：以1，2數(shù)字在車端標記數(shù)字在車端標記1.5.車輛設備、用途及結構特點標記車輛設備、用途及結構特點標記6.客車車種漢字標記及定員標記客車車種漢字標記及定員標記三、車輛方位三、車輛方位 一位：一位：制動缸活塞桿推出方向制動缸活塞桿推出方向,或手制動安裝位或手制動安裝位第五節(jié)第五節(jié) 車輛主要技術參數(shù)車輛主要技術參數(shù)一、車輛性能參數(shù)一、車輛性能參數(shù)1.自重系數(shù)自重系數(shù)：車輛自重與標記載重的比值車輛自重與標記載重的比值2.比容系數(shù)比容系數(shù)：設計容積與標記載重的比值設計容積與標記載重的比值3.最高試驗速度最高試驗速度：滿足安全和結構強度滿足安全和結構強度4.最高運行速度最高運行速度：還需滿足良好的運行性能還需滿足良好的運行性能5.軸重軸重axle load6.每延米軌道載重：車輛質(zhì)量與長度之比每延米軌道載重：車輛質(zhì)量與長度之比7.通過最小曲線半徑通過最小曲線半徑8.換長換長,軸重。軸重并不是指車軸本身的重量，而是車輛總重與軸數(shù)之比，也就是車輛每一對車輪加于軌道的重力（自重+荷載）。車輛的軸重受制于軌道和橋梁允許的最大荷載。目前，我國鐵路線路允許的最大軸重為25噸。也就是說，在同一條線路上，要想拉更多的貨物（比如重載貨物列車）就必須增加車輛的軸數(shù)，采用多軸車來分擔每根軸的重量。第二節(jié)第二節(jié) 線路構造概要線路構造概要一、線路的基本結構一、線路的基本結構線路：包括軌道、路基和橋隧建筑物線路：包括軌道、路基和橋隧建筑物軌道：鋼軌、軌枕及道床軌道：鋼軌、軌枕及道床鐵路由上部建筑和下部建筑兩大部分所組成。鐵路由上部建筑和下部建筑兩大部分所組成。上部建筑包括鋼軌、軌枕、道床和聯(lián)接零件等。上部建筑包括鋼軌、軌枕、道床和聯(lián)接零件等。下部建筑包括路基，橋梁和隧道建筑物。一百五十下部建筑包括路基，橋梁和隧道建筑物。一百五十多年來，鐵路運輸發(fā)生了很大變化，但上部建筑的多年來，鐵路運輸發(fā)生了很大變化，但上部建筑的形式卻沒有改變什么那是什么原因呢形式卻沒有改變什么那是什么原因呢?一列貨車要裝載一列貨車要裝載20002000噸以上的貨物，再加上機車、噸以上的貨物，再加上機車、車輛的自重，重量就很可觀了。如果把鋼軌直接車輛的自重，重量就很可觀了。如果把鋼軌直接鋪在路基上，鋼軌和路基的接觸面積就很小，單鋪在路基上，鋼軌和路基的接觸面積就很小，單位面積承載的力太大，路基面承受不了這么大的位面積承載的力太大，路基面承受不了這么大的重量，就要發(fā)生沉陷，這樣火車不但談不上高重量，就要發(fā)生沉陷，這樣火車不但談不上高速行駛，而根本就無法動彈了。速行駛，而根本就無法動彈了。一百多年來，人們逐步完善了普通鋼軌基礎的形一百多年來，人們逐步完善了普通鋼軌基礎的形式，那就是把鋼軌釘在軌枕上，軌枕嵌在道床里，式，那就是把鋼軌釘在軌枕上，軌枕嵌在道床里，道床鋪在路基上。這樣，鋼軌頂面所受到的巨大道床鋪在路基上。這樣，鋼軌頂面所受到的巨大壓力，通道軌枕、道床逐步地分散傳遞到路基面壓力，通道軌枕、道床逐步地分散傳遞到路基面上去。經(jīng)過這樣的傳遞，使接觸面積增大，單位上去。經(jīng)過這樣的傳遞，使接觸面積增大，單位面積上的壓力就大大降低，路基就能夠承獲得起面積上的壓力就大大降低，路基就能夠承獲得起很大的重量了。很大的重量了。普通鋼軌基礎的特點是把列車的重量由車輪傳普通鋼軌基礎的特點是把列車的重量由車輪傳遞下來，經(jīng)過鋼軌、軌忱、道床將強大的壓力逐遞下來，經(jīng)過鋼軌、軌忱、道床將強大的壓力逐步地分散到路基上去。所以，普通鋼軌基礎，從力步地分散到路基上去。所以，普通鋼軌基礎，從力的傳遞來看是合理的，從建筑費用來看也是經(jīng)濟的。的傳遞來看是合理的，從建筑費用來看也是經(jīng)濟的。“工”字型的鋼軌，是由軌底、軌腰和軌頭三部分組成的。寬的軌底使鋼軌在橫的方向有足夠的穩(wěn)定性。較高的軌腰可以使鋼軌能更好地抵抗由列車荷重而引起的彎曲。鋼軌頭部為了不致壓碎和磨損，所以要做得比較厚實，以延長鋼軌的壽命。這樣可以使鋼料充分利用來加強鋼軌的剛性和穩(wěn)定程度，也就保證了行車的安全。鋼軌鋼軌rail：43kg/m,50kg/m,60kg/m軌距軌距gauge：軌面下軌面下16mm處測量處測量 準軌：準軌：1435mm -2 +6 寬軌：寬軌：1524mm，1676mm 窄軌：窄軌：1000mm，1067mm軌底坡：軌底坡：1/20，1/40最窄的軌距是600毫米，南美洲和印度、巴基斯坦等國某些鐵路上采用軌距寬度。最寬的軌距是1676毫米，西班牙、葡萄牙、斯里蘭卡、阿根廷、智利等國家采用這種軌距寬度。采用最普遍的軌距是1435毫米，我國和大多數(shù)歐洲國家以及美國、墨西可、埃及等國都采用這種軌距寬度。國際上規(guī)定1435毫米的軌距為標淮軌距。采用1435毫米而不采用一個整數(shù)？在古時候，不論是中國還是外國兩國交兵使用戰(zhàn)車。公元前55年，羅馬帝國發(fā)動侵略戰(zhàn)爭一直打到了大不列顛，也就是現(xiàn)在的英國。羅馬人的戰(zhàn)車在英國的土地上橫沖直撞，到處留下了戰(zhàn)車轍道的痕跡，量一下是4英尺8英寸半，這是英制，如果化為公制，正好是1435毫米。久而久之，這種輪距就一直沿襲下來。到1825年英國人期蒂芬遜在期多克頓到達林頓之間，修建世界上第一條鐵路時，也采用了1435毫米的軌距。1886年國際上規(guī)定1435毫米的軌距為標淮軌距，把大于1435毫米的稱為寬軌小于1435毫米的則稱為窄軌。目前，就世界范圍來看1435毫米軌距約占60，1524毫米軌距和l000毫米軌距各占10左右。我國基本上采用1435毫米的標準軌距。在二連、滿洲里、綏芬河各站至國境為1524毫米。臺灣省鐵路也采用1067毫米的欽距。此外，云南省部分鐵路采用1000毫米的軌距。小鐵路760mm。軌枕：軌枕：木枕：木枕：1840、1760、1680根根/km混凝土枕：混凝土枕：1840、1760、1680、1600根根/km鋼筋混凝土軌枕板鋼筋混凝土軌枕板整體道床整體道床二、線路縱斷面構造二、線路縱斷面構造1：限制坡度：限制坡度1級鐵路：一般地段級鐵路：一般地段6 0/00，困難地段困難地段12 0/002級鐵路：一般地段級鐵路：一般地段12 0/00，困難地段困難地段15 0/003級鐵路：一般地段級鐵路：一般地段15 0/00，困難地段困難地段20 0/002：變坡點與坡段長度：變坡點與坡段長度3：相鄰坡段的連接：相鄰坡段的連接4：駝峰構造：駝峰構造三、線路平面構造三、線路平面構造1、直線、直線straight or tangent track軌頂應在同一水平面上。軌頂應在同一水平面上。三角坑：左右鋼軌三角坑：左右鋼軌4個點不在同一水平面上。個點不在同一水平面上。鋼軌長度：鋼軌長度：12.5m，25m。有縫線路：接頭為線路的薄弱環(huán)節(jié)，對接接頭有縫線路：接頭為線路的薄弱環(huán)節(jié)，對接接頭無縫線路：焊接長鋼軌無縫線路：焊接長鋼軌2、圓曲線、圓曲線circular curve曲線最小半徑：與鐵路等級、地形有關曲線最小半徑：與鐵路等級、地形有關最小曲線半徑在最小曲線半徑在30米左右米左右當外軌超高值符合下式時可平衡離心力：當外軌超高值符合下式時可平衡離心力：h:mm,V:km/h,R:m 我國在曲線區(qū)段取最大超高我國在曲線區(qū)段取最大超高150mm,若允許若允許的未平衡離心加速度為的未平衡離心加速度為0.45m/s2,則曲線上最大則曲線上最大運行速度為：運行速度為：R R3003004004006006008008001001000 01201200 01501500 0V V747486861051051221221361361491491661663、緩和曲線、緩和曲線transition curve 在直線與圓曲線之間設緩和曲線在直線與圓曲線之間設緩和曲線半徑由無窮大逐漸變到圓曲線半徑半徑由無窮大逐漸變到圓曲線半徑超高由零由逐漸變到圓曲線超高值超高由零由逐漸變到圓曲線超高值軌距由標準值逐漸加寬到圓曲線的加寬程度軌距由標準值逐漸加寬到圓曲線的加寬程度外軌超高的順坡不大于外軌超高的順坡不大于2 0/00緩和曲線長度不小于緩和曲線長度不小于20m圓曲線長度大于圓曲線長度大于20m4、道岔、道岔switch,turnout 道岔：道岔：道岔是一種使機車車輛從一股道轉入另一股道的線路連道岔是一種使機車車輛從一股道轉入另一股道的線路連接設接設普通單開道岔：主線為直線，側線可向左或右普通單開道岔：主線為直線，側線可向左或右標準道岔號數(shù)：轍叉角標準道岔號數(shù)：轍叉角 余切值取整，號數(shù)越大余切值取整，號數(shù)越大 越小，越小，導曲線半徑導曲線半徑R越大，則側向過岔速度越高。導曲線上越大，則側向過岔速度越高。導曲線上一般不設軌底坡和超高。一般不設軌底坡和超高。道岔有害空間有害空間車輪在通過轍叉時，從兩根翼軌的最窄處到轍叉車輪在通過轍叉時，從兩根翼軌的最窄處到轍叉心的最尖端之間有一段空隙，這就是道岔的有害心的最尖端之間有一段空隙，這就是道岔的有害空間?？臻g。車輪通過此處時，有可能因走錯轍叉槽而引車輪通過此處時，有可能因走錯轍叉槽而引起脫軌。設置護軌的目的也就在此，它要強制引起脫軌。設置護軌的目的也就在此，它要強制引導車輪的運行方向。盡管如此，這個有害空間存導車輪的運行方向。盡管如此，這個有害空間存在限制了列車通過道岔的速度，對開行高速列車在限制了列車通過道岔的速度，對開行高速列車十分不利。十分不利。解決道岔有害空間的根本之道，當然是消滅有害解決道岔有害空間的根本之道，當然是消滅有害空間。既然普通道岔做不到，就必須研制特殊道空間。既然普通道岔做不到，就必須研制特殊道岔岔活動心軌道岔?；顒有能壍啦??；顒有能壸钪饕奶攸c是轍叉心軌可以板動?；顒有能壸钪饕奶攸c是轍叉心軌可以板動。當我們要開通某一方向股道時，活動心軌的轍叉當我們要開通某一方向股道時，活動心軌的轍叉心軌就與開通方向一致的翼軌密貼，與另一翼軌心軌就與開通方向一致的翼軌密貼，與另一翼軌分開，這樣一來，普通道岔的有害空間就不存在分開，這樣一來，普通道岔的有害空間就不存在了。實踐證明，消滅了道岔有害空間，行車更加了。實踐證明，消滅了道岔有害空間，行車更加平穩(wěn)，過岔速度限制較小，因而特別適合運量大，平穩(wěn)，過岔速度限制較小，因而特別適合運量大，需要開行高速列車的線路使用。需要開行高速列車的線路使用。5、高速旅客列車對線路的要求、高速旅客列車對線路的要求 曲線半徑：多數(shù)國家規(guī)定曲線半徑：多數(shù)國家規(guī)定R 6000m。我國京滬線擬定為：我國京滬線擬定為：Rmin=7000m，5500m(困難地段）困難地段）hmax=180mm hq+hg=110mm，140m(困難條件）困難條件）緩和曲線為三次拋物線，長度緩和曲線為三次拋物線，長度460-700mm采用高速道岔，小的隧道阻塞比采用高速道岔，小的隧道阻塞比坡度小：新干線坡度?。盒赂删€15o/oo，法國，法國35o/oo大的線間距：大的線間距：4.2-4.7m，京滬線，京滬線5m小的軌道不平順：小的軌道不平順：車輛線路第三節(jié)第三節(jié) 輪輪 對對 wheeset一、輪對組成及基本要求一、輪對組成及基本要求一根車軸一根車軸+兩個相同的車輪；輪軸配合部采用過盈配合，不能有兩個相同的車輪；輪軸配合部采用過盈配合，不能有任何松動；承擔車輛全部重量和各種力的作用。任何松動；承擔車輛全部重量和各種力的作用。在軌道上高速運行在軌道上高速運行時還承受著從車體、鋼軌兩方面?zhèn)鱽淼钠渌鞣N作用力。輪對的質(zhì)量直時還承受著從車體、鋼軌兩方面?zhèn)鱽淼钠渌鞣N作用力。輪對的質(zhì)量直接影響列車運行安全，因此對它的制造、檢修均有嚴格規(guī)定。接影響列車運行安全，因此對它的制造、檢修均有嚴格規(guī)定。為何輪對在鐵路開始、發(fā)展和現(xiàn)在結構未變？目前，車輛工廠輪軸組裝均采用壓裝工藝。在壓裝過程中，借助于壓力表所指示的壓力和自動記錄器畫出的壓力曲線來判明壓配合的聯(lián)接質(zhì)量。壓裝是以車軸輪座與輪毅孔內(nèi)徑有一定的過盈量，在常溫下以壓力機的作用人使之裝配而成。過盈量的選取既要考慮到輪軸的緊密結合，相互間不發(fā)牛松動或位移，保證行車安全，又要考慮到不能因緊密配合而產(chǎn)生過大的應力，引起局部較大的塑性變形，降低輪軸之間的緊固力而發(fā)生松動。壓輪機根據(jù)長期的實踐經(jīng)驗，根據(jù)長期的實踐經(jīng)驗，過盈量的選取范圍規(guī)過盈量的選取范圍規(guī)定為在輪轂孔直徑的定為在輪轂孔直徑的0.8-1.5%o0.8-1.5%o之間，記之間，記錄曲線應平穩(wěn)上升，錄曲線應平穩(wěn)上升，并達到規(guī)定的噸位限并達到規(guī)定的噸位限度。度。理想的壓力的線理想的壓力的線內(nèi)側距輪對在正常狀態(tài)線路上運行時輪緣的內(nèi)側距是影響運行安全的重要因素。輪緣內(nèi)側距有嚴格的規(guī)定：一般鐵路標準輪對，內(nèi)側距為1353；地鐵車輛輪對內(nèi)側距為1353，輪緣內(nèi)側距應保證在任何線路上運行時輪緣與鋼軌之間有定的游間，以減少輪緣與鋼軌的磨耗；應保證在最不利情況下，輪對踏面在鋼軌上仍有足夠的安全格接量，不致造成脫軌；應保證安全通過道岔作業(yè)3我國輪對內(nèi)側距1353來源(UIC 1360)二、車軸二、車軸axle(一一)車軸各部位名稱及作用車軸各部位名稱及作用1.軸頸，軸頸，2.防塵板座，防塵板座，3.輪座，輪座，4.軸身軸身表表 標記圓直徑標記圓直徑軸型BCDEd(mm)110130140150(二二)車軸材質(zhì)及要求車軸材質(zhì)及要求 優(yōu)質(zhì)碳素鋼，鍛壓成型優(yōu)質(zhì)碳素鋼，鍛壓成型(三三)空心車軸空心車軸與實心車軸比，減輕質(zhì)量與實心車軸比，減輕質(zhì)量20-40%；降低了簧下質(zhì)量，從而減小輪軌動力作用；降低了簧下質(zhì)量，從而減小輪軌動力作用；特別適用于高速和重載車輛。特別適用于高速和重載車輛。便于檢測便于檢測,探傷探傷三、車輪三、車輪wheel(一一)車輪各部位名稱及作用車輪各部位名稱及作用1.踏面，踏面，2.輪緣，輪緣，3.輪輞，輪輞，4.輻板，輻板，5.輪轂輪轂1.整體輪整體輪 直輻板輪直輻板輪車輪的結構、形狀、尺寸，材質(zhì)是多種多樣的。按其用途可分為客車用、貨車用、機車用車輪，按其結構分有整體輪與輪箍輪。整體輪按其材質(zhì)又可分為輾鋼輪，鑄鋼輪等。為降低噪聲、減小簧下質(zhì)量，采用彈性車輪、消音車輪、起皺輻板車輪等新型車輪。S形輻板輪形輻板輪 輪箍輪輪箍輪(機車機車)車輪踏面 在鐵路系統(tǒng)中有各種各樣的相互關系問題在鐵路系統(tǒng)中有各種各樣的相互關系問題,其中車輛其中車輛與軌道的相互關系是最基本的與軌道的相互關系是最基本的,也是最難解決的問題。也是最難解決的問題。車輛與軌道的接觸點就是車輪與軌道的接觸點車輛與軌道的接觸點就是車輪與軌道的接觸點,所以所以說車輛與軌道相互關系的一切問題的根源都是輪軌說車輛與軌道相互關系的一切問題的根源都是輪軌接觸點之間的作用力。接觸點之間的作用力。接觸斑接觸斑-一角硬幣大小一角硬幣大小最理想的也就是最合理的車輛與軌道之間的關系,應該是怎樣的呢?軌道起支撐車輛并引導車輛運行的作用,承受車輛的重力垂直力和粘著力縱向力,理想的車輛與軌道之間的關系是除此之外再沒有任何別的力,但這只有在滿足下述兩個條件時才有可能1 軌道必須是完全水平并平行的剛體2 車輛具有完全對稱的幾何關系。在這種情況下,車輪踏面形狀最好是圓柱形的。這在理論上當然是成立的這在理論上當然是成立的,然而實際上是不可能得然而實際上是不可能得到這種關系的。其原因有如下幾個方面到這種關系的。其原因有如下幾個方面 軌道方面：軌道方面：曲線和緩和曲線存在外軌超高、軌距加寬、軌道扭曲線和緩和曲線存在外軌超高、軌距加寬、軌道扭轉，坡道及縱曲線轉，坡道及縱曲線 軌道不規(guī)則性軌距、兩鋼軌間的水平、軌頂不平順、軌道不規(guī)則性軌距、兩鋼軌間的水平、軌頂不平順、鋼軌側面不平、一定距離內(nèi)的不平順鋼軌側面不平、一定距離內(nèi)的不平順道岔鋼軌接頭、鋼軌焊接部分、鋼軌磨耗等局部的不規(guī)則性軌道的彈性垂直、縱向和不均勻性。車輛方面：幾何學的非對稱性車軸平行度不一致、車輪直徑差、車輪偏心、踏面擦傷、踏面磨耗等質(zhì)量分布不均勻輪重分配不均衡、輪軸質(zhì)量、懸掛系統(tǒng)不平衡等輪軌關系是“接觸點的力學”間題,車輪踏面形狀起著重要的作用。踏面形狀通常須滿足下述條件：1 不易引起蛇行運動2 能夠平穩(wěn)地通過曲線。3 具有重力復原力。4 踏面及輪緣磨耗少。5 要防止脫軌。1、2矛盾車輛是借助于車輪踏面而不是輪緣的作用,可以任意速度通過相應的曲線區(qū)段。車輪踏面做成錐形且外緣周邊小。由于把兩個車輪固定在一根車軸上,這樣,如果車輪向外側輕微移動,則該車輪將在比另一側車輪大的圓周上滾動,從而引起輪對復原運動的趨勢,使車輛始終處于軌道中間。實際上,錐形踏面起著復原機構的作用,它可自動引起偏移并自動抵消偏移。車輪踏面做成一定的斜度車輪踏面做成一定的斜度錐型踏面（錐型踏面（TB）車輪踏面做成一定的斜度，其作用為：車輪踏面做成一定的斜度，其作用為：便于通過曲線便于通過曲線 差速器差速器可自動調(diào)中可自動調(diào)中踏面磨耗沿寬度方向比較均勻踏面磨耗沿寬度方向比較均勻名義直徑：離輪緣內(nèi)側名義直徑：離輪緣內(nèi)側70mm處的直徑，為滾動圓。處的直徑，為滾動圓。輪徑小的優(yōu)點：降低車輛重心，減小簧下質(zhì)量，縮短固輪徑小的優(yōu)點：降低車輛重心，減小簧下質(zhì)量，縮短固 定軸距。定軸距。缺點：阻力增加，輪軌接觸應力增大，踏面磨缺點：阻力增加，輪軌接觸應力增大，踏面磨耗較快等耗較快等我國標準輪徑：我國標準輪徑：貨車貨車840mm，客車，客車915mm，機車，機車1050mm。(二二)踏面斜度踏面斜度自動對中功能自動對中功能,對存在輪徑差的車輪有補償作用對存在輪徑差的車輪有補償作用起重機械輪軌系統(tǒng)靠車輪輪緣作 為運行導向,易引起“啃道”現(xiàn)象，采用帶有弧度的型面，利用自動對中特性減少磨耗。(三三)通過曲線通過曲線1.徑向通過曲線徑向通過曲線 外側半輪半徑：外側半輪半徑：r0+y，內(nèi)側半輪半徑：內(nèi)側半輪半徑：r0-y由由得得純滾線橫移量純滾線橫移量 y一定時一定時 在不發(fā)生滑動現(xiàn)象的情況下在不發(fā)生滑動現(xiàn)象的情況下,踏面斜度踏面斜度 越大，通過的越大，通過的曲線半徑曲線半徑R越小。越小。840貨車貨車,0.05,2b=1493,y=10mm,R=630m客車客車915,686m軌距加寬軌距加寬軌距加寬軌距加寬 一定，一定，一定，一定，R R越小，則越小，則越小，則越小，則y y越大，外側輪緣間隙越大，外側輪緣間隙越大，外側輪緣間隙越大，外側輪緣間隙減小，為使車輛順利通過小曲線減小，為使車輛順利通過小曲線減小，為使車輛順利通過小曲線減小，為使車輛順利通過小曲線,應設法增大輪應設法增大輪應設法增大輪應設法增大輪對橫移量對橫移量對橫移量對橫移量,比直線大比直線大比直線大比直線大,方法只有軌距加寬。當方法只有軌距加寬。當方法只有軌距加寬。當方法只有軌距加寬。當R650mR350R350，R3R30 0，R R，最寬最寬1456.1456.內(nèi)側距內(nèi)側距13501350輪緣輪緣2222間隙間隙1456-1350-44=62mm1456-1350-44=62mm（四）錐形踏面輪對的蛇行運動（四）錐形踏面輪對的蛇行運動(hunting motion)做以下假設來導出輪對的運動學關系：做以下假設來導出輪對的運動學關系：為無約束自由輪對為無約束自由輪對鋼軌頂部呈刀刃狀，為平行直線鋼軌頂部呈刀刃狀，為平行直線輪對為對稱圓柱體輪對為對稱圓柱體不計輪對上作用力和慣性力不計輪對上作用力和慣性力 右側和左側車輪實際滾動半徑為右側和左側車輪實際滾動半徑為輪對中心運動軌跡為圓弧，半徑為輪對中心運動軌跡為圓弧，半徑為 根據(jù)高等數(shù)學，任意曲線的曲率為：根據(jù)高等數(shù)學，任意曲線的曲率為：把把 R值代入得方程：值代入得方程：取輪對初始條件：取輪對初始條件：得方程的解為：得方程的解為：取取x=Vt，則輪對蛇行運動的周期和波長分別為：，則輪對蛇行運動的周期和波長分別為：相關計算相關計算:錐度錐度0.05 b=1.493/2=0.7465 0.05 b=1.493/2=0.7465 車輪半徑車輪半徑 0.915/2 0.45750.915/2 0.4575自由輪對蛇行運動頻率波長自由輪對蛇行運動頻率波長輪對波長輪對波長 Lw=16.4m Lw=16.4m 頻率頻率 V/3.6Lw=0.01685V(Hz)V/3.6Lw=0.01685V(Hz)作業(yè)作業(yè):1:1輪對蛇行運動公式推導輪對蛇行運動公式推導 2 2輪對蛇行運動波長與哪些因素有關輪對蛇行運動波長與哪些因素有關 2 2 錐度錐度0.1,0.15 b=1.493/2=0.7465 0.1,0.15 b=1.493/2=0.7465 車輪半徑車輪半徑 0.840/2 0.840/2 求自由輪對及剛性轉向架蛇行運動頻率波求自由輪對及剛性轉向架蛇行運動頻率波長長輪對的蛇行運動車輪半徑大,踏面錐度小,輪對蛇行波長越長,蛇行運動越平緩.蛇行運動是車輛的一個激振源 George Stephenson 在1821 年闡述蛇行現(xiàn)象。蛇行運動具有不穩(wěn)定的性質(zhì)。采用大錐度,偏移的輪對會迅速復原,而回復到中間位置后,另一側會產(chǎn)生更大的偏移。復原機構的過度補償,并且每次的過度補償都會使偏移更嚴重,甚至會造成輪緣接觸。單一輪對,以任何速度轉動都不穩(wěn)定。但把輪對裝于車輛時,懸掛裝置就可控制可能產(chǎn)生的不穩(wěn)定。輪對蛇行運動的秒象早在一百多年前鐵路運輸事業(yè)發(fā)展的初期已經(jīng)被注意到。具有一定形狀踏面的鐵道車輛輪對,沿著平直鋼軌移動時,會產(chǎn)生一種特有的運動蛇行運動,由于輪對蛇行運動引起轉向架和車體在橫向振動,稱為轉向架蛇行和車體蛇行.由于輪對蛇行時假設鋼軌是平直的,未受到鋼軌的激振力,蛇行運動是自激振動.自激振動:系統(tǒng)內(nèi)部的非振動能量轉化為振動的激振力而產(chǎn)生的振動.輪對自激振動能量運動