CRH2动车组轮对检修流程及改进设计

摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2研究思路 (1)第2章轮对的组成 (2)2.1轮对组成的内容 (2)2.2车轴 (4)2.3轮箍 (5)2.4轮心 (5)2.5车轮 (6)2.6制动盘（车轮制动盘和车轴制动盘） (7)2.7齿轮装置 (8)第3章轮对的故障 (9)3.1轮对故障产生的原因 (9)3.2车轴故障 (9)3.3车轮故障 (10)第4章轮对的检修流程 (14)4.1轮对检修流程的内容 (14)4.2轮对修程分类 (14)4.3轮对的无损探伤 (15)4.4轮对的维修 (19)4.5轮对的组装 (19)第5章轮对检修流程的改进设计 (21)5.1原厂修轮对检修流程 (21)5.2改进后的厂修轮对检修流程 (21)5.3改进厂修轮对检修流程的优点 (21)参考文献 (22)致谢 (23)轮对即动车组与钢轨相接触的部分，由左右两个车轮牢固的压装在同一根车轴上所组成，轮对也是保证动车组在钢轨上的运行和转向，承受来自动车组的全部静、动载荷，把它传递给钢轨，并因线路不平顺产生的载荷传递给动车组各零部件。

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移；除了传递车辆重量外，还传递轮轨之间的各种作用力，包括牵引力和制动力。

其结构和故障会直接影响动车组的运行品质和行车安全，因此结合CRH2型动车组来探讨轮对的组成结构、故障、检修流程及改进设计。

关键词：轮对组成；故障；检修流程；改进设计CRH2动车组轮对检修流程及改进设计第1章绪论1.1研究背景近几年，随着高速动车组的迅速发展，高铁已经我国大多数人出行选择的交通方式，而轮对是高速动车在轨道上运行必不可少的元件之一。

动车的全部重量通过轮对支撑在钢轨上；通过轮对与钢轨的黏着产生牵引力或制动力；通过轮对滚动使动车前进。

另外，轮对在动车运行中的承载情况比较繁重，当车轮经钢轨接头、道岔等线路不平顺处时，轮对直接承受全部垂向和侧向的冲击。

轮对还承受很大的静载荷、动作用力和组装应力，闸瓦制动时还产生热应力，因此要求它有足够的强度。

为了保证动车的运行安全，适当选择轮对的部件材料，保持轮对的正确组装和良好的运行状态以及定期及时检测与维修是至关重要的。

1.2研究思路在动车组轮对的优化研究过程中，以动车组轮对的组成开始介绍，然后了解动车组轮对的常见故障以及其检修方法，再对动车组轮对的检修流程进行研究，结合了CRH2型动车组轮对，再通过自己的想法与意见提出动车组轮对的检修流程改进设计。

第2章轮对的组成2.1轮对组成的内容轮对一般由车轴、轮心和轮箍组成，高速动车组一般采用整体车轮，所以不再有轮心和轮箍之分。

另外，高速动车组轮对还有动力轮对组成和非动力轮对组成的区别，其中动力轮对上通常装有齿轮箱，如图1所示。

图1 轮对组成图动力轮对组成安装在动力转向架上，包含一个动力轮对轴箱装置和一个非动力轮对轴箱装置；非动力轮对组成安装在非动力转向架上，包括两个非动力轮对轴箱装置。

CRH2动车组转向架轮对主要由车轮、车轴、制动盘（轮盘和轴盘）、齿轮箱及轴承等组成，轮对分为动力轮对（M轮对)如图2和拖车轮对（T轮对）如图3组成。

CRH2型动车组转向架轮对还采用了空心车轴和直辐板车轮。

动车轮对含齿轮箱和轮盘；拖车轮对包括轴盘和轮盘。

图2 M轮对图图3 T轮对图动车转向架采用的轮对由车轴，车轮（带有制动盘，简称轮盘），齿轮装置及轴承构成，如图4所示。

1-车轴 2-车轮组成 3-齿轮箱图4 M轮对图拖车转向架轮对由车轴，车轮（也带有制动盘，简称轮盘），制动轴（简称轴盘）及轴承组成。

如图5所示。

为确保其安全性和可能性，车轮、大齿轮、轴盘等采用冷压法压装到车轴上。

1-车轴 2-车轮组成 3-制动轴盘图5 T轮对图2.2车轴车轴是机车转向架中最重要的部件之一，是轮对转动的中枢。

车轴分轴颈、轴身、轮座等几部分。

多数车轴的折损是由疲劳引起的，车轴的断裂多发生在以下三个区域：（1）在轴颈的圆肩部分；（2）在轮座的外缘部分；（3）在车轴的中央部分。

CRH2转向架车轴按照JIS E 4501（铁道车辆——车轴强度设计）进行设计，按JIS E 4502标准进行生产。

为了提高车轴的疲劳安全性，采用高频淬火热处理和滚压工艺。

为了保证强度的同时减轻质量，采用空心车轴，同时也使用超声波探头可以直接穿过该通孔，使探伤更容易，M车轴与T车轴如图6所示。

M车轴与T车轴的各部尺寸如表1所示。

表1CRH2车轴尺寸（a）M车轴图（b）T车轴图图6 车轴图2.3轮箍轮箍与钢轨顶面接触部分称为踏面，踏面与钢轨内侧面接触部分称为轮缘，踏面滚动圆直径即为车轮的名义直径。

轮箍的轮缘和踏面是和钢轨直接接触的部分。

2.4轮心1-轮毂 2-轮辋 3-轮辐图7 轮心图轮心（如图7所示）和车轴连接的部分叫轮毂，轮箍连接的部分叫轮辋。

轮毂与轮辋之间连接的部分叫轮辐或辐板。

在轮毂上有一油孔，平时用螺堵堵上，需要从车轴上卸下车轮时，可用专用高压油泵经过这个油孔压油，当油达到了70~90MPa时，即可将车轮退出。

2.5车轮车轮各部名称如图8所示。

（1）踏面：车轮与钢轨面相接触的外圆周面，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：车轮内侧面的径向圆周突起部分，称为轮缘。

其作用是防止轮对脱轨，保证车辆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，以保证踏面内具有足够的强度同时也便于加修踏面。

（4）轮毂：车轮中心圆周部分，固定在车轴轮座上，为车轮整个结构的主干与支撑。

（5）轮毂孔：用于安装车轴，该孔与车轴轮座部分直接固结在一起。

（6）轮辐板：连接轮辋与轮毂的部分，呈板状者称为辐板，辐板呈曲面状，使车轮具有某些弹性，则力在传递时较为缓和。

（7）辐板孔：为了便于加工和吊装轮对而设，每个车轮上有2个。

现在由于用途不大且易在其周围产生裂纹，同时还影响车轮的平衡性能，故在S形辐板车轮上以取消。

1-踏面 2-轮缘 3-轮辋 4-轮毂 5-轮毂孔 6-辐板 7-辐板孔图8 车轮各部名称图CRH2转向架车轮按照JIS E5402（铁道车辆——碳素钢整体碾压车轮）设计和生产，车轮采用整体轧制车轮，轮辋厚度为135mm，踏面形状采用LMA 型。

新造车轮滚动圆直径为Φ860mm，最大磨耗直径为Φ790mm。

在靠轮辋轮缘侧面Φ790mm圆周上，设有磨耗到限标记。

CRH2车轮踏面形状如图9所示。

图9 CRH2车轮采用的LMA型踏面外形图因采用轮盘制动，需要在车轮辐板两侧安装制动盘，所以为直辐板车轮。

随着轴重的增加，与轮毂连接的直辐板根部厚度有所增加。

动力轮对和拖车轮对除了轮座尺寸及轮毂厚度尺寸不同外，其他部位均相同。

车轮与车轴的装配采用注油压装和拆卸。

为保证轮轴在装配后形成规定的压装力，装配后进行反向压力检验。

2.6制动盘（车轮制动盘和车轴制动盘）CRH2转向架的M轮对和T轮对分别在车轮辐板两侧安装整体式锻钢制动轮盘，内外侧轮盘通过均布的12个连接螺栓安装在车轮辐板上。

轮盘的背面设有散热筋，可提高盘片的承载刚度。

为了有效释放在制动过程中产生的热量，盘片与车轮辐板安装侧预先设置了反向翘曲。

拖车轮对除了设置轮盘外，在车轴上还设有两套制动轴盘。

轴盘由压装在车轴上的轮毂和通过螺栓安装在轮毂的制动盘构成，轴盘材料为锻钢，盘体为半分式，无需退轮即可进行更换。

为了减少T车的制动负荷，从而减少制动盘和闸片的磨耗，在制动控制中，尽量使用M车的再生制动，而对T车的空气制动采取延迟控制。

2.7齿轮装置齿轮装置是传递驱动扭矩或制动扭矩的关键部位，仅动车转向架才有，它既属于动车轮对，又是驱动装置的重要组成部分。

第3章轮对的故障3.1轮对故障产生的原因轮对在动车运行过程中，要承受大且复杂的载荷，动车自重和附加载荷、牵引扭矩、牵引力产生的弯矩、通过曲线时产生的侧压力等。

轮对的主要损伤有裂纹、磨损、剥离、擦伤、凹陷等。

轮对在钢轨上高速滚动，其技术状态的好坏直接影响动车运行的安全性、可靠性、平稳性。

所以必须对动车的轮对进行严格的维护和检修，以确保行车安全。

3.2车轴故障车轴的故障形式有车轴裂纹、折损、弯曲变形、磨损、碰伤、电焊打火凹痕、燃轴造成的轴辗长等。

这些损伤如不及时发现和处理，都会形成事故隐患，危及行车安全。

3.2.1车辆裂纹及折损车辆裂纹及折损一般分为疲劳折损及一次断裂（热切）两种。

车轴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°，称为横向裂纹。

横向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向裂纹的深度不断扩展，导致应力上升而引起的。

所以车轴的横向裂纹是危险性极大的一种损伤，是不允许存在的。

如果车轴已发现横向裂纹，根据我国铁道科学研究院对有横向裂纹的车轴在靠近裂纹处取试样进行拉伸、冲击及疲劳试验的结果，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，所以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。

车轴在运用中出现裂纹而导致断裂除因疲劳折损外，还可在严重的燃轴事故后，由于处理不当而引起车轴的一次断裂（热切）。

3.2.2车轴磨损（1）轴颈磨损：轴颈过长时，轴瓦在轴颈后肩与轴领间的横动间隙增加，扩大了轴瓦前后的窜动量，则无法使轴瓦与轴领之间达到检修限度的要求；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，可能产生轮毂外侧磨伤轴箱后壁的情形；轴颈变长后，载荷作用点与危险断面的距离增加了，使铅锤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）防尘板座磨损：轴箱后壁口上边缘与防尘板座接触而发生磨损。

这是因为轴瓦或轴箱内顶部磨损过甚而造成。

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。

（3）轴身磨损：由于制动拉杆或杠杆组装不良，与车轴接触而造成轴身磨损。

3.3车轮故障车轮的故障包括：车轮踏面及轮缘的磨损、裂纹，踏面的缺损、剥离、擦伤、局部凹入、辗宽，踏面上粘有熔化金属等。

3.3.1踏面磨损动车的全部载荷（包括自重的载重）都是经车轮而传递给钢轨的。

动车运行时，车轮在钢轨上不断地滚动，车轮踏面与钢轨形成一对摩擦副。

所谓踏面的磨损，是指踏面在工作过程中，沿车轮半径方向尺寸的减小，其磨损量可用第二种检测器沿踏面基线处侧出。

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）动车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，防止轮缘偏磨；当运行至弯道时，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。