国内外铁路车轴_车轮标准探讨

200
300
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200
碳量为 0 40、锰 1 20、硅 0 50、铜 0 30、铬 材质
E A4 T
S38C
EA 4T 30N iCrM oV 12 LZW
0 30、钼 0 08、镍 0 30、钒 0 06、硫 磷 ∃ 轴重/ t
14. 7( 16. 3) 15
17
16. 4( 17)
15. 5
中图分类号: U 270. 331+ . 1
文献标识码: B
轮对是铁路客货车的重要组成部分, 其质量的高 低直接关系到行车安全。不同国家和地区采用了不同 的轮对标准, 例如, 美国、加拿大、澳大利亚等国家采用 AAR( 北美铁道协会) 标准; 俄罗斯、日本和欧洲也分 别采用了各自的标准。因此, 了解和掌握不同国家与 地区的轮轴标准, 对于加快轮轴国产化进程、提高轮轴 检修质量、确保列车运行安全具有重要的意义。
( 编辑: 田玉坤)
# 21 #
铁道车辆 第 46 卷第 12 期 2008 年 12 月
1. 2 俄罗斯标准
俄罗斯标准与我国通用的有关标准类型相同, 车 轴方面的标准主要有 ! 22780!1 520( 1 524) mm 轨距铁路车辆用车轴形式参数和尺寸∀、 ! 30237 !1 520( 1 524) m m 轨距铁路车辆用车轴技术条件∀和
型车轴的轴颈、防尘板座、轮座、轴身断面直径分别为
130 mm、165 mm 、194 mm 和 172 mm , 与我国 RD2 型
车轴尺寸基本相同。
1. 2. 2
! 30272
该标准与 我国 T B/ T 451 1996!车辆和 煤水车
用车轴技术条件∀的主要区别是: T B/ T 451 1996 中
材质
L Z 50 L Z 50 AAR F AAR F AAR F AAR F ! 30272
2 客车车轴
2. 1 日本标准 日本车轴方面的标准有 JIS E 4502 1!铁道车辆
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Baidu Nhomakorabea
用车轴品质要求∀和 JIS E 4502 2!铁道车辆用尺寸 要求∀。日本最新车轴标准已向国际标准靠拢, 标准中 将 ISO 有关内容列在前面, 原日本国内使用的内容列 在后面。
1 货车车轴
1. 1 AAR 标准 AAR 标准 G 分册和 G 分册是轮轴部分, 其中
AAR M 101!非热处理和热处理碳素钢车轴∀既规定 了车轴材质, 又规定了车轴形式尺寸。 1. 1. 1 车轴钢分类
1990 年以后, AAR 重新修订的标准中删除了原 标准中的 U 类轴( 非热处理钢) , 保留了 F 类( 两次正 火和回火处理) 、G 类( 淬火、回火处理) 和 H 类( 正火、
我国现行车轴尺寸和材质方面的标准与 AAR 相应标 准等效或相似。
( 3) 我国原主型车轴为 D 轴, 轴重 21 t , 近年来新
造车的轴重为 23 t 和 25 t , 轴型为 RE2A 或 R E2B。目 前正在研制类似 AAR 标准 K 轴( 轴重为 30 t ( 32 5
t) ) 的车轴。 ( 4) 减少轴颈载荷中心到轴肩的距离可以提高车
196
192
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以上为 1 类, 其夹杂物含量要求比 2 类严, 探伤要 求 也 不同。附 录 A 中 规 定 了
( 1) 我国货车车轴标准按前苏联的方式分为形式
尺寸和技术条件 2 项标准。目前我国铁路车辆车轴使 用的 50 钢的标准是 T B/ T 2945 1999( 50 钢与 AAR 的 F 类钢相同) 。新造车辆已经不再使用 40 钢。
( 2) T B/ T 169 2007!铁道车辆车轴型式与基本 尺寸∀中的 R B2 、R D2 、RE2A 和后来设计的 R E2B ( RE2B 与 RE2A 的区别是缩短了载荷中心到轴肩的距离) 分别 与 AAR 的 B、D、L 型滚动轴承车轴对应。可以认为,
收稿日期: 2008 05 30 作者简介: 邵树民( 1968 ) , 男, 工程师。
淬火、回火处理) 。F 类、G 类和 H 类车轴均用于重载 运输机车车辆和其他设备。 1. 1. 2 车轴形式尺寸分类
旧的 AAR 标准车 轴分 A、B、C、D、E、F 、G 共 7 级, 每级又分为滑动轴承车轴、带肩背的滚动轴承车轴 和无肩背的滚动轴承车轴 3 种类型。最新版本的标准 也分为 7 级( 都是无肩背的滚动轴承车轴) , 在保留了 旧 D、E、F 、G 级的基础上, 增加了 K、L、M 级。其中, K 轴与 F 轴的区别仅是缩短了轴颈长度, L 轴是 E 轴 的改进型( 短轴颈) , M 轴是 G 轴的改进型( 减少了轴 颈直径和长度) 。标准中对各型车轴的尺寸和公差都 有详细规定。最近, AAR 批准生产新型 K+ 轴, 该型 车轴加大了轴身直径。
美国主型货车采用 F( K) 轴, 轴重 32 4 t ; 近年来 开行的重载列车车轴采用 G 轴或缩短轴颈的 M 轴, 轴重 35 7 t 。AAR 标准中规定, D、E、F 车轴用于客 车时, 轴重按列车速度分为 2 级: 速度为 136 km/ h 以 下时, D 轴轴颈载荷为 16 4 t , E 轴为 20 5 t, F 轴为 24 5 t ; 速度为 136 km / h~ 160 km / h 时, 各型轴颈载 荷分别为 15 5 t、19 3 t 和 23 2 t 。
! 30272 !1 520 m m 轨距铁路车辆用毛胚轴技术 条件∀。这 3 个标准都规定, 在用户提出要求时可以按 ISO 1005( 有关轮轴的国际标准) 生产。
1. 2. 1
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该标准规定的货车车轴有 ∀#1 型和 ∀#1∃ 型( ∀表
示使用滚动轴承, #代表通用型) 。∀#1 型车轴端部为
动态检查的规律, 明确了动态检查范围, 因此, 目前已 经具备了人机分工的基本条件。
部分铁路局列检作业人员严重不足, 达不到铁道 部规定的单侧人均检查 10 辆的要求。从运输形势的 发展来看, 列车开行的对数正在逐步增加, 密集到发的 范围进一步扩大, 对作业效率的要求越来越高; 从社会 和谐发展的角度来看, 坚持以人为本、减轻现场检车员 的劳动强度是社会进步的必然发展方向; 从安全管理 的角度出发, 单单依靠干部现场卡控的盯人战术, 无法 适应列检现代化管理的要求。因此, T F DS 实行人机 分工, 不仅能够发挥投资效益, 而且能够进一步优化劳 动组织, 满足运输发展的要求。
辆车轴强度设计方法∀。标准中除静载荷外的垂直、水 E 4501 和 EN 13103 的要求。
平附加力比例按照线路区分, 且是速度的函数。 2. 2 欧洲标准
欧洲原使用 U IC 标准, 鉴于欧洲逐步走向统一,
近年来, 我国引进了一些动车组技术, 表 2 以 RD3B 轴为例, 对我国客车车轴与引进动车组拖车车轴进行了 对比。
轴重/ t
21 25 25 25 32. 4 32. 4 23. 5 或 24
表 1 国内外货车主型车轴主要参数对比
轴颈直径 / mm
载荷中心到 轴肩距离/ mm
轮座直径 / mm
载荷中心至轮座
轴身直径
内侧距离/ mm ( 轴中央) / mm
130 150 144. 6 144. 6 157. 3 157. 3 130
轴的强度和刚度, 有利于改善轴承的工作环境。由于 历史原因, 为适应 197726 等型轴承, R D2 轴轴颈尺寸 不能缩短。近年来设计的 RE2B 轴轴颈载荷中心到轴 肩的距离为 110 mm, 进一 步提高了车轴和轴承的可 靠性。
国内外货车主型车轴主要参数对比见表 1。
轴型
R D2 R E2B AAR E AAR L AAR F AAR K py1 %
0 02, 正 火处 理; 机 械 性能: 抗 拉强 度 为 轴颈直径/ mm
130
130
130
130
130
550 M Pa ~ 650 M Pa、屈 服 强 度 > 320 空心内径/ mm
60
60
30
65
0
MP a、断面 收 缩> 22% 。速 度 200 km/ h 轮座直径/ mm
196
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国内外铁路车轴、车轮标准探讨 邵树民
日本国内使用的车轴钢分 4 类, 其中第 4 类为新 增加了盘形制动用 RD3A 、RD4A ( 2 盘) 和 RD3B ( 3 盘, 设
干线用感应淬火车轴用钢, 标准中的代号为 SFAQA, 一般称为 S38C。我国从日本川崎引进技术的 CRH 2
计速度 200 km/ h) 型车轴。2000 年以后, 设计使用了轴 颈中心距为 2 000 mm 的 RD3A1 和 RD3C ( 4 盘, 设计速度
T F DS 自 2006 年陆续投入使用以来, 使用部门已 经积累了大量的运用经验, 在此基础上, 制定了各项管 理制度和作业程序、作业标准, 并通过集中培训考核, 培养了一批合格的动态检车员, 通过设备统型改造, 解 决了旧型设备窜图、漏图等惯性质量问题, 通过人工检 查与动态检查发现的故障类型的对比分析, 摸索出了
125 110 150. 8 113. 2 163. 5 123. 2 100
194 210 209. 6 209. 6 222. 3 222. 3 194
364 376. 5 390. 5 390. 5 397 397 426
174 184 186( 164) 186( 164) 200( 187) 200( 187) 172
大螺母, 与我国原有的 R D0 型车轴相同。∀#1 ∃型车轴
端部形状与我国现行标准相似, 采用轴承端盖螺栓固
定轴承。标准中有车轴的图样和详细尺寸。标准规定
的 ∀#1∃型车轴轴重为 23 5 t ( 230 kN ) , 当装用于速度
低于 80 km/ h 以下的车辆时轴重可提高到 24 t。∀#1∃
既规定了车轴的化学成分又规定了其机械性能, !
30272 仅规定了车轴的机械性能。2 种标准中抗拉强
度都分为 3 级, 但 ! 30272 规定的值均高于 T B/ T
451 1996 规定的值, 其第 2 级和 第 3 级的强度值与
T B/ T 2945 1999!铁道车 辆用 L Z50 钢车轴 及钢坯
技术条件∀规定的强度指标相近, 比 T B/ T 451 1996
规定的 40 钢的强度高。可以看出, 俄罗斯已经对车轴 材质进行了改进。
1. 2. 3
! 30237
该标准规定的是精加工车轴的要求。俄罗斯规定
车轴必须强化滚压, 车轴平均寿命为 15 年, 干线机车
车辆车轴质量保证期为 8 5 年。
1. 3 国内外货车车轴对比
又制定了欧洲标准( 代号 EN) 。其中, EN
表 2 我国客车与引进动车组拖车车轴对比
13261!铁路应用 轮对和转向架 车轴 产品要求∀与国际标准基本一致。标准正
CR H1 ( BSP)
CRH 2 CRH 3 (川崎) ( 西门子)
CRH 5 ( ALST OM )
RD 3B
文规定的材质为 EA 1N ( 碳素钢、正火) , 含 速度/ ( km # h- 1 ) 200
用。但这种人工检查与动态检查重复作业的方式, 造 成了人员重复设置, 职责不清, 劳动生产率低, 加剧了 列检定员不足带来的压力, 现场检车员仍然要承担较 大的劳动强度。同时, 由于动态检车员始终将自己定 位于辅助检查的位置, 不承担漏检责任, 造成动态检车 员责任心不强, 工作没有积极性, 技检水平持续得不到 提高。
问题 讨论
铁道车辆 第 46 卷第 12 期 2008 年 12 月
文章编号: 1002 7602( 2008) 12 0021 04
国内外铁路车轴、车轮标准探讨
邵树民
( 北京铁路局 北京 车辆段, 北京 100039)
摘 要: 简要介绍了国外先进的车轴、车轮标准, 并与 我国现行标准进行了对比。
关键词: 车轮; 车轴; 客车; 货车; 标准
动车组车轴原型就是这种钢。
270 km/ h) 型车轴。我国客货车同级别车轴的区别仅是
旧的日本标准中有车轴的详细尺寸, 新标准只规 轴颈长度不同( 因采用轴承类别不一) , 其他尺寸都一
定了公差和粗糙度, 数值与国际标准一致。
样, 客车车轴按速度等级降低轴重。GB 12814 的图样
日本车轴设计方法的标准为 JIS E 4501!铁道车 基本采用国际标准的公差和粗糙度, 车轴强度符合 JIS