火車輪結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識

1、車輪結(jié)構(gòu)完全由車輪直徑，輪輞，輪轂尺寸，轂輞距，輻板形狀，輪緣踏面外形所決定。每個尺寸或每部位形狀都有其特殊意義。一、一、直徑車輪直徑對其本身及整個車輛都有較大影響。一方面車輪直徑越大，車輛重心越高，車輛的動力性能越差。另一方面，增大車輪直徑，可以降低輪軌的接觸應(yīng)力，降低車輪磨耗速度，增加車輪的熱容量，提高踏面制動熱負(fù)荷的承受能力。因此車輪直徑大小應(yīng)根據(jù)車輛情況綜合確定。但總的來說，車輛軸重越大，車輪直徑應(yīng)越大，以提高車輪的熱容量和增加

2、輪軌的接觸面積，減少踏面損傷和磨耗。另外，車輪直徑的取值還應(yīng)注意規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化系列問題，以利于車輪制造和檢修。目前我過貨車車輪直徑大多為840mm，特殊貨車車輪直徑為915。二、輪二、輪輞輪輞寬度尺寸主要取決于輪軌的搭載量。當(dāng)輪對運行在曲線上時，外側(cè)車輪輪緣靠近鋼軌，內(nèi)側(cè)輪緣遠(yuǎn)離鋼軌。只有內(nèi)側(cè)車輪踏面在鋼軌上的搭載量足夠，才能保證輪對不脫軌。《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定，當(dāng)曲線半徑在300m以下時，軌距應(yīng)加寬15mm。因此，最大軌距為1435

3、156=1456mm（其中：名義軌距L為1435mm，最大公差為6mm）。輪對最小內(nèi)側(cè)距為1354mm，輪緣最小厚度為23mm。車輪踏面外側(cè)倒角5mm，鋼軌頭部圓弧半徑為R13mm，鋼軌內(nèi)側(cè)磨耗2mm，軌枕彎曲、道釘松動等引起軌距擴大8mm，重車時車軸微彎引起輪對內(nèi)側(cè)距離減小2mm，輪軌安全搭載量按7mm考慮，根據(jù)上述數(shù)據(jù)算得輪輞最小寬度為120mm，考慮到車輛過駝峰時實施的制動，車輪外側(cè)面磨損5mm，則輪輞最小寬度應(yīng)為125mm。目前

4、我國鐵路貨車車輪輪輞寬度為135~140mm。輪輞厚度通常指新輪輞厚度。我國鐵路對正常服役的車輪的判廢依據(jù)是輪輞剩余厚度，當(dāng)輪輞剩余厚度小于等于23mm時車輪報廢。新輪輞厚度與輪輞限度之差為輪輞的有效磨耗厚度。輪輞越厚有效磨耗厚度就越大。但車輪自重也大。有效磨耗厚度越厚，車輪使用壽命越長，新舊車輪直徑差就越大。車輛檢修時，為了滿足車輛之間懸掛的要求，經(jīng)常需要在心盤、旁承等位置增加調(diào)平板。如果新舊車輪直徑差過大，所增加的墊板相應(yīng)加厚。這樣

5、心盤軌動力作用力，因此輻板的徑向剛度應(yīng)適量地小。輻板的軸向剛度應(yīng)盡量的大，否則車輪將產(chǎn)生較大的軸向變形。軸向變形過大會改變輪軌正常接觸位置和輪緣角度，影響車輛運行性能，增加爬軌的可能性。一個好的輻板形狀，可以在不增加自重的條件下大幅度地提高車輪的結(jié)構(gòu)剛度，改善車輪的剛度，因此輻板是車輪結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化的重點部位。國內(nèi)外普遍采用的輻板形狀有：直輻板、S輻板、波浪形輻板、盆型輻板。直輻板與其他各形狀輻板相比，優(yōu)點是質(zhì)量小，缺點是徑向剛度過大，

6、軸向剛度較小。不是一個好的輻板形狀。但盡管如此，在輪盤制動的情況下必須采用直輻板，以便安裝制動盤。S型和盆型輻板可使得車輪具有合理的剛度和較低的熱應(yīng)力。將輻板設(shè)計成S形或盆形的主要目的是為了降低熱應(yīng)力。踏面制動一般采用這兩種輻板形狀。但由于S形輻板不利于鋼水的流動，因此不適合鑄鋼車輪，鑄鋼車輪大多采用盆形輻板。波浪形輻板與S形輻板在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別主要是輻板的偏心量（靠近輪輞處輻板的中心線與靠近輪轂處的輻板中心線之間的軸向距離）不同，造成這

7、種差別的原因主要是車輪的轂輞距不同。波浪形輻板車輪徑向剛度較小，與S形相比波浪形輻板車輪軸向剛度和應(yīng)力較大。輻板形狀即可用優(yōu)選法設(shè)計也可用優(yōu)化法設(shè)計，不管用什么方法，良好的輻板性能是唯一的目標(biāo)。另外在車輪輻板設(shè)計時，要校核輻板是否與車輛下部界限發(fā)生干涉。6、輪緣踏面外形輪緣踏面外形輪緣踏面外形設(shè)計時應(yīng)考慮與軌頭外形的配合，理想的輪軌型面配合狀態(tài)能有效地降低接觸應(yīng)力和磨耗，有助于改善列車通過曲線性能，有效地提高列車失穩(wěn)的臨界速度。同時設(shè)計