鐵路車輪性能分析論文范文

　　鐵路上火車的車輪是重要的部件，是車輛的核心部分，起到了承載、導向和傳遞制動等作用，所以鐵路車輪的性能高低關乎整個火車的安全，對于從事鐵路運輸工作的工程師來說，發表一篇鐵路車輪性能分析的論文對自己評職稱有很大幫助，這里就匯總了一些鐵路車輪性能分析的論文范文，供作者參考。
 

　　鐵路車輪性能分析論文范文一：鐵路貨車車輪常見故障的防范解析

　　摘 要：隨著社會經濟和鐵路交通運輸事業的迅猛發展，鐵路貨物運輸比例日益增加，承擔著非常重要的角色。為提高運輸效率，加快車輛周轉，貨物列車不斷提速重載，然而，隨著車輛運行速度的不斷提高，車輪故障也在不斷增加，給車輛運行安全帶來了極大的安全隱患，同時也制約了發展。車輪故障屬走行部故障，是貨物列車中影響行車安全、運行品質、行車組織和運輸效率的關鍵故障，通過研究人員對鐵路貨車車輪在檢修過程中常見故障的統計與分析，發現不同類型的鐵路貨車車輪出現的故障因素存在著很大的區別，主要的故障集中在對車輪擦傷、軸溫過高當中。基于此，本文就以鐵路貨車車輪常見故障的防范解析為研究課題，系統的進行闡述和研究。

　　關鍵詞：鐵路貨車車輪;常見故障;防范解析

　　0 引言

　　在對鐵路貨車車輪進行臨時性的驗收時，發現鐵路貨車車輛車輪踏面剝離、擦傷、圓周磨耗踏面故障非常嚴重，這會造成鐵路貨車行車的安全隱患，嚴重情況下會影響到貨車司機的人身財產安全。為此，鐵路貨車維修管理人員特意對鐵路貨車車輪故障，進行定期和不定期的檢查工作，借此減少鐵路貨車車輪故障的發生。與此同時，鐵路貨車車輪維修工作的強化也是減少鐵路貨車的檢修成本，但若要從根本上杜絕鐵路貨車車輪故障的產生，還需要對鐵路貨車車輪常見故障進行系統化故障因素分析，并總結出與之對應的防范措施。

　　1 鐵路貨車車輪常見故障

　　1.1 鐵路貨車車輪的踏面裂紋

　　鐵路貨車車輪踏面的最表層會因滑行或是鐵路貨車車輪運行過程中很難過的摩擦熱使其急速加熱，由于急速加熱引起的熱能會快速的傳遞到車輪外部。但是由于急速的擴散會造成熱能的快速流失，這樣一來就造成被加熱踏面溫度的不同，進而產生兩種類型的熱裂紋：第一種是因為踏面被加熱之后急速冷卻形成的硬化層，這一種熱裂紋從本質上而言，其組織已經發生了改變;第二種是踏面表面的金屬因制動被加熱膨脹，此種熱裂紋并沒有發生組織上的變化，而且其膨脹效果會在塑性變形后消失。由此可見，第一種熱裂紋對鐵路貨車車輪造成的危害較大，第二種只是鐵路貨車車輪的輕微故障。

　　1.2 鐵路貨車車輪踏面的磨損

　　鐵路貨車車輪踏面的磨損，是由于鐵路貨車車輪的承重力過大，造成鐵路貨車車輪的超負荷，在鐵路貨車車輪與鋼軌的接觸時會產生一對摩擦副。該種故障是鐵路貨車車輪最為常見的一種故障問題，也是最容易發生意外事故的一種故障因素。具體故障發生原理圖如圖1所示。

　　1.3 鐵路貨車車輪踏面的剝離

　　鐵路貨車車輪出現踏面剝離的具體表現為車輪表面的金屬呈現片狀的剝落，研究人員通過對鐵路貨車車輪踏面剝離的產生原因分析，發現踏面剝離主要可以分成兩種類型。一種是疲勞型剝離，另一種是熱剝離。

　　疲勞型剝離是因為鐵路貨車車輪的疲勞裂紋隨著鐵路貨車的行駛車輪的轉動，在鐵路貨車車輪踏面的附近形成與踏面平行的舌狀部分，然后這一舌狀部分會遭受較強的冷作碾壓，進一步產生塑性變形，最終造成舌狀部分的剝落。熱剝離是踏面剝離的另一種形式，其形成原理是由踏面上的熱裂紋沿著與踏面近似的直角方向，向其周圍成輪狀擴展。最終的擴展結果使相鄰的裂紋連接在一起，形成片狀的剝離。以上所述，無論是哪一種類型的踏面剝離，其最終結果都會造成鐵路貨車車輪的損傷，給鐵路貨車的安全行駛造成安全威脅。

　　1.4 鐵路貨車車輪踏面圓周磨耗深度超限

　　鐵路貨車車輪踏面圓周磨耗深度在超出原有的限度之后，會給鐵路貨車車輪破壞了踏面的幾何形狀，具體表現為增大了鐵路貨車車輪和鋼軌間的接觸面積，使摩擦力增大，這樣鐵路貨車的運行阻力也會隨之增大。此外，在鐵路貨車通過曲線道路時，由于車輪踏面沒有了幾何形狀的摩擦保護，鐵路貨車車輪產生滑行，從而加劇了車輪踏面的磨耗。

　　2 鐵路貨車車輪常見故障的防范措施

　　當下鐵路貨車車輪的故障問題是造成鐵路貨車運行安全的重要問題。在這種情況下，為了減少鐵路貨車車輪故障，必須加強鐵路貨車車輛輪對的維護工作，并對鐵路貨車車輪運行中常見的故障問題，采用恰當的鐵路貨車車輪故障防范措施，以此保障鐵路貨車車輛運行的安全性。

　　2.1 加強對鐵路貨車車輪配件檢修的質量控制

　　強化對鐵路貨車車輪配件檢修的質量控制，是為了降低鐵路貨車車輪的故障發生率，但是要落實好鐵路貨車車輪的質量控制工作，首先要保障制動配件檢修質量控制。其次，鐵路貨車車輪的故障維修人員，認真做好鐵路貨車車輪的集控試風試驗。最后，列檢過程中要加強對編組列車的試風檢驗。最后，為了保證鐵路貨車車輪的整體質量還應該對鐵路貨車車輪尺寸進行嚴格的控制，具體如表1所示。

　　2.2 完善鐵路貨車運行工況

　　完善車輛運行工況工作需要做好以下幾點：第一，嚴格執行機車操作標準;第二，嚴格編組規定;第三，改善車輛工況。只有這樣才能保障鐵路貨車的安全通行，從根本上降低鐵路貨車車輪的故障發生率。

　　2.3 加強對鐵路貨車車輪常見故障的檢查工作

　　鐵路貨車車輪常見故障的檢查工作是鐵路貨車車輪故障防范的常見措施，例如踏面剝離故障，主要是依據車輪產生的振動力來發現踏面剝離故障，一旦發生踏面剝離現象，需要立即對剝離處進行檢查，正確測量踏面剝離處的長度，超限時要進行摘車臨修更換輪軸。

　　除了以上的諸多措施之外，要想優化鐵路貨車車輪的自身性能，必須不斷的提升車輪、閘瓦和鋼軌材質等綜合性能，提升鐵路貨車車輪結構與車輛制動系統的穩定性能。

　　3 結語

　　綜上所述，隨著當下交通運輸行業的發展，運輸車輛也隨著增多。尤其是鐵路貨車的增多，極大的促進了鐵路運輸行業的發展。然而，在現下的鐵路運輸當中，因為鐵路貨車車輪故障問題，也給交通運輸行業的發展造成了極大的安全隱患。在對鐵路貨車車輪進行臨時性的驗收時，發現鐵路貨車車輛車輪踏面剝離、擦傷、圓周磨耗踏面故障非常嚴重，這會造成鐵路貨車行車的安全隱患，嚴重情況下會影響到貨車司機的人身財產安全。然而，要想提升鐵路貨車車輛輪對的質量，減少故障因素的發生，必須強化鐵路貨車車輪的維護工作，并在此基礎上，采用恰當的鐵路貨車車輪故障防范措施，才能真正有效的提升鐵路貨車車輛運行的安全性。

　　參 考 文 獻

　　[1] 王鑫.鐵路貨車輪軸檢修中常見故障的分析與探討[J].中國科技縱橫，2014(1)：104-104.

　　[2] 劉文瑞.關于鐵路貨車車輛輪對故障及其解決方案的思考[J].科技視界，2013(27)：86-87.

　　[3] 胡海濱，呂可維，邵文東等.大秦鐵路貨車車輪磨耗問題的調查與研究[J].鐵道學報，2010，32(1)：30-37.

　　[4] 鐵路貨車運用維修規程鐵運[2010]141號.

　　鐵路車輪性能分析論文范文二：鐵路機車車輪轂孔精加工工藝分析及優化

　　摘 要：鐵路是維持國家經濟運行的交通命脈，機車車輪是保證列車高速運行的關鍵部件，也是制造難度最高的工業產品之一。車輪的運行條件對其強韌性、耐磨性等提出了更高的要求，因此研究車輪加工工藝，提升車輪綜合質量，是實現鐵路運輸提速的有力保證。

　　關鍵詞：機車車輪;加工工藝;優化設計

　　1 概述

　　目前機車車輪大部分采用整軋車輪。車輪材料屬難加工材料，文章主要針對我廠涉及較多的材質為CL60的車輪精加工工藝進行分析及優化設計。

　　2 車輪加工工藝分析及工藝設計

　　2.1 車輪材料特性

　　常用車輪材料CL60是制造鐵路車輪的專業用鋼，其含碳量介于中碳鋼和高碳鋼之間，并含有硅錳等多種合金元素，化學成分見表1。

　　CL60屬于較難切削材料，主要體現在以下幾點：(1)材料導熱性差，導致切削區域溫度高，加快刀具磨損。(2)刀刃與切屑接觸長度短。(3)單位切削力大。(4)斷屑困難。

　　2.2 車輪制造過程

　　車輪制造過程為煉鋼、下料、鋼坯加熱、車輪軋制、熱處理、機加工、探傷、噴丸強化。我廠所購車輪為經熱處理、半精加工及探傷檢驗的半成品，到廠后根據輪軸組裝過盈量要求精加工轂孔及注油孔。

　　2.3 車輪轂孔精加工工藝分析及工藝設計

　　工藝設計通常包括分析產品圖紙及相關標準，確定加工余量擬定工藝路線，確定設備、刀、夾、量具及輔助工具，確定切削用量，編寫工藝文件等。文章以圖1所示圖樣為例進行加工工藝分析及工藝設計。

　　車輪到廠狀態應滿足轂孔及輪輞內側面半精加工，轂孔尺寸Φ225mm，其余各部精加工。工序安排為：(1)對車輪輻板磁粉探傷。(2)鉆注油孔。(3)精加工轂孔、端面及油槽。(4)對轂孔內表面超聲波探傷。(5)檢驗。

　　2.3.1 油路孔及螺紋孔的加工

　　此工序的加工難點在于確定加工油路孔時刀具的入刀點位置，即轂孔表面沿輪轂端面與注油孔相交點的位置尺寸。此工序可在搖臂鉆床利用加工57°注油孔專用胎具來完成。輪輞內側面為半精加工狀態，可作為定位基準并保證車輪與胎具緊貼、無間隙、穩固。裝卡狀態如圖2所示。

　　圖2中尺寸151.8mm為理論計算的鉆頭入刀點，是保證油路孔位置尺寸的前提。需要注意的是，151.8mm是以轂孔尺寸符合Φ225mm為前提的理論計算值，在加工前須測量轂孔實際尺寸，若不符合Φ225mm需重新計算。工步安排如下：(1)吊裝車輪至加工57°注油孔專用胎具上并找正、夾緊。(2)锪孔Φ35mm，深1mm。(3)加工M24螺紋底孔。(4)加工Φ6通孔。(5)加工螺紋，有效螺紋深度30mm。(6)螺紋檢測。(7)松卸工件。

　　2.3.2 車輪內側面及轂孔精加工

　　轂孔為該工序的主要加工面，其次還有端面和油槽加工。轂孔直線度和圓柱度要求較高，粗糙度也較其他車型車輪略高些，可在數控立車上完成加工。裝卡狀態如圖3所示。

　　工步安排如下：(1)裝夾工件，找正。(2)檢查各部尺寸，以確定加工量。(3)加工輪轂端面。(4)半精車轂孔。(5)加工油槽。(6)預精車轂孔。(7)精車轂孔。(8)檢測各部尺寸。(9)松卸工件。

　　2.4 車輪轂孔精加工存在的問題

　　車輪轂孔的精加工是在熱處理后進行的，經熱處理后的車輪硬度大、強度高，斷屑困難，加工效率低，刀具磨損嚴重，刀具消耗量大，加工質量不穩定。

　　3 車輪轂孔加工工藝優化

　　3.1 刀具選擇優化

　　由于車輪材質較硬，粗糙度要求較高，導致刀具磨損嚴重。我廠在加工時選用山特維克的PSDNN2525M12來半精加工轂孔及油槽，選用PCLNL2525M12來精加工轂孔，大大提高了產品質量，降低了刀具消耗量。

　　3.2 切削用量的優化

　　切削用量是切削時各運動參數的總稱，包括切削速度、進給量和切削深度三個要素。三個切削用量中對粗糙度影響最大的是進給量，對刀具使用壽命的影響最大的是切削速度。在優選切削用量以提高生產率時，其選擇先后順序應為：首先盡量選用大的切削深度，然后根據加工條件和加工要求選取允許的最大進給量，最后在刀具使用壽命或機床功率所允許的情況下選取做大的切削速度。我廠在加工示例車輪轂孔時，半精加工選用PSDNN2525M12刀具，切削速度0.97m/s，進給量0.5mm，切削深度2-4mm，走刀次數為1-2次(視加工量而定);精加工選用PCLNL2525M12刀具，切削速度1.47m/s，進給量0.12mm，切削深度0.2-0.3mm。經實踐檢驗，選用上述工藝參數進行加工，尺寸精度及表面粗糙度均滿足圖紙要求，且延長了刀具使用壽命，提高了生產效率，可在批量生產過程中推廣應用。

　　4 結論與展望

　　文章結合我廠實際生產情況進行工藝分析和工藝優化設計，對整體車輪批量生產具有實際指導意義。目前我廠承制的其他車型車輪轂孔形位公差及粗糙度要求都略低于示例車輪，在實際加工過程中，可根據刀具、機床的實際狀態，適當增加切削深度、降低切削速度來滿足工藝要求。鐵路事業快速發展涌現出許多高性能材料車輪以及先進材料刀具，面對新問題新工藝還有許多工作要做。

　　參考文獻

　　[1]黃毅，韓靜濤，賀毓辛.整體火車車輪的生產[J].重型機械，1997(3).

　　[2]常海平.難加工材料切削時刀具材料的選擇[J].山西機械，2003(3).

　　[3]吳新平.車輪鋼的車削機理及工藝研究[D].上海交通大學，2007.

　　[4]國家標準.TB2817-97.鐵道車輛用輾鋼整體車輪技術條件-車輪加工工藝文件[S].

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