铁路车轮性能分析论文范文

　　铁路上火车的车轮是重要的部件，是车辆的核心部分，起到了承载、导向和传递制动等作用，所以铁路车轮的性能高低关乎整个火车的安全，对于从事铁路运输工作的工程师来说，发表一篇铁路车轮性能分析的论文对自己评职称有很大帮助，这里就汇总了一些铁路车轮性能分析的论文范文，供作者参考。
 

　　铁路车轮性能分析论文范文一：铁路货车车轮常见故障的防范解析

　　摘 要：随着社会经济和铁路交通运输事业的迅猛发展，铁路货物运输比例日益增加，承担着非常重要的角色。为提高运输效率，加快车辆周转，货物列车不断提速重载，然而，随着车辆运行速度的不断提高，车轮故障也在不断增加，给车辆运行安全带来了极大的安全隐患，同时也制约了发展。车轮故障属走行部故障，是货物列车中影响行车安全、运行品质、行车组织和运输效率的关键故障，通过研究人员对铁路货车车轮在检修过程中常见故障的统计与分析，发现不同类型的铁路货车车轮出现的故障因素存在着很大的区别，主要的故障集中在对车轮擦伤、轴温过高当中。基于此，本文就以铁路货车车轮常见故障的防范解析为研究课题，系统的进行阐述和研究。

　　关键词：铁路货车车轮;常见故障;防范解析

　　0 引言

　　在对铁路货车车轮进行临时性的验收时，发现铁路货车车辆车轮踏面剥离、擦伤、圆周磨耗踏面故障非常严重，这会造成铁路货车行车的安全隐患，严重情况下会影响到货车司机的人身财产安全。为此，铁路货车维修管理人员特意对铁路货车车轮故障，进行定期和不定期的检查工作，借此减少铁路货车车轮故障的发生。与此同时，铁路货车车轮维修工作的强化也是减少铁路货车的检修成本，但若要从根本上杜绝铁路货车车轮故障的产生，还需要对铁路货车车轮常见故障进行系统化故障因素分析，并总结出与之对应的防范措施。

　　1 铁路货车车轮常见故障

　　1.1 铁路货车车轮的踏面裂纹

　　铁路货车车轮踏面的最表层会因滑行或是铁路货车车轮运行过程中很难过的摩擦热使其急速加热，由于急速加热引起的热能会快速的传递到车轮外部。但是由于急速的扩散会造成热能的快速流失，这样一来就造成被加热踏面温度的不同，进而产生两种类型的热裂纹：第一种是因为踏面被加热之后急速冷却形成的硬化层，这一种热裂纹从本质上而言，其组织已经发生了改变;第二种是踏面表面的金属因制动被加热膨胀，此种热裂纹并没有发生组织上的变化，而且其膨胀效果会在塑性变形后消失。由此可见，第一种热裂纹对铁路货车车轮造成的危害较大，第二种只是铁路货车车轮的轻微故障。

　　1.2 铁路货车车轮踏面的磨损

　　铁路货车车轮踏面的磨损，是由于铁路货车车轮的承重力过大，造成铁路货车车轮的超负荷，在铁路货车车轮与钢轨的接触时会产生一对摩擦副。该种故障是铁路货车车轮最为常见的一种故障问题，也是最容易发生意外事故的一种故障因素。具体故障发生原理图如图1所示。

　　1.3 铁路货车车轮踏面的剥离

　　铁路货车车轮出现踏面剥离的具体表现为车轮表面的金属呈现片状的剥落，研究人员通过对铁路货车车轮踏面剥离的产生原因分析，发现踏面剥离主要可以分成两种类型。一种是疲劳型剥离，另一种是热剥离。

　　疲劳型剥离是因为铁路货车车轮的疲劳裂纹随着铁路货车的行驶车轮的转动，在铁路货车车轮踏面的附近形成与踏面平行的舌状部分，然后这一舌状部分会遭受较强的冷作碾压，进一步产生塑性变形，最终造成舌状部分的剥落。热剥离是踏面剥离的另一种形式，其形成原理是由踏面上的热裂纹沿着与踏面近似的直角方向，向其周围成轮状扩展。最终的扩展结果使相邻的裂纹连接在一起，形成片状的剥离。以上所述，无论是哪一种类型的踏面剥离，其最终结果都会造成铁路货车车轮的损伤，给铁路货车的安全行驶造成安全威胁。

　　1.4 铁路货车车轮踏面圆周磨耗深度超限

　　铁路货车车轮踏面圆周磨耗深度在超出原有的限度之后，会给铁路货车车轮破坏了踏面的几何形状，具体表现为增大了铁路货车车轮和钢轨间的接触面积，使摩擦力增大，这样铁路货车的运行阻力也会随之增大。此外，在铁路货车通过曲线道路时，由于车轮踏面没有了几何形状的摩擦保护，铁路货车车轮产生滑行，从而加剧了车轮踏面的磨耗。

　　2 铁路货车车轮常见故障的防范措施

　　当下铁路货车车轮的故障问题是造成铁路货车运行安全的重要问题。在这种情况下，为了减少铁路货车车轮故障，必须加强铁路货车车辆轮对的维护工作，并对铁路货车车轮运行中常见的故障问题，采用恰当的铁路货车车轮故障防范措施，以此保障铁路货车车辆运行的安全性。

　　2.1 加强对铁路货车车轮配件检修的质量控制

　　强化对铁路货车车轮配件检修的质量控制，是为了降低铁路货车车轮的故障发生率，但是要落实好铁路货车车轮的质量控制工作，首先要保障制动配件检修质量控制。其次，铁路货车车轮的故障维修人员，认真做好铁路货车车轮的集控试风试验。最后，列检过程中要加强对编组列车的试风检验。最后，为了保证铁路货车车轮的整体质量还应该对铁路货车车轮尺寸进行严格的控制，具体如表1所示。

　　2.2 完善铁路货车运行工况

　　完善车辆运行工况工作需要做好以下几点：第一，严格执行机车操作标准;第二，严格编组规定;第三，改善车辆工况。只有这样才能保障铁路货车的安全通行，从根本上降低铁路货车车轮的故障发生率。

　　2.3 加强对铁路货车车轮常见故障的检查工作

　　铁路货车车轮常见故障的检查工作是铁路货车车轮故障防范的常见措施，例如踏面剥离故障，主要是依据车轮产生的振动力来发现踏面剥离故障，一旦发生踏面剥离现象，需要立即对剥离处进行检查，正确测量踏面剥离处的长度，超限时要进行摘车临修更换轮轴。

　　除了以上的诸多措施之外，要想优化铁路货车车轮的自身性能，必须不断的提升车轮、闸瓦和钢轨材质等综合性能，提升铁路货车车轮结构与车辆制动系统的稳定性能。

　　3 结语

　　综上所述，随着当下交通运输行业的发展，运输车辆也随着增多。尤其是铁路货车的增多，极大的促进了铁路运输行业的发展。然而，在现下的铁路运输当中，因为铁路货车车轮故障问题，也给交通运输行业的发展造成了极大的安全隐患。在对铁路货车车轮进行临时性的验收时，发现铁路货车车辆车轮踏面剥离、擦伤、圆周磨耗踏面故障非常严重，这会造成铁路货车行车的安全隐患，严重情况下会影响到货车司机的人身财产安全。然而，要想提升铁路货车车辆轮对的质量，减少故障因素的发生，必须强化铁路货车车轮的维护工作，并在此基础上，采用恰当的铁路货车车轮故障防范措施，才能真正有效的提升铁路货车车辆运行的安全性。

　　参 考 文 献

　　[1] 王鑫.铁路货车轮轴检修中常见故障的分析与探讨[J].中国科技纵横，2014(1)：104-104.

　　[2] 刘文瑞.关于铁路货车车辆轮对故障及其解决方案的思考[J].科技视界，2013(27)：86-87.

　　[3] 胡海滨，吕可维，邵文东等.大秦铁路货车车轮磨耗问题的调查与研究[J].铁道学报，2010，32(1)：30-37.

　　[4] 铁路货车运用维修规程铁运[2010]141号.

　　铁路车轮性能分析论文范文二：铁路机车车轮毂孔精加工工艺分析及优化

　　摘 要：铁路是维持国家经济运行的交通命脉，机车车轮是保证列车高速运行的关键部件，也是制造难度最高的工业产品之一。车轮的运行条件对其强韧性、耐磨性等提出了更高的要求，因此研究车轮加工工艺，提升车轮综合质量，是实现铁路运输提速的有力保证。

　　关键词：机车车轮;加工工艺;优化设计

　　1 概述

　　目前机车车轮大部分采用整轧车轮。车轮材料属难加工材料，文章主要针对我厂涉及较多的材质为CL60的车轮精加工工艺进行分析及优化设计。

　　2 车轮加工工艺分析及工艺设计

　　2.1 车轮材料特性

　　常用车轮材料CL60是制造铁路车轮的专业用钢，其含碳量介于中碳钢和高碳钢之间，并含有硅锰等多种合金元素，化学成分见表1。

　　CL60属于较难切削材料，主要体现在以下几点：(1)材料导热性差，导致切削区域温度高，加快刀具磨损。(2)刀刃与切屑接触长度短。(3)单位切削力大。(4)断屑困难。

　　2.2 车轮制造过程

　　车轮制造过程为炼钢、下料、钢坯加热、车轮轧制、热处理、机加工、探伤、喷丸强化。我厂所购车轮为经热处理、半精加工及探伤检验的半成品，到厂后根据轮轴组装过盈量要求精加工毂孔及注油孔。

　　2.3 车轮毂孔精加工工艺分析及工艺设计

　　工艺设计通常包括分析产品图纸及相关标准，确定加工余量拟定工艺路线，确定设备、刀、夹、量具及辅助工具，确定切削用量，编写工艺文件等。文章以图1所示图样为例进行加工工艺分析及工艺设计。

　　车轮到厂状态应满足毂孔及轮辋内侧面半精加工，毂孔尺寸Φ225mm，其余各部精加工。工序安排为：(1)对车轮辐板磁粉探伤。(2)钻注油孔。(3)精加工毂孔、端面及油槽。(4)对毂孔内表面超声波探伤。(5)检验。

　　2.3.1 油路孔及螺纹孔的加工

　　此工序的加工难点在于确定加工油路孔时刀具的入刀点位置，即毂孔表面沿轮毂端面与注油孔相交点的位置尺寸。此工序可在摇臂钻床利用加工57°注油孔专用胎具来完成。轮辋内侧面为半精加工状态，可作为定位基准并保证车轮与胎具紧贴、无间隙、稳固。装卡状态如图2所示。

　　图2中尺寸151.8mm为理论计算的钻头入刀点，是保证油路孔位置尺寸的前提。需要注意的是，151.8mm是以毂孔尺寸符合Φ225mm为前提的理论计算值，在加工前须测量毂孔实际尺寸，若不符合Φ225mm需重新计算。工步安排如下：(1)吊装车轮至加工57°注油孔专用胎具上并找正、夹紧。(2)锪孔Φ35mm，深1mm。(3)加工M24螺纹底孔。(4)加工Φ6通孔。(5)加工螺纹，有效螺纹深度30mm。(6)螺纹检测。(7)松卸工件。

　　2.3.2 车轮内侧面及毂孔精加工

　　毂孔为该工序的主要加工面，其次还有端面和油槽加工。毂孔直线度和圆柱度要求较高，粗糙度也较其他车型车轮略高些，可在数控立车上完成加工。装卡状态如图3所示。

　　工步安排如下：(1)装夹工件，找正。(2)检查各部尺寸，以确定加工量。(3)加工轮毂端面。(4)半精车毂孔。(5)加工油槽。(6)预精车毂孔。(7)精车毂孔。(8)检测各部尺寸。(9)松卸工件。

　　2.4 车轮毂孔精加工存在的问题

　　车轮毂孔的精加工是在热处理后进行的，经热处理后的车轮硬度大、强度高，断屑困难，加工效率低，刀具磨损严重，刀具消耗量大，加工质量不稳定。

　　3 车轮毂孔加工工艺优化

　　3.1 刀具选择优化

　　由于车轮材质较硬，粗糙度要求较高，导致刀具磨损严重。我厂在加工时选用山特维克的PSDNN2525M12来半精加工毂孔及油槽，选用PCLNL2525M12来精加工毂孔，大大提高了产品质量，降低了刀具消耗量。

　　3.2 切削用量的优化

　　切削用量是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和切削深度三个要素。三个切削用量中对粗糙度影响最大的是进给量，对刀具使用寿命的影响最大的是切削速度。在优选切削用量以提高生产率时，其选择先后顺序应为：首先尽量选用大的切削深度，然后根据加工条件和加工要求选取允许的最大进给量，最后在刀具使用寿命或机床功率所允许的情况下选取做大的切削速度。我厂在加工示例车轮毂孔时，半精加工选用PSDNN2525M12刀具，切削速度0.97m/s，进给量0.5mm，切削深度2-4mm，走刀次数为1-2次(视加工量而定);精加工选用PCLNL2525M12刀具，切削速度1.47m/s，进给量0.12mm，切削深度0.2-0.3mm。经实践检验，选用上述工艺参数进行加工，尺寸精度及表面粗糙度均满足图纸要求，且延长了刀具使用寿命，提高了生产效率，可在批量生产过程中推广应用。

　　4 结论与展望

　　文章结合我厂实际生产情况进行工艺分析和工艺优化设计，对整体车轮批量生产具有实际指导意义。目前我厂承制的其他车型车轮毂孔形位公差及粗糙度要求都略低于示例车轮，在实际加工过程中，可根据刀具、机床的实际状态，适当增加切削深度、降低切削速度来满足工艺要求。铁路事业快速发展涌现出许多高性能材料车轮以及先进材料刀具，面对新问题新工艺还有许多工作要做。

　　参考文献

　　[1]黄毅，韩静涛，贺毓辛.整体火车车轮的生产[J].重型机械，1997(3).

　　[2]常海平.难加工材料切削时刀具材料的选择[J].山西机械，2003(3).

　　[3]吴新平.车轮钢的车削机理及工艺研究[D].上海交通大学，2007.

　　[4]国家标准.TB2817-97.铁道车辆用辗钢整体车轮技术条件-车轮加工工艺文件[S].

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