机械设计教学计划 - 图文

湖南高速铁路职业技术学院教师教案

序号：1 授课班级 授课日期 出勤情况 课程名称 复习旧课要点 第一章 基本知识 第一节 铁道车辆的组成和分类 第二节 车辆标记 新课内容 及要点 第三节 车辆的方位和轴距 第四节 铁路限界 第五节 车辆在曲线上得偏倚 第六节 车辆的主要技术参数 第七节 车辆检修制度 第八节 车辆检修限度 了解铁路运输的特点，掌握铁道车辆的基本概念及授课目的 车辆的分类，熟悉其技术参数和发展方向，能进行铁道车辆方位的判断。 重点：铁道车辆的组成和分类、车辆方位的判定及重点与难点 其技术参数的概念。 难点：铁道车辆在曲线上的偏倚量的计算。 课后作业 课后：1、2、3、4、8、9题 车辆构造与检修 教学类型 理论讲授

第一章 基本知识

第一节 铁道车辆的组成和分类

一、 阐述铁路运输的地位

铁路是交通运输系统中的主要运输方式（五种运输方式），担负着全国大部分运输任务，铁路客货运量约占我国总运量的50％，在国民经济中起着非常重要的作用。随着铁路运营里程的不断增加,到2015年铁路客运线增加1.2万公里，既有线改造2.5万公里。因此，随着铁路的不断发展，铁道车辆有着广阔的发展前景，需要有一大批献身于铁道车辆事业的技术人才，为我国铁道车辆事业服务。

二、 铁道车辆的概念

广义地说，所谓铁道车辆是指那种必须沿着专设的轨道运行的车

辆。除铁路干线上运行的铁道车辆外，城市中的轻轨车辆、有轨电车、地下铁道车辆、建筑工地及矿井中运送土石的翻斗小车、磁悬浮车、单轨车（悬挂式、跨座；式）都可以列入铁道车辆范畴。

三、 铁道车辆的基本特点

○1自行导向作用；○2低的运行阻力；○3成列运行；○4严格的外形尺寸。

四、 铁道车辆的组成和分类

1、组成：铁道车辆一般由走行部、制动装置、车钩缓冲装置、车体、车辆内部设备5大部分组成。

2、各部分的主要作用：车体：车体既是容纳旅客、装载货物及整备品等的部分，又是安装与连接其他4个组成部分的基础。

走行部：走行部一般称为转向架。它是能相对车体回转的一种走形装置。承受着车体的自重和载重，并由机车牵引行驶在钢轨上，是保证车辆运行品质的关键部件。

车钩缓冲装置：车钩缓冲装置是将机车与车辆或车辆与车辆之间互相连接的装置。它具有传递和缓和列车运行中纵向力的性能。

制动装置：制动装置是车辆上起制动作用的零部件所组成的一整套机构。它的主要作用是保证高速运行中的列车能按需要实现减速、在规定的距离内实现停车或防止静止的车辆溜走，以保证行车安全。车内设备。

车内设备：是指能良好地为运输对象服务而设于车体内的一些固定附属装置。

3、分类：分为货车和客车两大种类。

第二节 车辆标记

一、车型车号标记：由基本型号、辅助型号及车辆制造顺序号码组成。

二、产权制造标记：国徽标记、路徽、制造标记、配属标记。 三、运用标记：性能标记、特殊标记。

四、车辆检修标记：定期检修标记、摘车临修标记、车辆检修有关标记。

五、车辆试验标记

第三节 车辆的方位和轴距

一 、车辆方向的确定

制动缸活塞杆推出的方向为该车一位端(手制动机一般装设在一位端)，另一端为二位端。对于多制动缸的车辆以手制动机的一端为一位端。一些长大货车使用转向架群，人力制动装置也可能有数个，则可以出厂时涂打的标记为准。

二、零部件位置的确定

如果零部件是纵向排列的，是由一位端起顺次数到二位端止。如果位置是左右对称的，则人站立在一位端，面向二位端，从左至右顺次数到二位端止。

三、列车中车辆前、后、左、右的确定

编挂在列车中的车辆，其前、后、左、右的确定方法是按照列车运行方向规定的。其前进的一端称为前部，相反的那一端称为后部，面向前部站立而定出其左右。其连挂的车辆，由机车后的第一辆车、第二辆车等分别称为机车后部1位、2位车辆等。

四、车辆的轴距与定距

（一）全轴距：一辆车上，最前位车轴和最后位车轴中心线之间的水平距离。（如下图中的B）

（二）固定轴距:同一转向架最前位和最后位车轴中心线之间的水平距离。（如下图中的D）

（三）车辆定距:底架两心盘中心销的中心线之间的水平距离。（如下图中的C）

第四节 铁路车辆限界

一、铁路限界的组成

铁路限界由机车车辆限界和建筑接近限界两者共同组成。 （一）我国准轨机车车辆限界 教材图1-8的图解和说明 （二）建筑接近限界 二、限界间隙

机车车辆限界与建筑接近限界之间留有一定的空间，此空间称为安全空间，为了避免相互碰撞，保证行车安全，在两限界之间留有一定的安全空间。

第五节 车辆在曲线上的偏倚

一、 熟悉车辆偏倚的概念

车辆通过曲线时，车体的中心线与线路的中心线不能重合而 发生偏离的现象叫做车辆偏倚。

二、 了解车辆在曲线上偏倚量的计算

第六节

一、 性能参数

自重、载重、总重、自重系数、容积、比容积、比面积、最高试验速度、最高运行速度、轴重。每延米重 二、 车辆的主要尺寸

车辆长度、车辆宽度与最大宽度、车辆高度与最大高度、车体 底架长度、车体内部主要尺寸、地板面高度、车钩中心线高度。

第七节 车辆检修制度

两种主要的检修制度：计划修与状态修 现行铁道车辆的检修制度 （一） 定期检修

定期检修是车辆每运用一段时间对车辆的全部和部分零件进 行一定程度的检修。

定期检修的修程：包括客车和货车 （二）日常维修 1、货车的日常维修 2、客车的日常维修

车辆的主要技术参数

第二章 轮对

第一节 车轴

一、车轴各部分的名称及作用 轴颈：安装滚动轴承和承载鞍的。 防尘板座：车轴与防尘板座的配合部位。

轮座：车轴和车轮的配合部位，是车轴受力最大的部位。 轴身：两轮座的连接部分。

轴端螺栓孔：滚动轴承车轴安装轴端压板的地方，轴端压板的作用为防止滚动轴承内圈从轴颈上窜出。

二、车轴的分类和使用范围

标准滚动轴承车轴有RB2、RD2、RE2、RC3、RD3、RC4、RD4、RD3P等型号。其中RB2、RD2、RE2用于货车转向架，RC3、RD3用于客车转向架。

第二节 车轮

一、车轮各部分名称及作用

目前我国铁道车辆使用的车轮为整体辗钢轮和新型铸钢轮，简

称整体轮。

踏面：车轮与钢轨接触的面称为踏面。 轮缘：踏面内侧沿整个踏面凸起的部分为轮缘。 轮辋：踏面沿径向的厚度部分称为轮辋。

轮毂：保证车轮和车轴相互结合且保证有足够压装力的部分。 轮毂孔：安装车轴的部分，与车轴上的轮座部分相配合。 辐板：连接轮毂和轮辋的部分。 辐板孔：辐板上的孔称为辐板孔。 二、轮缘和踏面的形状

我国铁路车辆使用的车轮轮缘和踏面有锥型、磨耗型、高速磨 耗型三种。

采用磨耗型踏面的理由：一是便于通过曲线；二是可自动调中；三是能顺利通过道岔；四是使踏面磨耗比较均匀；五是防止车轮脱轨。

三、车轮的种类

货车标准轮;HB及HBS、HD及HDS、HE型，车轮直径均为840mm，客车标准车轮：KC、KD及KDS，车轮直径为915mm。

第三节 轮对的分类与标记

轮对的类型和名称，应根据车轴类型和车轮类型确定。 货车、客车标准滚动轴承轮对型号与车轴型号一致。 轮对标记包括车轮标记、车轴标记。

第五节 轮对内侧距离与轨道的关系

轮对的内侧距离设为（1353±3）mm的原因：

一是减少轮缘与钢轨的磨耗；二是便于安全通过曲线；三是安全通过道岔。

第六节 轮对的损伤

一、 车轴损伤

车轴的故障包括车轴裂纹、车轴磨伤、车轴弯曲。 车轴裂纹的原因：热切、疲劳断裂。

二、 车轮的损伤

踏面磨耗、轮缘磨耗、踏面擦伤与剥离，车轮裂纹。 （一） 踏面磨耗的原因：挤压塑性变形；摩擦热的作用。 （二） 踏面磨耗产生的危害：

1、它破坏了踏面的标准外形，使踏面与钢轨经常接触部分 的磨耗变大，使轮对蛇形运动的波长减小，频率增高，影响车辆运行的平稳性。

2、 踏面磨耗造成轮缘下垂，轮缘下垂严重时，会压坏钢轨链接螺 栓，引起脱轨。

3、 踏面磨耗严重时，也使踏面外侧下垂，当通过道岔时，踏面外 侧会陷入基本轨和尖轨之间，把基本轨推开，造成脱轨。 4、 增大运行阻力。

第八节 轮对的探伤管理

一、电磁探伤

（一） 原理：电磁探伤是利用电磁原理来发现金属缺陷的检查方 法。这种探伤方法是将铁磁材料的零件磁化，零件缺陷处的磁阻就会

增大，利用漏磁来发现缺陷

（二）显示方法：干法和湿法两种。 （三）电磁探伤的不足之处

对于金属内部较深的裂纹与缺陷，采用电磁探伤是不大容易发现的。

二、超声波探伤

用超声波发生器向工件内发射超声波，超声波遇到缺陷时受阻，检测缺陷反射回来的超声波和超声波通过缺陷后的衰减程度，即可发现缺陷和位置。

第九节 轮对检修工艺

一、 轮对检修工艺过程

二、转K1型转向架

转K1型转向架属于铸钢三大件式转向架，在两侧架之间安装了弹性中交叉支撑装置，交叉杆从摇枕腹部穿过，4个端点用橡胶锥套与支撑座连接；侧架、摇枕采用B级钢材铸造；减振装置采用整体式斜楔；基础制动装置为下拉杆结构，采用高摩合成闸瓦；中央悬挂系统系统采用两级刚度弹簧；上下心盘之间安装了心盘磨耗盘；采用双作用弹性旁承。

第四节 转K3型转向架

转K3型转向架属于构架焊接时转向架，由整体焊接结构、轴箱弹簧悬挂装置、轮对、弹性常接触式旁承、球面心盘及基础制定装置组成。

（一）构架

整体构架由2根工字型断面的侧梁、1根箱型断面的横梁、导框座、斜楔座等零部件组焊而成。

（二）轴箱弹簧悬挂装置

轴箱弹簧悬挂装置在空车、半重车及重车多种情况下都具有良好的动力学性能，采用三级刚度弹簧，外圆弹簧比中圆弹簧高，中圆弹簧比内圆弹簧高，采用轴箱单侧斜楔式的变摩擦减振器，使轮对构架在纵、横向都具有较合适刚度的弹性定位。

（三）弹性旁承 采用弹性常接触式旁承。 （四）心盘

心盘为球面式，上下新盘中装有合成材料耐磨衬垫。 （五）轮对组成

车轮采用HDS型全加工整体辗钢轮，车轴采用50钢，轴承采用新结构197726型双列圆锥滚子轴承。 （六）基础制动装置

采用高摩合成闸瓦、单侧吊式制动梁。

第五节 转8AG、转8G型转向架

转8A型转向架的改造项目： 1、加装弹性交叉支撑装置；

2、采用双作用弹性盘承，配用采用新型上盘承； 3、采用两级刚度弹簧；

4、加装心盘磨耗盘；

5、基础制动装置中采用奥-贝球铁衬套和配套45号钢圆销，制动下拉杆中部压扁。

根据以上改造项目的不同，定名为转8G型、转8AG型转向架。

第六节 转K4、转K5型转向架

一、转K5型转向架的特点：

转K5型转向架分解图

1）结构上属于铸钢三大件式转向架，具有结构简单、车轮均载性好等优点。

2）该转向架采用了类似于客车转向架的摇动台摆式机构，使转向架横向具有两级刚度特性，大大增加了车辆的横向柔 性，提高了车辆的横向动力学性能，降低了轮轨间的磨耗，提高了车辆的运行品质。 3）左右侧架通过弹簧托板联接，增加了转向架的抗菱刚度，具有较

高的临界速度。 4）提高了车辆脱轨安全性

由于摆动式转向架摇枕挡位置下移，使侧滚中心降低，对侧滚振动控制加强，有效地减小了爬轨和脱轨的可能性，尤其是对高重心的货车，大大提高了其脱轨安全性。

二、与K4的不同之处

车轴采用E轴、轴距增大至1800mm、弹簧托板由直边形改为鱼腹形压型件、摇枕一端增加2组承载弹簧、采用直径?375mm下心盘、摇枕和侧架加大断面以满足25t轴重强度的要求等。

转K6型转向架属于铸钢三大件式转向架，结构转K2型转向架类似。

三、转K4、K5型转向架性能参数、主要基本尺寸对比

第七节 货车转向架的检修 一、侧架的检修

1、侧架的故障包括裂纹和磨耗。 裂纹产生的原因：

○1侧架弯角处断面尺寸的突然变化，易产生应力集中。 ○2铸造工艺不良产生内应力。

○3有铸造缺陷，减弱了断面强度，产生了局部应力过大而出现裂纹。 ○4焊修工艺不当，加之焊修后热处理不当，在电焊处已发生脆裂。 ○5由于摇枕档与侧架立柱的磨耗，增加了侧架立柱与摇枕档的间隙，当冲击力过大时，在侧架立柱根部弯角处易产生裂纹。 2、铸钢侧架的磨耗

发生部位：侧架立柱磨耗板、斜楔挡、制动梁滑槽磨耗板、轴箱导框及侧架立柱与摇枕挡的配合面处等。

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