铁道车辆的车轴

1 序言车轴是轨道车辆和机车最重要的部件之一，其安全性直接关乎车辆的行车安全。

印度铁路车轴是一种多台阶细长轴，长度直径比大，在磨削力和磨削热的作用下易产生锥形、腰鼓形及振痕等多种缺陷，造成工件径向圆跳动和同轴度超差。

而且由于印度铁路车轴现有生产线生产效率低，每月（两班）产量仅700根，无法满足月产1500根的能力要求，所以对其加工质量和效率进行提升显得尤为重要。

2 原工艺及存在的问题在普通外圆磨床磨削轴颈、防尘座后，由于表面粗糙度值达不到图样要求的Ra=0.8μm，需再对轴颈、防尘座及圆弧进行滚压，在滚压之后车轴轴颈会出现洼心，圆柱度也普遍不满足要求，甚至有部分车轴轴颈尺寸偏小，造成车轴直接报废。

印度铁路车轴原加工工艺流程为：铣端面、钻中心孔→半精车外圆→超声波探伤→精车外圆→钻孔、攻螺纹→磨轴颈→磨轮座、防尘座→滚压→磁粉探伤→打印标识。

依托新八轴机车生产线实现混线生产，生产线平衡率46.3%，单日产量（两班）仅28根，无法满足要求。

各工位生产能力见表1。

表1 各工位生产能力磨轴颈工序加工要求如图1所示，磨轮座工序加工要求如图2所示，滚压工序加工要求如图3所示。

原磨削工艺存在如下问题：①一次校检合格率50%，返修率高。

②效率低，占用3台设备，需6次装夹。

③磨削工序为加工瓶颈，如果磨削工序提高加工速度，则车轴生产效率将显著提高。

图1 磨轴颈工序加工要求图2 磨轮座工序加工要求图3 滚压工序加工要求印度铁路车轴外圆尺寸偏差要求为±0.5mm，外圆表面粗糙度值Ra=6.4μm，原加工工艺为半精车→精车→探伤，但是存在如下问题：①加工时间长，单根加工时间65min，加上辅助时间6min，共71min，每班完成6根。

②加工成本高，精车、半精车刀具费用高。

总体来看，车间设备利用率低，有多台设备闲置，各工序设备数量配置不合理。

3 工艺优化针对印度铁路车轴加工生产线效率低、返修率与废品率高等问题，优化工艺方案如下。

铁道车辆轮对及轴承的结构与检修一、引言铁道车辆轮对及轴承是铁路运输中的重要组成部分，对车辆的牵引、支撑和导向起着关键作用。

轮对是铁道车辆与铁轨之间的接触部分，承受着车辆的重量和牵引力，而轴承则负责支撑和导向轮对的运动。

本文将重点介绍铁道车辆轮对及轴承的结构和检修方法。

二、铁道车辆轮对的结构铁道车辆轮对由车轮、轮轴、轴箱和轴承组成。

车轮是直径较大的圆盘状零件，由高强度钢材制成。

轮轴是连接两个车轮的轴杆，通常采用优质合金钢或碳素结构钢制造。

轴箱是轴承座的外壳，起到固定轮轴和减少摩擦的作用。

轴承则用于支撑轮轴并减少摩擦。

三、轴承的结构和类型轴承是铁道车辆轮对中的关键部件，其结构大致可分为内圈、外圈、滚动体和保持架。

内圈与轴轴颈配合，外圈与轴箱孔配合，滚动体则位于内圈和外圈之间，通过滚动减少摩擦力。

保持架则用于保持滚动体在轴承内的正确位置。

根据轴承的结构和使用条件，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两种类型。

滚动轴承由滚动体和保持架组成，常见的有球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承。

滑动轴承则是利用润滑油膜实现轴与轴承之间的相对滑动，常见的有滑动滚子轴承和滑动片轴承。

四、轮对及轴承的检修方法1. 轮对的检修方法轮对的检修主要包括轮缘磨削、轮轴检查和轮对动平衡。

轮缘磨削是为了保证轮对与轨道之间的良好接触，避免轮缘磨损过快或轮轴偏心。

轮轴的检查则包括对轮轴的表面、直径和长度进行检测，以确保其符合技术要求。

轮对的动平衡是为了减少车辆在高速运行时的振动，提高运行的平稳性。

2. 轴承的检修方法轴承的检修主要包括清洗、检查和润滑。

清洗轴承时，应使用适当的溶剂将轴承内外的污垢清除干净。

检查轴承时，需要检查内外圈的表面是否有损伤或磨损，滚动体是否有裂纹或损坏，保持架是否变形等。

润滑是轴承正常运转的关键，应根据工作条件和要求选择合适的润滑脂或润滑油进行润滑。

五、结论铁道车辆轮对及轴承是铁路运输中不可或缺的组成部分，其结构和性能的良好与否直接影响着车辆的运行安全和平稳性。

日本工业标准---铁路车辆用车轴UDC 629.4.027.11JIS E 45021.范围本日本工业标准规定了用于铁路车辆的碳钢车轴（以下称“车轴”）。

注：本标准中括号内所给的单位和数字是传统中的单位，在此附上作为信息参考。

2．级别和符号车轴的级别和符号规定在表表1中。

表1 级别和符号级别符号主要用途A SFA 55A级别1B SFA 55B拖车车轴A SFA 60A 级别2B SFA 60BA SFA 65A 级别3B SFA 65BA SFAQA 级别4B SFAQB 动车车轴和拖车车轴注：次级A相对于次级B在化学成分中P和S的含量较少，因而适合于超声波试验和表面裂纹试验。

3．化学成分当按照8.1条对车轴材料的化学成分进行试验时，应根据表表2的规定。

表2 化学成分(%)级别P SA 0.035 max 0.040 maxB 0.045 max 0.045 max4. 力学性能当按照8.2条在热处理后对车轴材料的力学性能进行试验时，应根据表表3的规定。

不过，级别4给出的值是在高频淬火前的值。

5．外观车轴不应有有害于使用的裂纹和其它缺陷。

当进行车轴表面裂纹检测时，缺陷指示的级别的判定应根据JIS G 0565标准中的9.3.1条级别1和9.3.2条1组。

6.超声波透射当进行车轴超声波检查时，几乎不应有由于内部缺陷而使超声波减弱和回波产生，也不应有因有害裂纹缺陷的回波产生。

原文注：适用的标准，相当于的国际标准和参考标准见１２页。

表3 力学性能 弯 曲 参考 级别 屈服点 (N/mm ²） ㎏f/mm ² 抗拉强度 （N/mm ²） ㎏f/mm ²延伸率 % 断面收缩率% 弯曲角度 度 内半径 mm 冲击吸收功 J(㎏f-m) 级别 1 275(28.0) min 540(55.1) min23 min 35 min180 16 39(4.0) min 级别 2 295(30.1) min 590(60.2) min20 min 30 min180 22 31(3.2) min 级别 3 345(35.2) min 640(65.3) min23 min 45 min180 16 39(4.0) min 级别 4295(30.1) min 590(60.2) min 20 min 30 min180 22 31(3.2) min 注：级别4高频淬火和回火部位的表面硬度应为HS 55或以上。

车轴知识车轴是机车车辆承受动载荷的关键零件，受力状态复杂，它主要承受弯曲载荷、扭转载荷或弯扭复合载荷，并可能受到一定冲击。

所以，轴在工作中可因疲劳、弯曲、扭转或拉伸应力而断裂，但疲劳断裂是轴的普遍断裂形式。

因此，对车轴钢材而言，主要是保证其良好的强度，特别是弯扭复合疲劳强度及韧性。

为了防止其轴颈部位的迅速磨损，还应具备一定的表面硬度。

车轴的强度、韧性等性能要求须通过车轴钢材成分和热处理两方面来保证，与此同时，对钢材的冶金质量、淬透性要求等还须提出附加要求。

以下仅就高速铁路用车轴材质的优化选择加以论述。

车轴钢材成分车轴钢材成分对性能的保证包括两方面涵义，一方面指合金化问题，另方面指含碳量高低的选择。

车轴钢材的含碳量“碳”是钢中必不可少的元素，也是影响钢材性能的重要元素。

然而加碳虽然强化作用很高，但却显著降低韧性。

轴类零件一般选择中碳钢。

为了提高铁路行车安全性，应降低车轴钢的含碳量，在降碳的同时，可通过微合金化及热处理来提高车轴强度。

40～45钢车轴使用历史悠久，是国际上使用较多的钢种。

由于其强度偏低，耐磨性差，疲劳裂纹萌生门槛值较低，使用寿命较短。

但40～45钢韧脆转变温度低，加工性能好，成本低，如果能采用先进的冶炼、锻造技术和热处理工艺，在保持韧性前提下提高强度，其裂纹率很可能有所下降，使用寿命将会相对延长。

长期以来，我国的机车车辆均采用优质碳素钢车轴，国外由于各国的国情不同，技术观点不同，选用的车轴材料不尽相同。

依据各国车轴标准不同，车轴材料一般分为两大类，即碳素钢车轴及合金钢车轴。

但都属于低碳钢范畴。

碳素钢车轴钢材的含碳量一般选择0.30～0.45%，加入合金元素，可适当降碳。

车轴钢材的合金元素依据车轴钢材的使用性能，要求车轴钢具有较高的强度和韧性，即良好的综合性能。

因此，车轴钢合金化的目的就是添加合金元素达到强韧化目的。

钢材的韧化，意味着不发生脆化。

依据一般的强化机构，除细晶强化外，一般均会发生脆化，即脆性转变温度上升的同时，韧性破断的冲击值和断裂韧性值下降。

铁路机车车轴磨损分析与预测随着现代化交通工具的发展，铁路交通依然是许多人首选的出行方式。

而铁路交通的主要组成部分之一便是机车车轴。

作为机车的重要组成部分，车轴的磨损对行车安全和运行效率有着极大的影响。

因此，分析和预测车轴磨损情况显得尤为重要。

一、车轴磨损的原因车轴在长期的运行过程中，会受到各种外界因素的影响，从而导致磨损。

下面列举了一些常见的车轴磨损原因。

1.杂质：车轴周围的杂质会非常容易地附着到车轴表面上，从而加速其磨损。

2.不平衡：由于制造、安装等各种因素，车轴很容易在运行过程中产生不平衡，这样会导致车轮和轴承带来极大的压力，加剧磨损的速度。

3.载荷：过大或过小的载荷都会对车轴的磨损产生影响。

过大的载荷会导致过度的应力，而过小的载荷则会导致轮胎与轨道的相对运动，造成磨损。

二、车轴磨损的影响1.降低车轮的寿命：车轴磨损严重，会直接导致车轮的寿命降低，增加了更换的频率和成本。

2.加大轴承负荷：车轮的磨损加速会导致轴承的负载增加，而增加的负载会加速轴承的磨损，从而形成一个恶性循环。

3.影响行车状态：磨损导致车轴强度下降，行驶时会出现晃动、跳动，对行车安全有着非常大的影响。

三、车轴磨损的预测方法1.使用重量法：通过测量车轴的重量与设计重量对比，来确定车轴的磨损情况。

2.使用振动信号：通过安装传感器，记录车轴产生的振动信号，来分析车轴磨损的情况。

3.使用视觉方法：通过观察车轴表面的变化，来确定车轴的磨损情况。

四、磨损预测的意义车轴磨损的预测方法有很多，但是我们需要注意的是：磨损预测不仅仅是为了检测车轴是否需要更换，更重要的是通过预测分析，我们可以及时发现车轮磨损的原因，从而加以修复，对于车轴的寿命和运行效率有着积极的影响。

最后，对于铁路企业而言，车轴的磨损检测和预测工作是非常重要的，它不仅能够提高列车运营性能，还可以保证列车安全，真正做到确保列车运行的稳定、安全和高效。

铁路货车轮轴介绍1 铁路货车轴承1.1 铁路货车轴承发展1.1.1 197726型轴承1.1.1.1 图样来源197726型无轴箱双列圆锥滚子轴承是我国引进日本技术、国内生产的轴承。

通过试验，基本满足我国使用的环境条件和线路状况，1978年铁道部决定在我国铁路货车上装用197726型轴承；1980年开始在新造货车上大量装车使用。

该型轴承成为我国货车的主型产品。

1.1.1.2 图样修订1992年南口机车车辆机械厂对图样进行了修订。

1.1.1.3 停止生产日期2002年1月1日起停止生产197726型滚动轴承。

1.1.1.4 基本技术参数轴重21t，运行速度≤120km／h，使用寿命120万km。

1）新造使用时间或里程：5年或50万km。

2) 大修使用时间或里程：4年或40万km。

3）2005年6月1日以后，为加快淘汰钢保持架，大修和淘汰时间提前半年，缩短了半年的使用时间。

1.1.1.5 大修轴承装用或换装工程塑料保持架a) 装用工程塑料保持架2005年3月铁道部运输局装备部通过了197726型大修轴承装用工程塑料保持架的技术审查。

2005年5月铁道部运输局下发“关于197726型大修轴承装用工程塑料保持架的通知”，规定自2005年6月1日起，各轴承厂在197726型轴承大修时必须装用工程塑料保持架，各保持架生产厂家停止生产、供应197726型钢保持架。

1.1.1.5 大修轴承装用或换装工程塑料保持架b) 换装工程塑料保持架铁道部为了加快淘汰钢板冲压保持架，从2006年6月20日起对符合下面条件的197726型轴承一律退卸并返轴承大修厂换装工程塑料保持架： 一般检修中须退卸的装用钢板冲压保持架的轴承。

已大修过的仍装用钢板冲压保持架。

当车轮踏面擦伤、局部凹陷深度达到1mm及剥离、缺损超过限度时须退卸的装用钢板冲压保持架的轴承。

1.1.1.5 大修轴承装用或换装工程塑料保持架c) 小挡边外径由原 155mm补充加工成153+0.25mm，增加了9 的装配角。

铁路货车结构组成铁路货车是一种用于运输货物的铁路车辆，它的结构由多个组成部分构成。

铁路货车的结构设计旨在保证稳定性、承载能力和运输效率。

下面将详细介绍铁路货车的组成部分。

1.车体：铁路货车的车体是承载货物的主要部分，一般由钢材制成。

车体通常由侧壁、底板和顶板组成，以确保货物的安全运输。

车体的结构牢固且坚固，能够承受各种外部压力和冲击。

2.车轴：铁路货车通常配备多对车轴，车轴由车轮和轴承组成。

车轴的作用是支撑车辆的重量，并传递牵引力和制动力。

车轴的制造材料通常是优质的合金钢，以确保其强度和耐久性。

3.车轮：车轮是铁路货车的关键部件之一，它与轨道接触，使车辆能够在轨道上行驶。

车轮一般由钢材制成，具有高强度和耐磨性。

车轮的表面通常有一定的凹槽，以增加与轨道的摩擦力，提高牵引力和制动效果。

4.车架：车架是连接车体和车轴的框架结构，它起到支撑和保护车体和货物的作用。

车架的材料通常是高强度钢材，以确保其刚性和稳定性。

车架的设计需要考虑到货物的重量分布和承载能力，以保证铁路货车的安全运输。

5.制动系统：铁路货车的制动系统是确保车辆安全停车的关键部分。

制动系统通常由手动制动和自动制动两种方式组成。

手动制动是由司机控制的，而自动制动是通过车辆自身的动力系统和传感器控制的。

制动系统的设计需要考虑到车辆的负载和速度，以确保制动效果可靠和稳定。

6.连接装置：铁路货车的连接装置用于连接多辆货车，以形成一个完整的列车。

连接装置通常由钢制连杆和连杆销组成，以确保连接的牢固性和可靠性。

连接装置的设计需要考虑到列车的长度和负载，以确保列车在行驶过程中的稳定性和平衡性。

7.附属设备：铁路货车还配备了一些附属设备，如照明设备、通风设备和防护装置等。

这些设备的作用是为乘务员提供良好的工作环境，并确保货物的安全运输。

总结起来，铁路货车的结构组成包括车体、车轴、车轮、车架、制动系统、连接装置和附属设备等。

这些组成部分的设计和安装需要严格符合相关的技术标准和规范，以确保铁路货车的安全和可靠运输。

铁道车辆的车轴车轴是轮对的主要配件,它除了车轮组成轮对外,两端还要与轴箱油润装置配合，保证车辆安全运行。

按其使用轴承的不同,车轴分为滑动轴承车轴和滚动轴承车轴。

目前,我国铁路货车轮对绝大部分都采用滚动轴承及滚动轴承车轴，但也有极少数车辆还在使用滑动轴承车轴及滑动轴承（一般为重载车辆所使用)。

一、车轴各部名称及功用(一)滚动轴承车轴滚动轴承车轴如图1—2所示.图1-2 滚动轴承车轴1－中心孔;2－轴端螺栓孔；3－轴颈;4－卸荷槽；5－轴颈后肩；6－防尘挡圈座7－轮座前肩;8－轮座；9－轮座后肩；10－轴身；11－轴端倒角1．中心孔：加工车轴和组装、加工轮对时机床顶针孔支点,并可以作为校对轴颈、车轮圆度的中心.2．轴端螺栓孔:安装轴承前盖或压板,防止滚动轴承外移窜出，如图2—2（b）所示。

3．轴颈：安放轴承,承受垂直载荷.4．卸荷槽：为磨削轴颈时便于砂轮退刀，起退刀槽的作用,可以减少轴承内圈组装后与此处相互间的接触应力,有利于提高此处的疲劳强度，如图2-2(c）所示。

5．轴颈后肩：轴颈与防尘挡圈座间的过渡圆弧，可防止应力集中。

6．防尘挡圈座：安装防尘挡圈并限制滚动轴承后移。

7．轮座前肩：防尘挡圈座与轮座之间的过渡圆弧,可防止应力集中。

8．轮座：固定车轮，是车轴的最大受力部分。

9．轮座后肩:轮座与轴身之间的过渡圆弧，可防止应力集中。

10．轴身：车轴中间连接部分.11．轴端倒角:轴端部设有1：10的倒角，其作用是在压装滚动轴承时起引导作用.（二）滑动轴承滑动轴承车轴与滚动轴承车轴各部名称与功用基本相同，所不同的有以下几点：1．增设轴领:主要是防止轴瓦外移。

2．轴颈:安装滑动轴承的轴瓦。

3．没有轴端螺栓孔。

4．没有卸荷槽.二、货车车轴型号铁道部在新修订的车轴形式尺寸标准(GB 12814—1991)中，规定我国铁路货车用标准型滚动轴承车轴有四种,即RB2、RC2、RD2、RE2型滚动轴承车轴；标准滑动轴承车轴中现在还存使用的有四种,即D、E、F、G型滑动轴承车轴。

车轴的硬度对其性能有着重要的影响。

车轴的硬度直接影响着其耐磨性以及其与滚动轴承的接触应力的程度。

为了达到这一目标，根据目前的标准和生产技术，一般来说，铁路车轴的硬度值通常在HRC60°左右。

首先，铁路车轴的硬度对其耐磨性有着显著的影响。

硬度较高的材料能够更好地抵抗摩擦和磨损，从而延长车轴的使用寿命。

在滚动轴承和车轴的接触运动中，硬度的提高可以减少接触表面的磨损，降低维护成本，并提高设备的可靠性。

这意味着在运行过程中，车轴可以更好地抵抗疲劳破坏，并具有更高的承载能力。

其次，铁路车轴的硬度与其与滚动轴承的接触应力也有关。

硬度高的材料能够更好地承受冲击和振动，这有助于减少由于这些因素造成的车轴损坏。

此外，较高的硬度可以减少车轴表面的粗糙度，进一步降低了接触应力，从而减少了车轴的疲劳破坏可能性。

然而，值得注意的是，过高的车轴硬度可能会对车轴的加工和制造带来挑战。

在生产过程中，需要精确控制热处理过程，以确保硬度达到标准的同时，不会过度硬化导致生产成本增加或制造难度加大。

同时，这也对车轴的质量和精度提出了更高的要求，因为任何微小的误差都可能导致硬度不达标，影响车轴的性能和使用寿命。

在实际应用中，许多铁路公司选择使用经过特殊热处理的轴承钢制成的车轴，这种钢具有较高的硬度和良好的韧性，能够适应铁路运输的高强度和高速度运行环境。

此外，一些先进的生产工艺和技术也被广泛应用于车轴的生产中，如激光熔覆技术和粉末冶金技术等，这些技术有助于提高车轴的精度和性能，同时降低生产成本。

综上所述，铁路车轴的硬度通常在HRC60°左右，这一硬度能够提高车轴的耐磨性和承载能力，同时保证其与滚动轴承的接触应力不会过大。

然而，过高的硬度可能会对车轴的生产和制造带来挑战。

在实际应用中，经过特殊热处理的轴承钢和先进的生产工艺和技术被广泛应用于车轴的生产中，以提高车轴的性能和精度。

未来，随着铁路运输业的不断发展，对车轴的性能和精度要求也将不断提高。