铁道车辆轮对结构关系(课堂PPT)

控制系统
控制系统包括各种传感器、控制电路和控制器等部件，用于控制车 辆的启动、加速、减速和停车等操作。
铁道车辆维护与检修
03
定期检修制度
01
定期检修制度是确保铁道车辆安全运行的重要措施，通 过定期对车辆进行检修，可以及时发现和解决潜在的安 全隐患，提高车辆的使用寿命和可靠性。
02
定期检修制度包括日常检查、定期保养和计划维修等环 节，这些环节相互配合，共同确保铁道车辆的安全性和 可靠性。
在进行维护保养时，需要使用符合规 定的工具和设备，并确保工具和设备 的清洁和完好。同时，需要定期对车 辆进行清洁和除尘，以保持车辆的外 观和内部清洁。
铁道车辆发展趋势与新技术
04
智能化与自动化
智能化调度系统
利用大数据和人工智能技术，实现列车运行计划的智能化编制和调 度指挥的自动化，提高运输效率。
铁道车辆的特点
01
载重能力强
铁道车辆通常具有较大的载重能力，能够承载大量货物 或乘客。
02
运行稳定性好
铁道车辆在轨道上运行，具有较好的稳定性，能够保证 运输安全。
03
运输效率高
铁道车辆的运输效率较高，能够实现大量货物或乘客的 快速运输。
铁道车辆的应用场景
01
02
03
货物运输
铁道车辆广泛应用于货物 运输，包括煤炭、钢铁、 石油等大宗物资。
规定了铁路建设、运营、维护等过程中的安全要求和保障措施，以确保铁路运输安全。
《铁路法》
对铁路运输、建设、经营等活动进行规范，保障铁路运输的公平竞争和公众利益。
《铁路交通事故应急救援和调查处理条例》
规定了铁路交通事故的应急救援、调查处理等方面的程序和要求。
行业标准与规范

有使轮对继续偏离原来角位置的作用
41
轮对重力角刚度
1.2 0.9
K gψ
0.6 0.09 0.06 0.03 0.3 12 16
λቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.00
0
8 4 / mm yw
在轮对横移量较小时，其重力角刚度才为横值。
42
基本结论
合理的轮轨踏面外型不仅可以减缓磨耗， 延长使用寿命，而且有利于车辆曲线通 过，降低轮轨动力作用； 只要轮轨外型参数确定，利用轮轨接触几 何关系，可以确定轮对在不同横移量时车 轮踏面等效斜度、等效重力刚度和等效重 力角刚度等参数；
0
-5 z [mm]
S1002 -10 SYSZ40-00-00-00 for 160 km/h SYSZ40-00-00-02A for 200 km/h -15 XP55
-20 y [mm]
车轮踏面设置要求
对脱轨安全性要高； 对中性能强； 运行稳定性要好（不发生蛇行运动）； 曲线通过性能要好（曲线通过时产生的横向力 要小）； 能够顺利通过道岔； 耐磨性要好，即使产生了磨耗，其形状变化也 要小。
25
两种踏面接触面积比较
锥型踏面轮轨接触斑
磨耗型踏面轮轨接触斑
26
对踏面动力学性能认识差异
一般地，在曲线通过方面采用磨耗型踏面 有利，而在抑制蛇行运动、车体振动方面 锥形踏面有利。
实际上，现阶段研究结果表明，在抑制车 体蛇行运动和提高稳定性方面，磨耗型踏 面有时也能够取得良好的效果。
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圆弧踏面与锥形踏面性能差异
4
2 轮对形状尺寸与线路相互关系
对车辆系统性能影响的轮对外形和尺寸主要有：
轮缘 车轮名义直径 轮对内侧距 车轮踏面斜度

二、车轴
绝大多数为圆截面实心轴。 (一)车轴各部位名称及作用 1.轴颈，2.防尘板座， 3.轮座， 4. 轴身
轴颈：车轴上与轴承相作用的部分； 轮座：车轮压装处，也是车轴上直径最大的部分； 防尘板座：客、货车车轴上轴颈与轮座之间的过渡处，其上 装有滑动轴箱的防尘板或滚动轴箱的后挡板;
31
轴身：两车轮之间的部分，有些客技、术资货料 车车轴的轴身 自轮座向中央逐渐缩小，也有一些轴身通长为圆柱形， 采用盘形制动的制动盘组装在轴身上。
直径越粗，允许轴重越大。新型货车主要采用 D、E轴，新型客车主要采用D轴。 • 转向架：二轴、三轴和多轴，轴数根据车辆总 重和允许轴重来定。 D轴允许轴重21t, 车辆（4轴）总重84t。 E轴允许轴重25t, 车辆（4轴）总重100t。
13
技术资料
（二）轴箱定位方式 轴箱定位装置：约束轮对和构架相对运动机构 • 基本要求：纵向和横向适当的弹性定位刚度，
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二、滚动轴承轴箱装置
技术资料
1.特点：
（1）降低了车辆起动阻ຫໍສະໝຸດ 和运行阻力，在牵 引力相同条件下，可以提高牵引列车的重量和运 行速度；
（2）改善了车辆走行部的工作条件，减少了 燃轴等惯性事故；
（3）减轻了日常养护工作，延长了检修周期 ，缩短了检修时间，加速车辆的周转，节省油脂 ，降低运营成本低。
1. 确定工作条件
(1)负荷大小和方向, (2) 负荷性质(稳定,交变或冲击)
(3)转速,
(4) 工作环境
(5)机器部件结构上的特殊要求, (6)轴承寿命.
2. 根据工作条件, 选取轴承类型, 确定精度等级
3. 选用轴承: 根据轴承的负荷,转速和寿命, 计算额定动载荷, 再在
产品样本中选取轴承.

5.车轮踏面设置要求-①进行方内-对脱轨安全性要高；-对中性能强；->-运行稳定性要好-不发生蛇行运动】线通过性能要好-曲线通过时产生的横向力-要小-能够顺利通过道岔；-耐磨性要好，即使产生了磨耗，其形状变化也 要小。-踏面设计目的性问题-23
2轮对形状尺寸与线路相互关系-轮缘-滚动圆直径-轮缘内侧距-●车轮踏面斜度-5
2轮对形状尺与线路相互关系-轮缘：轮缘是保特车辆沿钢轨运行，防止车轮-脱轨的重要部分。-滚动圆直径：车轮直 大小，对车辆的影响各-有利弊：轮径小可以降低车辆重心，增大车体-容积，减小车辆簧下质量，缩小转向架固定轴，对于地铁车辆还可以减小建筑限界，降低-工程成本但是，小直径车轮可使车轮阻力增-加，轮轨接触应力增大，踏面 耗较快，通过-轨道凹陷和接缝处对车辆振动的影响增大。轮-径大的优缺点则与之相反。-6
安全通过辙叉-检验B-护轨-T>D2-无护轨与翼轨干-涉时的运行-检验C-T+d<D-无辙岔心干涉时-检验 -T+d>S-t-无钢轨与护轨干涉-9
顺利通过曲线-0+X-↓-R-y-2b-10
轮缘内侧距选取-欧州和日木1360mm-与NP■-由国牲标1253mm-系维劲G1M25mm-11
轮轨间隙计算-标准轨距：1435mm-轮对内侧距：1353mm-轮缘厚度：32mm（单侧，64mm（双侧内轮轨间隙：9=（1435-1353-64/2-欧州轮轨间隙：5.5=（1435-1360-64/2（mm 12
铁道车辆轮对结构与轮轨接触几何关系-1
主要内容-第一节-轮对结构认识-第二节-轮轨接触状态认识-第三节-轮轨接触几何关系求解-第四节-道岔区轮轨 触几何关系-2
第一节轮对结构-1353±1
1轮对设计要求-应该有足够的强度，以保证在容许的最高速-度和最大载荷下安全运行-减轻轮对重量；-应不仅能够 应车辆直线运行，同时又能够-顺利通过曲线和道岔，而且应具备必要的抵-抗脱轨的要求；-应具备阻力小和耐磨性好 优点，这样可以-只需要较小的牵引动力并能够提高使用寿命。-4

.
3
铁路车辆按用途分：客车、货车及特种用途车。
铁路按车用辆途按轴数分：四轴车、六轴车车和辆多的轴车分。类
按轴数
对于载重量较大的车辆，为使每一 根车轴加在线路上的重量不超过线路强
按载重 度所规定的吨数（称为轴重），可以做 成六轴车或多轴车。
.
4
车辆的主要尺寸参数
A：车辆全长-车辆两端的车钩
均处在锁闭位置时，钩舌内侧面
主活塞被副1）风增缸压压缓力解推是动指，制连动同缸节通制大阀气、；滑充阀气向是外指移副动风，缸移压动力到低滑于阀列与车滑管阀座上的孔路
将副时风，缸由和总制风动缸缸经连列通车时管，使副它风补缸足内压压力缩空空气气至经定滑压阀。上的制动孔与滑阀座上制动缸孔进
入制动缸，充实气现缓制解动位机其的空制气动通作路用为。：列车管. →副风缸；制动缸→大气。
构架组成的一个小车，称为转向 5.利用轮轨间的粘着，传递牵引力和制动力； 6.要求结构简单，装拆、检修方便。 架。（包含了轮对与架构）
.
7
侧架 轮对
下心盘 摇枕
制动梁 制动杠杆
承载鞍
轴箱
.
侧旁承
摇枕弹簧
8
转向架的结构
转向架的组成 1. 轮对、轴箱装置 2. 弹簧减振装置 3. 构架或侧架 4. 基础制动装置 5. 转向架支承车体装置
用人力进行制动， 一般对个别车辆或 车组实行制动用。
我国制动机主要类型
盘形制动 .
闸瓦制动
12
自动空气制动机
自动空气制动机是以压缩空气为动力来源， 用空气压力的变化来操纵的制动机。
目前世界上广泛采用的制动机。它的特点是 “排风(减压)制动，充气(增压)缓解”。即向制动 管输送压缩空气时，总风缸的压缩空气经制动主 管、支管送入车辆上设置的副风缸“储存”起来， 同时可使制动状态的制动机缓解下来。制动时， 以制动主管内的压缩空气减小为信号，通过车辆 上的分配阀(或控制阀)，将储存于副风缸内的压 缩空气送入制动缸产生制动作用。

构架、轮对与轴承轴箱装置
图3-9 北京地铁10号线 车辆拖车用转向架构架
构架、轮对与轴承轴箱装置
1 构架
2.构架的分类
按制造工艺，构架分为铸钢和焊接构架两种形式，城轨车 辆一般采用焊接构架。一般焊接构架的梁为中空箱形，重量 轻，节省材料，又能满足强度和刚度的要求，应用比较广泛。
如图3-10所示，构架按结构形式有开口式、封闭式，或 形、“日”字形、“目”字形等，主要根据横梁的数目与位置 而定。其中，开口式、形、“日”字形形式最常见。
车轮； 2—车轴
构架、轮对与轴承轴箱装置
2 轮对与轴承轴箱装置
1.轮对
（1）车轴
图3-12和图3-13分别为城轨车辆拖车 车轴和动车车轴的结构，它们的主要区别 是动车车轴配有齿轮箱与齿轮座。
构架、轮对与轴承轴箱装置
图3-12 城轨车辆拖车车轴的结构 1—轴颈； 2—防尘板座； 3—轮座
城轨交通车辆
项目 构架、轮对与
轴承轴箱装置
构架、轮对与轴承轴箱装置
1 构架
1.构架基础知识
构架是转向架的骨架，用于安装转向架上的各类部件并传 递各种作用力。图3-9为北京地铁10号线车辆拖车用转向架构 架。由图可知，构架主要由左、右侧梁，一根或几根横梁及前 后端梁组焊而成。构架上还设有空气弹簧座、中心座安装座、 轴箱吊框、电机安装座、齿轮箱吊座、制动吊座、牵引拉杆安 装座、高度控制阀座、抗侧滚扭杆座、减振器座、止挡等，用 于安装相关设备。
构架、轮对与轴承轴箱装置
图3-17 装ATP测速电机的轴箱
构架、轮对与轴承轴箱装置
2 轮对与轴承轴箱装置
2.轴承轴箱装置
（1）轴箱装置的基础知识
③轴承轴箱装置的作用。轴承轴箱装置将轮对 和构架联系在一起，使轮对沿钢轨的滚动转化为车 体沿轨道的直线运动，并把车辆的重量以及各种载 荷传递给轮对。

供电系统
01
供电系统是为铁路车辆提供动力的关键系统，包括电源 、电缆、牵引电机等部件。
02
供电系统的设计需满足列车在各种工况下的用电需求， 提供稳定、可靠的电力供应。
03
供电系统的维护和检修对于确保铁路运输的正常运行至 关重要，需定期
定期检修制度
01
定期检修制度
《铁路车辆》PPT课 件
目录
• 铁路车辆概述 • 铁路车辆的结构与原理 • 铁路车辆的维护与检修 • 铁路车辆的安全管理 • 铁路车辆的未来发展
01 铁路车辆概述
定义与分类
总结词
明确铁路车辆的定义，以及对其主要类型的详细介绍。
详细描述
铁路车辆是指在铁路上运行的各类车辆的总称，包括客车、货车、动车组等。 根据用途和功能的不同，铁路车辆可以分为多种类型，如货运车辆、客运车辆 、机车等。
车体的维护和检修对于 确保铁路运输安全和可 靠性至关重要。
车钩与缓冲装置
01
车钩是连接车辆之间的关键部件，用于实现 车辆之间的牵引和制动。
03
02
缓冲装置能够吸收车辆之间的冲击能量，减 少车辆之间的相互损伤。
车钩与缓冲装置的配合使用能够保证列车在 运行过程中的稳定性和安全性。
04
现代铁路车辆通常采用具有良好缓冲性能和 防跳性能的车钩和缓冲装置。
安全事故应急处理
制定应急预案
针对可能发生的各类安全事故，制定 相应的应急预案，明确应急处置流程 和责任人员。
应急演练与培训
事故报告与调查
一旦发生安全事故，及时报告并启动 应急预案，开展事故调查和分析，总 结经验教训，采取措施防止类似事故 再次发生。
定期组织应急演练和培训活动，提高 员工应对突发事件的反应能力和处置 能力。

维护保养
日常清洁
保持车体外观整洁，无污 渍、锈迹和灰尘。
检查紧固件
确保车体各部位紧固件牢 固，无松动现象。
油脂润滑
定期对车体各活动关节涂 抹润滑油脂，保证正常运 转。
定期检修
定期探伤
性能检测
对车体关键部位进行无损探伤，检测 是否存在裂纹、锈蚀等损伤。
对车体的各项性能指标进行检SIGN
制造工艺
铸造工艺
用于制造车体部分的大型铸件，如车 体框架和车体壁。
焊接工艺
通过焊接技术将各个部件连接在一起， 形成完整的车体。
机械加工工艺
对车体部分进行精细加工，如车门、 车窗和通风口的加工。
表面处理工艺
对车体表面进行涂装、喷塑等处理， 以提高车体的美观性和耐久性。
等类型。
货车车体
货车车体根据载重和运输需求可分 为平车、敞车、棚车、罐车等类型。
动车组车体
动车组车体采用流线型设计，可分 为头车、中间车和尾车三种类型。
车体的结构
01
02
03
04
底架结构
底架是车体的基础结构，承载 着整个车辆的质量和载荷，由
各种梁、板和附件组成。
侧墙结构
侧墙是车体的主要承载结构之 一，通常采用整体承载式侧墙
制造流程
材料准备阶段
根据设计要求，准备所需的原 材料和零部件。
检测阶段
对制造完成的车体进行质量检 测，确保符合设计要求和安全 标准。
设计阶段
根据机车车辆的规格和要求， 进行车体结构设计。
制造阶段
按照工艺要求，对各部件进行 加工、组装，形成完整的车体。
涂装阶段
对车体表面进行涂装、喷塑等 处理，以提高车体的美观性和 耐久性。

❖ 轮轨相互动力作用引起车辆与轨道系统振动、冲击、疲劳、 伤损的直接根源，也是导致轮轨系统状态破坏和功能丧失 的主要原因
❖ 轨道存在空间线型变化，会引起运动学问题，轨道存在不 平顺，会引起动力学问题 ❖ 轮对系统的自动. 导向功能，车辆走行部偏差引起动力问题3
轮对基本特征及参数
❖ 刚性轮对：由左右轮子和车轴固结组成，左右轮的滚动角速度一致 ❖ 车轮与钢轨轨头的接触面称车轮踏面
.
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比较以下几种方式的导向方式 ？
柱形踏面 锥形踏面 .
锥形踏面
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自由轮对蛇形运动原理
❖ 轮对偏离轨道中心线，左右轮子踏面与钢轨顶面接触点的 滚动圆半径将产Th差异，在纯滚动条件下，大半径一侧轮 子将绕小半径一侧轮子作水平转动，使轮对返回到线路中 心线，表明锥型踏面的轮对具备横向偏移后的复原能力， 然而复原运动又会使轮对随着车辆前行时产Th左右摆动和 水平转动，形成周期性蛇行运动
.
16
自由轮对蛇形运动原理
❖ 假设自由轮对在微量横移y后，左右轮在轨面上将准静态 地进行纯滚动的几何学运动，由左右接触点处的轮径差
.
17
游间的作用
.
18
轮轨接触方式
一点接触：踏面接触
两点接触：踏面接触 轮缘接触
.
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轮轨接触几何关系
❖ 轮对与钢轨的接触几何关系与参数是研究轮轨接触力学和车辆动力学 的基础，可用于轮轨外形设计、接触应力分析、蛇形稳定性分析、随 机响应分析和曲线通过分析等
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4
车轮型式
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5
轮对踏面
❖ 轮对踏面与轨头断面、名义滚动圆直径、轮轨接触位置对车辆动力学 性影响很大 ❖ 踏面外形主要尺寸包括轮缘角度、轮缘高度、轮缘厚度、车轮宽度和 踏面斜度等 ❖ 轮缘厚、高与轮对通过道岔时的安全性有直接关系，轮缘角一般指轮 缘斜面上的最大角度，与脱轨安全性有较大关系 ❖ 对于锥型踏面，踏面斜度λ等于踏面锥度，对于磨耗型踏面，由于各 处踏面斜度不同，需引入轮对在小范围内横动的等效斜度λe来表示