華東交通大學(xué) 動(dòng)車組檢修 鐵道車輛檢修

1、第一節(jié) 車輛零件的損傷鐵道車輛在運(yùn)用過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)零部件尺寸或運(yùn)用性能不符合技術(shù)要求的現(xiàn)象，此等現(xiàn)象通稱為“損傷”。車輛修理工作就是通過(guò)更換或修復(fù)己損傷的零部件，恢復(fù)其應(yīng)有的技術(shù)狀態(tài)，以保證鐵道車輛具有良好的運(yùn)用性能。車輛修理工作者的任務(wù)。不僅是采用各種工藝方法修復(fù)己產(chǎn)生的損傷，而且要掌握損傷規(guī)律，從而采取必要的措施，減少損傷的發(fā)生或減緩損傷的發(fā)展速度。一、車輛零部件損傷的類型與原因車輛零部件在運(yùn)用中經(jīng)常產(chǎn)生的損傷類型，主要有磨損、腐蝕、裂損、變形、緊配合件或緊固件松弛等。 磨損：車輛零件的磨損，系指摩擦副工作表而相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而產(chǎn)生的各種損傷。通常還可區(qū)分為正常磨損與不正常磨損

2、兩個(gè)階段。 正常磨損亦可稱為自然磨損，是摩擦副工作時(shí)接觸表而上必然產(chǎn)生的一種損傷。磨損量的大小，決定于摩擦副的工作條件和工作時(shí)間(車輛的走行公里致)。 不正常磨損亦稱劇烈磨損，是由于破壞了摩擦副正常的工作條件而造成的。這時(shí)磨損速度急劇增長(zhǎng)。如能加強(qiáng)對(duì)車輛的日常維修工作，保持摩擦副在正常條件下工作，是可以避免的。 腐蝕：鐵道車輛日夜暴露于大氣中，經(jīng)常受到雨雪和各種腐蝕性氣體與液體等的侵蝕，致使車輛零件尤其是金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕。金屬腐蝕的程度，主要取決于金屬的材質(zhì)和防腐層的性能，與車輛走行里程無(wú)關(guān)。 裂損：裂損是指車輛零件上產(chǎn)生的裂紋或折損。當(dāng)作用于車輛零件上的載荷，在零件內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)零件材料的

3、強(qiáng)度極限，或在交變載荷的作用下，交變應(yīng)力超過(guò)零件樹料的疲勞極限時(shí)而產(chǎn)生的損傷。 變形：作用于車輛零件上的載荷，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限時(shí)，使零件產(chǎn)生永久變形，導(dǎo)致常見的各種彎曲變形。松弛：車輛上的緊配合件與緊固件，出于列車運(yùn)行中的振動(dòng)與交變載荷的作用，經(jīng)常發(fā)生緊配合件與緊固件等的松弛與松動(dòng)現(xiàn)象。產(chǎn)生上述損傷的原因，綜合起來(lái)，不外乎以下幾方而：(1)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)失誤。如設(shè)計(jì)時(shí)考慮不周，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不合現(xiàn)，或選材不當(dāng)以及設(shè)計(jì)有誤造成。(2)制造或修理中的工藝缺陷。如零件的內(nèi)部缺陷，熱處理工藝不當(dāng)，加工后的表面質(zhì)量不高，以及組焊時(shí)的焊縫缺陷等原因，導(dǎo)致車輛零件的早期損傷。(3)運(yùn)用中產(chǎn)生的損傷。

4、車輛在正常的運(yùn)用條件下亦將產(chǎn)生正常的磨損、疲勞裂紋、金屬腐蝕等損傷。然而，超偏載或不合理的調(diào)車沖擊，以及機(jī)械化裝卸作業(yè)不當(dāng)，更是一系列損傷產(chǎn)生的主要原因。 (4)列車運(yùn)行中的重大事故，將造成車輛零部件的嚴(yán)重?fù)p傷，甚至導(dǎo)致車輛的報(bào)廢。 車輛零件損傷的原因，往往是多種因素共同作用的結(jié)果，因此，必須對(duì)損傷零件的工作條件和損傷情況進(jìn)行全面分析研究，才能作出正確的結(jié)論。（一）車輛零件的磨損磨損是摩擦副工作時(shí)因摩擦面使接觸面的尺寸、幾何形狀和表而質(zhì)量等發(fā)生變化的一種常見的損傷。車輛是以一定的速度不斷運(yùn)行的機(jī)械，運(yùn)用中產(chǎn)生磨損的零件很多。例如；車輪踏面及輪緣、軸承滾動(dòng)體及內(nèi)外圈、軸箱導(dǎo)框及導(dǎo)槽、車鉤及緩沖器

5、零件，以及各種銷及銷孔等。此等零部件在列車運(yùn)行中，都要遭受磨損而逐漸改變其尺寸和形狀，當(dāng)達(dá)到一定限度后，零件就不能繼續(xù)使用，則必須進(jìn)行更換或修理。在車輛的日常維修和定期修理中，磨損的零件是主要的修理對(duì)象。為了降低摩擦副零件的磨損速度，提高零件表面的耐磨性，必須了解磨損產(chǎn)生的過(guò)程，掌握零件磨損的規(guī)律性和影響磨損速度的因素。1、磨損過(guò)程的分類和實(shí)質(zhì) 摩擦副零件表面的磨損，產(chǎn)生于接觸表而相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦現(xiàn)象，不同的摩擦工況其磨損速度亦不相同。隨摩擦副接觸面之間有元潤(rùn)滑劑以及接觸面之間接觸情況的不同，摩擦副零件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可能處于干摩擦、流體摩擦或半干(流體)摩擦的條件下工作，因此，隨之而產(chǎn)生的磨損

6、現(xiàn)象和磨損機(jī)理也有所不同。(1)氧化磨損 氧化磨損通常是一種不可避免的正常磨損。磨損過(guò)程的實(shí)質(zhì)是：摩擦副接觸面的表層金屬由于摩擦作用而產(chǎn)牛微小的塑性變形，從而破壞了金屬表而氧化膜而再次露出本體金屑。這時(shí)本體金屬在空氣作用下形成新的氧化膜，新的氧化膜又因摩擦作用而破壞，重新露出本體金屑，于是又產(chǎn)生新的氧化膜，這種過(guò)程的循環(huán)進(jìn)行，就形成了氧化磨損的過(guò)程。氧化磨損的磨損速度與壓力大小和載荷性質(zhì)有關(guān)，較大的壓力和交變載荷、沖擊載荷均易使形成的氧化膜破裂而脫落，從而加速其磨損過(guò)程。然而，氧化磨損與其他形式的磨損相比較，它的磨損速度是最小的。(2)粘附磨損 粘附磨損多發(fā)生在接觸面間壓力較大且相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度很

7、低(l ms)或相對(duì)速度較高(干摩擦?xí)r4ms，半干摩擦?xí)r20 mS)的情況下。粘附磨損過(guò)程的實(shí)質(zhì)是；由于摩擦副接觸面問(wèn)有較大的壓力，使表層金屑產(chǎn)生塑性變形面粘附，相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，某一接觸面上的金屬被撕裂而脫離本體金屑，繼續(xù)工作時(shí)這一過(guò)程又重復(fù)循環(huán)出現(xiàn)從而形成了粘附磨損。粘附磨損的磨損速度較高，面且在高壓、高速下，在接觸面間產(chǎn)生很高的溫度，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)到使金屑熔融的程度，這時(shí)熔化的金屑不斷被擠出接觸面而形成高溫熔融磨損。(3)疲勞磨損 兩個(gè)零件相互滾動(dòng)、滑動(dòng)或滾動(dòng)間有滑動(dòng)的接觸狀態(tài)下，在接觸壓力大而受到循環(huán)變化的載荷作用時(shí)，由于表層材料的疲勞而出現(xiàn)微細(xì)裂紋，再經(jīng)多次反復(fù)作用后裂紋逐漸擴(kuò)展，到一定程度會(huì)

8、產(chǎn)生金屑的剝離脫落。這種過(guò)程的循環(huán)出現(xiàn)，就形成了摩擦副接觸面的疲勞磨損。(4)磨粒磨損 磨粒磨損是指摩擦副界面上某一方表面有硬的凸起物，或界面間有外界的粒狀雜質(zhì)存在，在摩擦過(guò)程中引起了表面材料的損傷與脫落。實(shí)質(zhì)是摩擦面間的粒狀物硬度較大，又具有一定的壓力，使粒狀物在摩擦面上像刀具一樣進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)面形成的磨損。(5)微動(dòng)磨損 微動(dòng)磨損是指兩個(gè)零件在接觸表面上有小振幅(1mm以下)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)而產(chǎn)生的磨損。如果在接觸面之間尚有化學(xué)反應(yīng)，則稱為微動(dòng)腐蝕磨損。例如，車輛輪對(duì)的輪轂孔內(nèi)側(cè)與車軸接觸處，因接觸壓力較大，使界面上的微凸體因塑性變形面粘附，再受小振幅的相對(duì)運(yùn)動(dòng)作用下，致使粘結(jié)點(diǎn)剪切面脫落，形成

9、的磨屑與氧氣反應(yīng)后生成Fe203。輪座裂紋處出現(xiàn)的紅褐色粉末即為微動(dòng)腐蝕磨損的例子。摩擦副運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的磨損，是一個(gè)十分復(fù)雜的物理-化學(xué)現(xiàn)象，往往不是某種單一的磨損形式，而是幾種磨損形式同時(shí)存在的過(guò)程。因此，要把磨損速度降低到最低限度，就必須了解影響磨損速度的各種因素。2、影響磨損速度的因素金屬的磨損速度以單位時(shí)間內(nèi)磨損的金屬重量或厚度來(lái)表示。對(duì)于車輛零件來(lái)說(shuō)，通常以走行若干公里或走行若干時(shí)間后尺寸的減少量來(lái)計(jì)算。 任何金屬零件的磨損都按一定的規(guī)律發(fā)展，可用磨損量與工作時(shí)間的關(guān)系曲線(或稱磨損曲線)來(lái)表示。磨損曲線的典型情況，大致有如圖1所示的幾種。其中，曲線a)是最常見的磨損的線，其磨損過(guò)

10、程可分為三個(gè)階段。I為磨合階段，發(fā)生在摩擦副工作的初期，這時(shí)使摩擦副配合表面達(dá)到該摩擦條件下適宜的粗糙度，然而磨損速度較大，因此，應(yīng)盡可能縮短磨合過(guò)程；為正常磨損階段，摩擦面間已建立起正常的工作條件，磨損速度較小，應(yīng)盡量采取措施延長(zhǎng)這個(gè)階段的工作時(shí)間。為劇烈磨損階段，磨損速度急劇增大，摩擦副已不能正常工作，這時(shí)就必須更換或修理。曲線(b)、(c)和(d)分別相當(dāng)于車輪踏面、車輪輪緣和滾動(dòng)軸承的磨損曲線。圖1 典型的磨損曲線影響磨損速度的因素是多方面的，往往不是某一個(gè)因素，而是幾種因素同時(shí)作用的結(jié)果。然而，在幾種影響因素中總有一種因素是主要的，從而決定了磨損是以某一種規(guī)律出現(xiàn)的。不論哪一種磨損規(guī)

11、律，影響磨損速度的主要因素，可歸納為下述三方面：(1)摩擦副工作條件的影響 工作條件主要指摩擦副的摩擦類型(滑動(dòng)、滾動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng))、載荷性質(zhì)與大小，以及摩擦面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度等因素。滾動(dòng)摩擦的磨損速度遠(yuǎn)比滑動(dòng)摩擦者為小，同一種磨損形式亦因載荷性質(zhì)和相對(duì)速度的差異面不同，動(dòng)載荷和較大的相對(duì)速度其磨損速度亦較大。(2)摩擦副表面特性的影響 磨損的各種現(xiàn)象都從摩擦表面開始，因此摩擦表面層金屬的組織和硬度，以及零件表面的加工質(zhì)量，對(duì)磨損速度均有直接影響。表面層金屬的組織和硬度是影響磨損速度的主要因素之一。金屬的金相組織不同，硬度也不相同。圖2表示碳鋼的成分和組織對(duì)磨損速度的影響。圖3表示碳鋼的硬度對(duì)磨損速度

12、的影響。摩擦表面機(jī)械加工的質(zhì)量也是影響磨損速度的主要因素之一。摩擦表面越粗糙，磨損速度越大。在一定條件下工作的摩擦副，對(duì)摩擦面的表面粗糙度有一定的要求，粗糙度過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)促使磨損速度的增加。因此，應(yīng)合理地選擇摩擦表面的粗糙度，這樣既能降低磨損速度，又可減少不必要的加工費(fèi)用。通常選擇零件在正常磨損階段的表面粗糙度作為技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)是最適宜的。圖2碳鋼的成分和組織對(duì)磨損速度的影響。圖3碳鋼的硬度對(duì)磨損速度的影響。摩擦表面加工后的幾何形狀誤差，會(huì)破壞摩擦副的正常工作條件，導(dǎo)致磨損速度的增大，同時(shí)也是造成零件偏磨的主要原因。金屬零件經(jīng)機(jī)械加工后，往往在表面層產(chǎn)生塑性變形使硬度有所提高，形成了一定深

13、度的加工硬化層，從面能提高其耐磨性。因此，對(duì)某些易磨損的零件可進(jìn)行滾壓加工，藉以提高零件的表面硬度和耐磨性。 (3)摩擦副界面間潤(rùn)滑介質(zhì)的影響 摩擦副的摩擦形式隨界面之間的潤(rùn)滑情況而不同。潤(rùn)滑油的質(zhì)量與載荷及工況，決定了界面之間油膜的厚度與油膜的耐久性，從而使摩擦副處于液體、半液體或干摩擦的條件下工作。良好的潤(rùn)滑條件能降低零件的磨損速度。上述三方面影響磨損速度的因素，第一個(gè)因素是決定磨損類型和磨損速度的基本因素。第二個(gè)因素是從工藝上提高零件耐磨性應(yīng)考慮的措施，也是車輛修理工作者修理車輛時(shí)，提高零件耐磨性的手段之一。第三個(gè)因素是決定摩擦特性的因素，也直接影響到磨損速度的大小。 3、提高零件耐磨性

14、的途徑 車輛零件大部分受沖擊載荷的作用，因此要求摩擦副的零件既具有較高的耐磨性，又要有良好的沖擊韌性。但是，一般的金屬材料要同時(shí)滿足這兩項(xiàng)要求是較困難的。金屬的硬度越高就越耐磨，而硬度越高其沖擊韌性則越小。為此，在車輛修理中多采用表面處理的方法來(lái)解決。常用的表面處理方法有以下幾種：(1)表面淬火、滲碳、滲氮及氧化處理 這幾種表面處理的方法均能改變金屬零件表層的成分與組織，提高表面層的硬度面又不降低整個(gè)零件的沖擊韌性。如車輛亡的磨耗板和各種連接處的銷和套，多采用表面硬化的方法提高其耐磨性。(2)表面噴丸或拋丸進(jìn)行強(qiáng)化 噴丸是以壓縮空氣(500-700 kPa)為動(dòng)力將金屬?gòu)椡鑷姵?，而拋丸則以機(jī)械

15、回轉(zhuǎn)加速器為動(dòng)力拋出金屬?gòu)椡?。噴出或拋出的彈流沖擊零件表面，使表面層產(chǎn)生一定的塑性變形，形成表面硬化層，從面提高零件的耐磨性。 這種表面強(qiáng)化的方法，其效果主要取決于彈丸的直徑和彈流的速度。一般彈丸直徑為0.4-2.0 mm，彈流速度以50-70 ms為適宜。在車輛修理中，對(duì)彈簧采用這種方法進(jìn)行強(qiáng)化處理，可提高其疲勞強(qiáng)度與耐磨性。(3)滾壓強(qiáng)化法 利用硬質(zhì)的滾輪以一定的壓力擠壓工件的表面，使工件表面層產(chǎn)生定的塑性交形和殘余壓應(yīng)力，能提高零件的耐磨性和疲勞強(qiáng)度。 滾壓強(qiáng)化的效果決定于滾壓力、滾壓速度與滾壓次數(shù)。此等因素選取適宜，能顯著提高硬化與強(qiáng)化層的深度，并降低零件表面的粗糙度，延長(zhǎng)零件的使用壽

16、命。車軸軸頸和輪座表面的滾壓加工，能提高軸頸的耐磨性和輪座的疲勞強(qiáng)度。(4)電鍍或噴鍍耐磨金屬層 在零件工作表面上，利用電鍍或噴鍍等方法覆蓋一層硬度較高的耐磨金屬，不僅能提高零件表面的耐磨性，而且可恢復(fù)零件的表面尺寸和幾何形狀。國(guó)外利用這種方法對(duì)軸承內(nèi)國(guó)內(nèi)孔進(jìn)行鍍鉻，能提高表面耐磨性，并可恢復(fù)與軸頸配合的過(guò)盈量。（二）車體鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕金屬在周圍介質(zhì)的影響下，由于化學(xué)作用或電化學(xué)作用而逐漸破壞的現(xiàn)象，稱為金屬的腐蝕。鐵道車輛運(yùn)用于大氣和雨雪之中，車體鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕是一個(gè)十分嚴(yán)重的損傷形式。在車輛修理中，因車體鋼結(jié)構(gòu)腐蝕過(guò)限而進(jìn)行修理的工作量占很大的比例，車輛報(bào)廢中除事故破損者之外，幾乎所有報(bào)廢的車

17、輛均因腐蝕嚴(yán)重而造成。1、腐蝕機(jī)理與破壞形式根據(jù)腐蝕發(fā)生過(guò)程的特點(diǎn)，通常將金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕兩大類?；瘜W(xué)腐蝕是指金屬在干燥氣體或非電解質(zhì)溶液中，金屬原子與氧直接化合生成氧化鐵而造成的破壞?；瘜W(xué)腐蝕的過(guò)程是純化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中沒有電流產(chǎn)生。電化學(xué)腐蝕是金屬在電解液中由于電化學(xué)作用，金屬原子不斷被離解而造成的破壞，而且在整個(gè)離解過(guò)程中都有電流產(chǎn)生。車體鋼結(jié)構(gòu)在常溫大氣環(huán)境中的腐蝕均為電化學(xué)腐蝕。(1)電化學(xué)腐蝕的機(jī)理車體鋼結(jié)構(gòu)處于大氣環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)表面不但直接接觸到雨、雪和空氣中的凝結(jié)水，而且空氣中的CO2、SO2、H2S等氣體還會(huì)溶解到鋼結(jié)構(gòu)表面的水膜中，成為電解液。在電解液中的

18、極化分子的作用下，電極電位較低的基體鐵(陽(yáng)極)就被電離成鐵離子和電子(極化作用)，即：大氣中含有的CO2、SO2等氣體的濃度畢竟是很稀薄的因此它們的水溶液中氫離子的濃度也是較低的，不足以吸收基體鐵電離時(shí)所產(chǎn)生的電子。但由子鋼結(jié)構(gòu)表而的電解液僅是一個(gè)薄層，大氣中的氧氣可以充分地在電解液中擴(kuò)散，因而在陰極上是氧氣與電子結(jié)合，被還原成氫氧根離子，即：由于氧的去極化作用，使基體鐵的電離得以不斷地進(jìn)行，鋼鐵就被腐蝕破壞了。從上述分析可以看出，鋼結(jié)構(gòu)腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕的一種，而與其他電化學(xué)腐蝕不同的是：在腐蝕過(guò)程中去根化劑不是電解液中的氫，而是擴(kuò)散到電解液中的氧氣，因此鋼結(jié)構(gòu)的電化學(xué)腐蝕是“吸氧腐蝕”：而

19、且，內(nèi)于氧氣及構(gòu)成電解液的H2O、CO2、SO2等物質(zhì)均來(lái)自大氣中，因此鋼結(jié)構(gòu)的電化學(xué)腐蝕又稱為“大氣腐蝕”。 鋼結(jié)構(gòu)在腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生的鐵離子和氫氧根離子，在電解液中互相反應(yīng)，生成Fe2O3等鐵的氧化物和氫氧化物。而氫氧化物在電解液中還具有去極化作用而吸收電子使鐵銹中的三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵，即發(fā)生如下反應(yīng)：因此，鋼鐵帶銹以后，即使空氣中的氧氣不再繼續(xù)在電解液中充分?jǐn)U散(如兩個(gè)鋼結(jié)構(gòu)零件結(jié)合面之間的夾銹)，但由于銹層本身帶有去極化劑，使腐蝕作用仍得以繼續(xù)進(jìn)行下去。(2)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕破壞的形式金屬的腐蝕破壞可分為兩大類，即全面腐蝕和局部腐蝕。腐蝕遍及整個(gè)零件表面的稱為全面腐蝕。如果腐蝕僅發(fā)生在零件的某

20、一部分廣，則稱為局部腐蝕。全面腐蝕又可分為均勻性腐蝕(簡(jiǎn)稱均勻腐蝕)和不均勻性腐蝕(簡(jiǎn)稱不均勻腐蝕)。局部腐蝕尚可區(qū)分為組織選擇腐蝕、斑蝕、點(diǎn)蝕、陷坑腐蝕、晶間腐蝕、穿晶腐蝕和表面下腐蝕等。上述各種腐蝕類型往往不是單獨(dú)存在的，而是幾種類型同時(shí)存在。局部腐蝕比全面腐蝕危害要大很多，尤其是晶間腐蝕、穿晶腐蝕則更為危險(xiǎn)。在鐵道車輛上常見的金屬腐蝕破壞，主要石以下幾種形式：表面的均勻腐蝕 在零部件表而上產(chǎn)生均勻的腐蝕層-鐵銹。如底架的各梁、蓋板及翼板等。因車輛長(zhǎng)期暴露于大氣中，腐蝕嚴(yán)重的，銹層厚度可達(dá)數(shù)毫米。部件夾銹 發(fā)生在兩連接件接觸面之間，如鋼結(jié)構(gòu)各梁、板結(jié)合處等。由于銹層的體積發(fā)生膨脹，致使接觸

21、面的縫隙增大，造成結(jié)構(gòu)松動(dòng)而削弱了連接強(qiáng)度。局部穿孔或大面積蝕透 由于產(chǎn)生不均勻腐蝕，使腐蝕集中在局部區(qū)域，造成局部嚴(yán)重腐蝕甚至穿透。鋼結(jié)構(gòu)的底架各梁、蓋板和翼板及車頂板，容易發(fā)生這一類的腐蝕形式。腐蝕性裂紋 因腐蝕使零部件的有效斷面減小，在局部地方可能產(chǎn)牛腐蝕微裂紋，導(dǎo)致應(yīng)力集中面造成零件裂紋或形成疲勞裂紋。2、影響金屬腐蝕速度的因素金屬腐蝕破壞的大小以腐蝕速度來(lái)表示，腐蝕速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，單位面積上被腐蝕掉的金屬重量，或零件厚度被腐蝕掉的尺寸大小來(lái)衡量。影響金屬腐蝕速度的因素很多，它既與金屬本身的化學(xué)性質(zhì)及其組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，又與環(huán)境介質(zhì)的組成、酸堿度、溫濕度、壓力及流動(dòng)速度有關(guān)。(1)金

22、屬材料本身的影響在電化學(xué)腐蝕的情況下，各種金屬在某特定的介質(zhì)中就有一定的電極電位，按此等電極電位的大小，可以排列出各種金屬在此介質(zhì)中的電位序。電位越正，標(biāo)志著金屬的穩(wěn)定性越高，離子化的傾向越小。越不易受腐蝕。反之，電極電位越負(fù)，抗腐蝕能力越差，越容易發(fā)生腐蝕。再者，金屬化學(xué)成分的不純，物理機(jī)械性能或金相組織的不均勻性，都是加速金屬電化學(xué)腐蝕的主要因素。(2)周圍介質(zhì)的影響金屬所處的周圍介質(zhì)-氣體的成分對(duì)腐蝕速度影響很大。尤其是空氣中含有SO2、H2S、鹽酸蒸氣和其他活性氣體時(shí)對(duì)腐蝕速度影響更大。如圖4所示，鐵在含有0.01的SO2氣體的空氣中的腐蝕速度，比在清潔空氣中的腐蝕速度要增加100倍。

23、介質(zhì)的溫度升高促進(jìn)了反應(yīng)過(guò)程的進(jìn)行，也增加了溶液的對(duì)流和擴(kuò)散，減小電解液的電阻。從面加速了陽(yáng)極過(guò)程和陰極過(guò)程的發(fā)生，提高了金屬電化學(xué)腐蝕的速度?？諝獾南鄬?duì)濕度對(duì)腐蝕速度的影響尤為突出，當(dāng)濕度大于一定數(shù)值之后腐蝕速度急劇增加。如圖5所示，發(fā)生轉(zhuǎn)折處的空氣相對(duì)濕度值稱為臨界濕度。不同金屬具有不同的臨界濕度值。如果車輛經(jīng)常運(yùn)用于空氣相對(duì)濕度大于其臨界濕度值的地區(qū)，則車體鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕情況更為嚴(yán)重。介質(zhì)的酸堿度對(duì)金屬的腐蝕速度也有一定的影響?？諝饣蛞后w介質(zhì)中的pH值較低時(shí)，能促使電化學(xué)腐蝕過(guò)程中陰極上的氫去極化過(guò)程的進(jìn)行，同時(shí)金屬表面膜的深解度有所提高，從而加速了腐蝕過(guò)程的進(jìn)展。介質(zhì)溶液呈堿性時(shí)，金屬的

24、腐蝕速度比在酸性溶液中小得多，因?yàn)榻饘僭趬A性溶液中表面易生成氫氧化物或氧化物保護(hù)膜，則能延續(xù)腐蝕過(guò)程的進(jìn)行。除上述影響因素之外，介質(zhì)的壓力、空氣的流動(dòng)速度，以及金屬表面上塵埃的沉積等狀態(tài)，對(duì)金屬的腐蝕速度均有一定的影響。3、延長(zhǎng)車體鋼結(jié)構(gòu)壽命的措施車體鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，是我國(guó)鐵道車輛長(zhǎng)期以來(lái)存在的嚴(yán)重問(wèn)題。目前運(yùn)用中的普通碳素鋼制造的22型客車，由于車體鋼結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重腐蝕，到第二個(gè)廠修期就有50-80的梁件和板材需要截?fù)Q，致使客車的使用壽命約為20-24年。貨車中的全鋼敞車，平均使用壽命也只有22年。為了延長(zhǎng)車輛的使用壽命，減緩和防止車體鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，應(yīng)從材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造修工藝，以及防腐處理等

25、方面采取相應(yīng)的措施，提高車輛的使用壽命。(1)選用耐大氣腐蝕的鋼材在冶煉普通碳素鋼時(shí)添加少量的某些合金元素，可以顯著提高鋼材耐大氣腐蝕的能力。冶金部門為我國(guó)鐵道車輛用鋼材的更新?lián)Q代提供了配套的耐候鋼材，先后研制了09CuTiXt、08CuPVXt、08CUP、WsPA(09CuPCrNi)、10CrNiCuP等耐候鋼。因此,從1987年起，開始成批生產(chǎn)耐候鋼車輛，至1990年新造車輛全部使用抗大氣腐蝕的耐候鋼。耐候鋼之所以能提高耐腐蝕性能，主要是改善了銹層的結(jié)構(gòu)，提高了銹層的致密程度和對(duì)鋼的附著力，從而增加鋼與空氣的隔絕作用。國(guó)產(chǎn)銅磷系耐候鋼的抗腐蝕性能，一般相當(dāng)于普通碳素鋼的2倍左右，銅磷鉻

26、鎳系耐候鋼的抗腐蝕性能，則相當(dāng)于普通碳家鋼的2-3倍。除了使用耐候鋼以提高車體鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性能外，對(duì)于特別容易腐蝕的鋼結(jié)構(gòu)零部件，或在防腐蝕方而有特殊要求的車輛采用鋁合金或不銹鋼制造則基本上可以解決車體鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問(wèn)題。(2)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中注意防腐蝕問(wèn)題車體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與其抗腐蝕性能密切相關(guān)，不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)致夾銹、存水積塵或難于除銹面影響防腐與油漆的質(zhì)量。因此，在車體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段，就要認(rèn)真考慮到鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕問(wèn)題。車體鋼結(jié)構(gòu)是由型鋼與板材制成的零部件組焊而成，連接方法、焊接形成及焊接質(zhì)量。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能有直接影響。在容易腐蝕的部位，應(yīng)盡量采用對(duì)接滿焊，而不用或少用搭接段焊與搭接塞

27、焊；盡量避免形成封閉的存水結(jié)構(gòu)或積塵存垢部位，必要時(shí)在適當(dāng)位置設(shè)排水孔或通風(fēng)口，以利于自行排水與除塵，減緩此等部位的腐蝕。車體木結(jié)構(gòu)要進(jìn)行防水處理，或改用工程塑料、玻璃鋼之類的不吸水材料來(lái)代替。車體絕緣材料可采用聚氯酯泡沫塑料現(xiàn)車發(fā)泡成形，使其能緊密地充實(shí)倉(cāng)車體內(nèi)外墻板之間，并與金屬墻板牢固地結(jié)合在一起，有效的防止冷凝水直接與鋼板內(nèi)表面相接觸，從而減輕了鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。(3)提高造修過(guò)程中的除銹質(zhì)量車體鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理與涂漆之前的除銹工作，直接影響到防腐涂層的作用及壽命。車輛制造與修理過(guò)程中的除銹工作，目的是徹底清除鋼材表面上的油污積銹或舊漆層及夾銹，完全露出清潔的金屬基底，才能保證防腐處理的效

28、果。由于制造與修理的作業(yè)條件不同，在車體鋼結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中，一般在型鋼板材下料制件之前，預(yù)先對(duì)原材料進(jìn)行全而除銹和防腐處理，即所謂的鋼材表面預(yù)處理。客貨車廠修時(shí)車體的除銹，則只能采用整車除銹的方法，即采用噴丸或噴拋丸相結(jié)合的方法進(jìn)行除銹工作。整車的噴拋丸涂銹，均以金屬?gòu)椡枥脡嚎s空氣或離心力的作用，沖擊于車體鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)外表面，以達(dá)到清除氧化皮、油污或舊漆層的目的，為新造車或廠修車的防腐處理被備好清潔的金屬基底表面。噴丸除銹多為人工手持噴槍自由操作，機(jī)動(dòng)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，能噴射到受梁柱遮擋等死角部位。然而，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)條件差，僅適合于小批量或小范圍的除銹工作。拋丸除銹處理面積大，除銹效率高、質(zhì)量

29、好，但因設(shè)備位置固定，導(dǎo)致某些死角彈丸拋射不到，車體內(nèi)側(cè)更不便利用拋丸除銹法。因此，多以兩種方法共用來(lái)完成整車的除銹工作。車體鋼結(jié)構(gòu)的除銹質(zhì)量，應(yīng)體現(xiàn)在三個(gè)方面：徹底清除鋼材表面的銹層和油污層；獲得適宜的表而粗糙度；除銹時(shí)不使鋼材變薄或翹曲不平。因此，鋼材經(jīng)表面預(yù)處理或整車噴拋九除銹后，在清潔度、租糙度以及厚度差與平直度等指標(biāo)方面，均應(yīng)符合有關(guān)的規(guī)定。（三）、車輛零件的變形、裂紋和折損車輛零件的變形、裂紋和折損也是常見的損傷形式之一。例如：車體鋼結(jié)構(gòu)的各梁柱及其焊縫，走行部的構(gòu)架、搖枕、車軸與彈簧，以及基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的拉桿杠桿等，都是容易產(chǎn)生變形、裂紋和折損的零件和部位。產(chǎn)生變形的裂紋后如未能及

30、時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，就會(huì)逐漸發(fā)展面導(dǎo)致折損，以致造成重大的行車事故。因此，車輛工作者必須分析研究變形、裂紋、折損的產(chǎn)生原因及其發(fā)展規(guī)律，采取必要的措施，防止此等損傷的產(chǎn)生和擴(kuò)大。1、變形、裂紋和折損的分類車輛零件經(jīng)常產(chǎn)生的變形、裂紋和折損等損傷形式，通常按損傷時(shí)載荷性質(zhì)的不同，區(qū)分為三種情況。(1)受一次漸增靜載荷或沖擊載荷的作用而造成 這種損傷的產(chǎn)生，皆因載荷所引起的應(yīng)力超過(guò)了零件材質(zhì)的屈服極限或強(qiáng)度極限，其原因可能是設(shè)計(jì)計(jì)算中的錯(cuò)誤，或制造修理中遺留的缺陷而引起的，或者因不正常的運(yùn)用而造成的。(2)受載荷長(zhǎng)期作用而造成 如車輛上的連接件、彈簧、受壓容器等，即使在不太大的載荷作用下，也能在長(zhǎng)期使用

31、后產(chǎn)生變形、裂紋，最后導(dǎo)致折損。這種損傷的基本特點(diǎn)是載荷比一次短期作用者為小，而且折損的形成過(guò)程是緩慢的。根據(jù)破壞條件可區(qū)分為兩種情況：常溫下的破壞。由于毛坯制造及熱處理引起和材質(zhì)內(nèi)部缺陷，零件表面的加工缺陷(如表面線疵、毛細(xì)裂紋等)導(dǎo)致金屬零件在載荷的長(zhǎng)期作用下產(chǎn)生裂紋，并進(jìn)一步發(fā)展成折損破壞。高溫或低溫下的破壞。在高溫條件下工作，能使金屬腐蝕的速度加快，同時(shí)金屬的金相組織也可能發(fā)生變化，因此使零件的強(qiáng)度下降，產(chǎn)生裂紋而破壞。在低溫下工作的零件，由于有金屬冷脆現(xiàn)象使強(qiáng)度和韌性降低，產(chǎn)生裂紋后而折損破壞。 (3)在長(zhǎng)期的交變載荷作用下形成疲勞破壞 車輛走行部的車輛、彈簧以及底架的各梁件等，在長(zhǎng)

32、期的交變載荷作用下，其損傷形式主要是疲勞裂紋和折損。2、疲勞裂紋和折損的特征與判斷疲勞裂紋和折損的主要特征是：折損斷面有明顯的疲勞區(qū)和最后折損區(qū)。疲勞區(qū)有疲勞裂紋發(fā)生和發(fā)展的痕跡，一般內(nèi)零件表面逐漸向內(nèi)部發(fā)展。疲勞區(qū)的斷面光滑明亮，沒有塑性變形的痕跡。最后折損區(qū)是由于疲勞裂紋發(fā)展后，使零件有效斷面減小，零件內(nèi)的應(yīng)力超過(guò)了材質(zhì)的強(qiáng)度極限，造成零件的斷裂，斷面的形式與一次靜載荷折斷時(shí)的斷口相似。最后折損區(qū)一般有明顯的塑性變形，斷口表面比疲勞區(qū)粗糙。 疲勞區(qū)的形狀和位置與許多因素有關(guān)，其中最主要的因素是：交變應(yīng)力的大小、外載荷的作用位置、零件表面應(yīng)力集中情況等。圖6為圓形試件在各種載荷作用下，疲勞折

33、損斷面中，疲勞區(qū)和最后折損區(qū)的分布情況。圖中陰影部分表示最后折損區(qū)，黑點(diǎn)表示疲勞裂紋的起點(diǎn)，箭頭表示疲勞裂紋的發(fā)展方向。疲勞區(qū)的大小主要與交變應(yīng)力的大小有關(guān)，交變應(yīng)力越小，則疲勞區(qū)越大。但交變載荷的頻率、金居的結(jié)構(gòu)和零件的表面狀態(tài)，對(duì)疲勞區(qū)的大小也有一定的影響。疲勞裂紋除根據(jù)斷面情況的特征來(lái)判斷外，還可由下列因素來(lái)判斷。(1)零件的實(shí)際使用壽命 只有在交變載荷作用次數(shù)達(dá)15白萬(wàn)用次以上時(shí)所出現(xiàn)的裂紋，才屬于疲勞裂紋。(2)零件所受交變應(yīng)力的大小 只有在零件所受的交變載荷而產(chǎn)生的應(yīng)力稍大于或接近于零件材質(zhì)的疲勞極限時(shí)出現(xiàn)的裂紋，才屬于疲勞裂紋。(3)裂紋的位置和形狀 疲勞裂紋一般發(fā)生在零件應(yīng)力集

34、中最嚴(yán)重的部位，其形狀一般在裂紋發(fā)生處為方齒形，繼續(xù)發(fā)展則呈平直光滑面。 3 、車輛零件變形、裂紋和折損的主要原因車輛零件的變形(主要是彎曲變形)，多因局部應(yīng)力超過(guò)零件材質(zhì)的屈服極限，產(chǎn)生塑性變形的結(jié)果。零件變形往往是產(chǎn)生裂紋和折損的先導(dǎo)，因零件發(fā)生變形后，破壞了零件的正常工作條件，零件的受力狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，使應(yīng)力急劇上升，因而造成型紋和折損。車輛零件的裂紋多為疲勞裂紋，引起疲勞裂紋的因素很多，其中應(yīng)力集中是產(chǎn)生疲勞裂紋最主要的原因。因此，應(yīng)著重分折產(chǎn)生應(yīng)力集中的原因，一般將車輛零件產(chǎn)生應(yīng)力集中的原因歸納如下：(1)金屬材料的內(nèi)部缺陷金屬材料在冶煉、澆鑄、鍛壓等過(guò)程中產(chǎn)生的各種內(nèi)部缺陷，對(duì)

35、材質(zhì)強(qiáng)度影響很大，而且這些缺陷又是引起應(yīng)力集中的主要原因。由于這類缺陷一般均深藏在材料的內(nèi)部，檢查時(shí)不易被發(fā)現(xiàn)，是一種危險(xiǎn)性很大的隱患。氣孔及痕跡 在鑄件或輾壓件中都可能有氣孔及其痕跡存在。氣孔周圍的金屬由于吸收了氣泡小的雜質(zhì)，致使硫、磷的含量提高，同時(shí)還可能含有氧化物和硫化物等，使氣孔附近的材質(zhì)硬而脆，在運(yùn)用中極易產(chǎn)生微裂紋而形成應(yīng)力集中，成為疲勞裂紋的起點(diǎn)。內(nèi)部開裂 內(nèi)部開裂是輾軋或鍛壓件中常見的缺陷。內(nèi)部開裂破壞了材料的連續(xù)性，易于產(chǎn)生應(yīng)力集中而成為疲勞裂紋的根源。夾灰 夾灰是冶煉質(zhì)量不高而產(chǎn)生的零件內(nèi)部缺陷。夾灰由硬而脆的物質(zhì)組成，受力后易于開裂，然后在裂紋端部形成橫向疲勞裂紋的起點(diǎn)逐

36、步發(fā)展使整個(gè)斷面破壞。表而脫碳 金屬零件在毛坯制造階段經(jīng)過(guò)多次加熱，使其表層含碳量因氧化而減少，表面失碳后疲勞極限隨之降低，特別是彈簧的表面層正是應(yīng)力最大的位置，表面失碳對(duì)疲勞裂紋的影響更為顯著。(2)零件外形設(shè)計(jì)上的缺陷零件設(shè)計(jì)中因外形尺寸設(shè)計(jì)不合理，也能引起應(yīng)力集中而易于產(chǎn)生疲勞裂紋。如零件外形斷面突然變化較大，以及過(guò)渡圓角半徑較小，對(duì)零件材質(zhì)的疲勞極限會(huì)產(chǎn)生很大的影響。同時(shí)，零件本身尺寸的大小，對(duì)其疲勞強(qiáng)度也有一定的影響。例如：直徑為7.5mm的車軸鋼試件的疲勞極限為22540 Pa而直徑為170 mm的車軸的疲勞極限卻只有11760 Pa。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)直徑從0.7mm增加到50 mm時(shí)

37、，疲勞極限下降幅度不大，但直徑增加到50 mm以上時(shí)，疲勞極限下降很多，而直徑達(dá)到200 mm時(shí)，疲勞極限下降的數(shù)值達(dá)50左右。這就是大尺寸的零件易于出現(xiàn)疲勞裂紋的原因。(3)零件在加工中的表而缺陷零件機(jī)械加工的加工質(zhì)量對(duì)其疲勞強(qiáng)度有直接影響。圖7表示各種加工方法對(duì)零件材質(zhì)疲勞極限的影響程度，圖中縱座標(biāo)表示疲勞極限下降系數(shù)，其中取具有仔細(xì)研磨表而的疲勞極限為1，其他方法加工后的零件的疲勞極限均較低。而且，材質(zhì)強(qiáng)度極限越高，加工方法對(duì)疲勞極限的影響越大，例如疲勞極限為98000-117600 Pa的材料，粗鏇加工后疲勞極限較研磨者下降40。表而粗糙度的深度對(duì)疲勞極限的影響，表示于圖8所舉的實(shí)例。

38、 零件表面機(jī)械加工后留下的刀痕、線疵等均為引起應(yīng)力集中的原因，微觀裂紋也就容易從這些地方產(chǎn)生。因此，一切能使零件表面受到強(qiáng)化的措施，如高頻淬火、鍍鉻、氯化、氰化等都能顯著提高零件材質(zhì)的疲勞極限。其中，氯化的效果最為顯著，氮化能使零件表而產(chǎn)生硬化層，并有殘余壓應(yīng)力存在。壓應(yīng)力能使零件表面晶粒不容易出現(xiàn)塑性變形和剪切位移，從而使疲勞裂紋出現(xiàn)的可能性減小。此外，零件在焊接、鍛壓和熱處理等熱加工中，也會(huì)因脫碳、過(guò)燒、龜裂、未焊透、材質(zhì)硬化，以及褶痕、央渣、氣孔等缺陷，引起應(yīng)力集中而降低共波分強(qiáng)度。(4)因磨損、腐蝕后而產(chǎn)生的裂紋的折損車輛在正常的運(yùn)用中，某些零部件因磨損或腐蝕而削弱其斷面積，因此由于零

39、件的強(qiáng)度不足而產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重者造成折損破壞。金屬腐蝕破壞了零件表而的完整性，形成局部腐蝕坑洼，特別是晶間腐蝕，往往成為裂紋的根源而加速零件的疲勞破壞這種現(xiàn)象又稱為金屬的腐蝕疲勞。(5)因不正常的運(yùn)用而產(chǎn)生的變形、裂紋和折損不正常的運(yùn)用指使用上的不正常與維修工作中的缺點(diǎn)兩個(gè)方面。車輛超載、駝峰調(diào)車時(shí)的碰撞、機(jī)械化裝車時(shí)沖擊過(guò)大，以及用翻車機(jī)卸車時(shí)作業(yè)不良等都屬于運(yùn)用不當(dāng)，這些缺點(diǎn)都足以引起車輛零部件的裂損。車輛日常維修工作質(zhì)量不高，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除運(yùn)用中的不良技術(shù)狀態(tài)，經(jīng)常是一系列裂紋或折損事故的原因。例如，對(duì)發(fā)熱的軸箱未能及時(shí)處理，可能導(dǎo)致斷軸事故；車軸上的缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)也可能使裂紋擴(kuò)大而斷

40、軸。車輛零件的裂紋和折損，除上述原因之外，冬季在寒冷地區(qū)運(yùn)用的車輛，因鋼的冷脆性而斷裂的零件時(shí)有發(fā)生，故冬季應(yīng)特別注意加強(qiáng)檢查，防止發(fā)生重大事故。4、防止車輛零件斷裂的措施車輛零件斷裂的主要原因是零件存在應(yīng)力集中、材質(zhì)缺陷和加工處理方法不當(dāng)?shù)取榉乐管囕v零件發(fā)生斷裂，在車輛修理中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)格，并著重從以下幾個(gè)方面保證零件質(zhì)量。1. 注意零件外形，防止應(yīng)力集中。零件的斷面不可驟然改變尺寸。如螺栓頭與桿部過(guò)渡處，螺紋根部和軸的肩部應(yīng)有圓角并符合規(guī)定的半徑。零件焊后加的補(bǔ)強(qiáng)板尺寸應(yīng)符合要求，補(bǔ)強(qiáng)板兩端做成斜邊等。2.注意零件表面加工質(zhì)量，消除表面缺陷。零件表面進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，應(yīng)符合規(guī)定的表面粗

41、糙度。對(duì)零件表面的缺陷，如碰傷、鍛造皺紋等須及時(shí)消除，缺陷消除時(shí)，表面凹陷的深度須嚴(yán)格控制，周邊的棱角要消除，使之平滑過(guò)渡。焊縫的尺度應(yīng)一致，消除咬邊、缺肉及未焊透等現(xiàn)象。3.正確掌握零件熱修的規(guī)范，消除零件的殘余內(nèi)應(yīng)力。零件在熱修時(shí)要嚴(yán)格按照工藝規(guī)程控制加熱溫度、加熱速度和冷卻速度，以免造成材質(zhì)缺陷和產(chǎn)生過(guò)大內(nèi)應(yīng)力。焊修形狀復(fù)雜和剛度大的零件時(shí)，為避免產(chǎn)生過(guò)大內(nèi)應(yīng)力，一般要焊前預(yù)熱和焊后正火處理。（四）、掌握車輛每件損傷規(guī)律的基本方法為了合理地制訂車輛檢修制度，正確地確定車輛零部件的檢修限度，必須充分掌握車輛零部件的損傷規(guī)律。分析研究車輛零件的損傷規(guī)律時(shí)，應(yīng)采用科學(xué)的方法，即從實(shí)際出發(fā)和實(shí)事

42、求是的態(tài)度進(jìn)行認(rèn)真地調(diào)查，掌握大量的零件損傷的資料，才能總結(jié)出損傷的規(guī)律性。1、方法的種類分析研究零件損傷規(guī)律的方法，一般情況下有下列幾種：調(diào)查統(tǒng)計(jì)法：這是應(yīng)用最廣的方法；典型分析法：適用于對(duì)典型損傷情況進(jìn)行個(gè)別研究，包括實(shí)驗(yàn)室分析等；模擬試驗(yàn)法：一般用于確定某一因素對(duì)損傷發(fā)展的影響，即在其他因素保持不變的條件下，改變其中的某一因素，以便找出該因素對(duì)零件工作狀態(tài)的影響。其中，以調(diào)查統(tǒng)計(jì)法應(yīng)用最廣。2、調(diào)查統(tǒng)計(jì)法調(diào)查統(tǒng)計(jì)法的主要步驟包括系統(tǒng)調(diào)查、數(shù)學(xué)整理和繪制統(tǒng)計(jì)尺寸分布曲線。（1）系統(tǒng)調(diào)查例如，當(dāng)研究車輛上某一零件的磨損規(guī)律時(shí)，應(yīng)對(duì)所考慮的尺寸進(jìn)行多次測(cè)量，即車輛每走行若干公里后測(cè)量一次實(shí)際尺

43、寸。尺寸測(cè)量應(yīng)按一定次序并填寫在一定的表格內(nèi)。對(duì)每一尺寸的測(cè)量次數(shù)，必須符合統(tǒng)計(jì)學(xué)的要求（不小于200次），然后才可對(duì)測(cè)得的尺寸進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)整理。（2）數(shù)學(xué)整理主要是綜合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，求出其平均值與均方根值。以調(diào)查尺寸的變化規(guī)律為例，平均值與均方根值的求法如下。設(shè)為所測(cè)得的最大尺寸；為所測(cè)得的最小尺寸；為與之間尺寸分布區(qū)的等分?jǐn)?shù)（數(shù)目不宜過(guò)大，取單數(shù)）。再取每一等分區(qū)的中點(diǎn)為該尺寸的代表值，并根據(jù)每區(qū)中所包含的尺寸數(shù)計(jì)算每區(qū)尺寸所占的百分比值： (1-5)式中 第“”區(qū)尺寸的數(shù)目；測(cè)量的總次數(shù)，則。這時(shí)所測(cè)尺寸的算術(shù)平均值和均方根值可按下式計(jì)算： (1-6)(1-7) （3）繪制統(tǒng)計(jì)尺寸分布曲線

44、1-理論分布曲線；2-矩形圖；3-折線圖圖1-5 尺寸分布曲線將統(tǒng)計(jì)尺寸經(jīng)數(shù)學(xué)整理后，可繪成如圖1-5的分布曲線。分布曲線分為理論分布曲線和實(shí)際分布曲線兩類。實(shí)際分布曲線又可分為折線圖和矩形圖，表示所測(cè)得的實(shí)際尺寸的分布情況。當(dāng)測(cè)量次數(shù)越多時(shí)，實(shí)際尺寸分布曲線越接近于理論分布曲線，若實(shí)際測(cè)量次數(shù)趨于無(wú)窮大時(shí)，則實(shí)際尺寸分布曲線就應(yīng)與理論分布曲線相重合。根據(jù)統(tǒng)計(jì)測(cè)量結(jié)果，經(jīng)數(shù)學(xué)整理后，可知理論分布曲線的規(guī)律是正態(tài)分布曲線（也叫高斯曲線）。即： (1-8)因此，當(dāng)研究零部件的損傷規(guī)律時(shí)，實(shí)際的尺寸測(cè)量次數(shù)一定要大于統(tǒng)計(jì)學(xué)要求的最低限度，這樣測(cè)量后求得的X值和值才能符合實(shí)際情況。把實(shí)際尺寸分布曲線與

45、理論分布曲線相對(duì)照后，就可判斷實(shí)際測(cè)量統(tǒng)計(jì)的可靠性。每種損傷都有自己的特點(diǎn)和規(guī)律，因此在研究損傷規(guī)律時(shí)所需考查的數(shù)據(jù)各不相同，但所進(jìn)行的調(diào)查統(tǒng)計(jì)的基本方法則是相同的，只是根據(jù)不同的損傷形式，確定其不同的調(diào)查統(tǒng)計(jì)的尺寸部位和測(cè)量方法。二、車輛零件修理方法及分類車輛零件修理的目的是消除損傷，恢復(fù)其原有性能。修理工藝直接關(guān)系到零件修理的質(zhì)量、效率和成本，而修理方法是決定修理工藝的重要問(wèn)題。修理方法主要是根據(jù)零件的損傷形式和零件的特點(diǎn)來(lái)選擇的。一種損傷形式可以用多種方法來(lái)修理，而一種修理方法又能修復(fù)多種損傷。每種修理方法可使零件的技術(shù)狀態(tài)獲得一定特點(diǎn)，每種修理方法也有一定的操作規(guī)范。因此，應(yīng)了解常用的

46、修理方法。（一）各種損傷的修理方法（1）改變公稱尺寸的修理即只對(duì)零件的幾何形狀和表面質(zhì)量進(jìn)行加工，配合的正常工作條件通過(guò)選配來(lái)解決。例如滑動(dòng)軸承的車軸軸頸磨傷，可以在允許的限度內(nèi)旋修，再重新選配軸瓦來(lái)解決它們的配合問(wèn)題。（2）恢復(fù)原公稱尺寸的修理這種方法可使磨耗零件既恢復(fù)表面質(zhì)量、幾何形狀，又恢復(fù)了原公稱尺寸，使裝配工作更為方便。例如堆焊、鑲套、重新澆鑄白合金等均屬于這種方法。在采用這種方法時(shí)，必須考慮對(duì)零件強(qiáng)度的影響及經(jīng)濟(jì)性。2. 腐蝕的修理 （1）恢復(fù)零件的強(qiáng)度由于腐蝕使零件的厚度減小，結(jié)構(gòu)變?nèi)?。因此腐蝕深度過(guò)限時(shí)，必須進(jìn)行除銹堆焊、截?fù)Q或加焊補(bǔ)強(qiáng)板，以恢復(fù)零件的強(qiáng)度。（2）恢復(fù)防腐保護(hù)層

47、防腐層的破壞是零件腐蝕的第一步。當(dāng)防腐層被破壞或零件表層受到輕微腐蝕時(shí)，要徹底除銹后，重新建立防腐保護(hù)層。3. 裂紋的修理裂紋的修理首先是要發(fā)現(xiàn)裂紋。有許多零件的裂紋很小，不易發(fā)現(xiàn)，因此對(duì)于一些重要零件要進(jìn)行探傷檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裂紋，進(jìn)行處理，防止事故的發(fā)生。裂紋的修理要根據(jù)零件的重要性、裂紋的深度、長(zhǎng)度等，采用鏟、旋、磨等方法消除裂紋，或用焊修和補(bǔ)強(qiáng)等方法彌補(bǔ)裂損件。重要零件的橫裂紋，或一般零件的裂紋太長(zhǎng)、太深時(shí)，應(yīng)予以報(bào)廢。4. 彎曲變形的修理變形常因零件的強(qiáng)度不足或受到腐蝕后強(qiáng)度下降而造成的。變形一般用調(diào)直法修理，并視具體情況進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。5. 配合松弛的修理螺栓連接件、鉚接件松弛，廠、段修時(shí)

48、須重新組裝，對(duì)于靜配合件，如車輪與車軸，發(fā)現(xiàn)松弛時(shí)必須分解，重新選配零件組裝。（二）零件修理方法分類車輛零件常用的修理方法有以下幾類：1. 熔焊修理它可以焊補(bǔ)零件裂紋，也可以堆焊零件的磨耗和腐蝕，恢復(fù)零件的外形、尺寸和強(qiáng)度，在車輛修理中廣為采用。焊接修理有電焊、氣焊兩種，一般多采用電焊。氣焊主要用于預(yù)熱工件，以便于控制溫度；還適宜焊修有色金屬、鑄鐵件及薄鋼板等。焊修時(shí)的高溫會(huì)影響零件的組織結(jié)構(gòu)，而且焊縫內(nèi)部缺陷不易發(fā)現(xiàn)，對(duì)于重要零件的焊修應(yīng)嚴(yán)格控制焊接缺陷。為保證焊接的質(zhì)量應(yīng)采取以下措施：一是焊前將焊縫附近的有害物質(zhì)清理干凈，按規(guī)定方法鏟坡口，徹底鏟除氧化物，露出金屬本色；二是在裂紋末端鉆截孔

49、，防止裂紋擴(kuò)展；三是對(duì)形狀復(fù)雜、剛度大的鋼件，應(yīng)焊前預(yù)熱，以減少工件焊縫與附近部分過(guò)大的溫差；四是要選擇好焊條種類、直徑和焊接電流；五是焊接過(guò)程中要避免斷?。涣菍?duì)于形狀復(fù)雜、剛度大的零件，焊后要進(jìn)行熱處理。此外還應(yīng)考慮采取措施防止零件焊修變形和減少內(nèi)應(yīng)力。它用于修理鉚釘松弛承受較大沖擊力的連接件和不宜焊修的零件。鉚接接頭沖擊韌性好，而且便于檢查接頭質(zhì)量。但鉚工修理需要補(bǔ)強(qiáng)板下料、劃線、鉆孔和鉚接等工序，較費(fèi)工時(shí)，使用材料也多。目前車輛鉚接修理處所逐步減少，只剩一些承受較大沖擊力的零件采用鉚接修理。3. 機(jī)械加工修理它可以使零件達(dá)到要求的表面粗糙度和精度。如車輪踏面磨耗后恢復(fù)踏面的標(biāo)準(zhǔn)外形，零

50、件堆焊后要加工平整，銷孔鑲套的擴(kuò)孔等都需要機(jī)械加工修理。一般根據(jù)零件的外形特點(diǎn)及表面質(zhì)量的技術(shù)要求，選用機(jī)床和工具，盡量使用通用設(shè)備。大批量的零件修理可采用專用機(jī)床以提高生產(chǎn)效率。4. 鉗工修理車輛的分解、檢查，零件的更換選配、組裝等都需要鉗工修理。車輛修理部門的主要工種是車輛鉗工。鉗工修理還可進(jìn)行劃線、研磨、鏟削等工作，使零件達(dá)到互相配合的要求。5. 鍛工及熱處理用它修理彈簧衰弱及車輛零件變形，或使金屬零件改善性能。如車鉤彎曲的調(diào)修，車鉤焊后的正火，各種圓銷及銷套的滲碳硬化等都屬于這類修理。6. 調(diào)直修理調(diào)直修理主要是恢復(fù)車輛零件的變形。調(diào)修的方法有# 種：一種是冷調(diào)法（機(jī)械矯正），另一種叫

51、做熱變形法（火焰矯正），第三種是熱調(diào)法（熱矯正）。為了提高調(diào)修的效率和質(zhì)量，常采用一些專門的調(diào)修設(shè)備。7. 金屬的電鍍、噴鍍和刷鍍電鍍主要是修理車輛內(nèi)部零件的裝飾性保護(hù)層和比較精密零件的磨耗。噴鍍、刷鍍適合修復(fù)車軸軸頸等處的磨損，是有發(fā)展前途的新技術(shù)。8. 澆鑄耐磨白合金指滑動(dòng)軸承車軸的軸瓦澆掛白合金，隨著滑動(dòng)軸承車軸逐步減少，這種修理也將停止。9. 木工用于修理車輛的木結(jié)構(gòu)部分和木制內(nèi)部設(shè)備。10. 油漆工用于對(duì)修理過(guò)的某些零件刷油漆，起防腐蝕及裝飾的作用。第二節(jié) 車輛檢修制度目前，我國(guó)鐵路機(jī)車車輛檢修制度是實(shí)行在計(jì)劃預(yù)防修框架內(nèi)的狀態(tài)修，鐵路貨車檢修修程的設(shè)置是當(dāng)前修程修制改革的核心。因此

52、，要建立起科學(xué)、合理、完整、經(jīng)濟(jì)的貨車檢修制度和檢修體系，修程的設(shè)置就要以有利于提高貨車的可靠性、安全性，有利于提高貨車的整體技術(shù)水平，有利于提高宏觀經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，有利于提高車輛的使用效率和延長(zhǎng)其實(shí)際使用壽命，有利于更好地為運(yùn)輸服務(wù)為基本原則。檢修修程的設(shè)置主要考慮的因素是檢修范圍和檢修周期，即每級(jí)修程需檢查修理的項(xiàng)目和方式，以及檢查修理該項(xiàng)目的間隔時(shí)間或里程。通過(guò)合理的修程設(shè)置對(duì)車輛進(jìn)行維護(hù)，使其滿足鐵路運(yùn)輸?shù)囊蟆Ｒ?、鐵路機(jī)車車輛檢修制度設(shè)置鐵路機(jī)車車輛檢修制度是指在車輛檢修發(fā)展過(guò)程中形成的一系列被制定出來(lái)的車輛檢修規(guī)則、秩序和規(guī)范，受車輛檢修從業(yè)人員共同遵守，約束著車輛檢修從業(yè)人員

53、的行為。它可以不斷發(fā)展演化，也可以被重新建構(gòu)。縱觀鐵路機(jī)車車輛檢修制度的發(fā)展，檢修制度的設(shè)立是伴隨著社會(huì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和鐵路運(yùn)輸需求的發(fā)展而變化的，檢修修程經(jīng)歷了從無(wú)到有，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從頻繁到科學(xué)合理的過(guò)程。究其制約因素的核心是車輛的技術(shù)結(jié)構(gòu)、材料特性、制造工藝、檢查修理技術(shù)、可靠性程度以及經(jīng)濟(jì)成本的構(gòu)成和核算方式。首先它離不開理論的發(fā)展，同時(shí)又推動(dòng)了理論的發(fā)展。1 機(jī)車車輛維修理論發(fā)展機(jī)車車輛維修理論的發(fā)展進(jìn)程是隨著維修實(shí)踐的發(fā)展和需要而發(fā)展起來(lái)的。維修理論的發(fā)展進(jìn)程大致可以分為3個(gè)階段，即事后維修階段、以磨損理論為基礎(chǔ)的維修階段和以可靠性為中心的維修階段(如圖1-1所示)。這3個(gè)階段不是截然

54、分開的，它們是相互重疊、彼此聯(lián)系的。這個(gè)階段大致從出現(xiàn)技術(shù)裝備開始到20世紀(jì)40年代中期。當(dāng)時(shí)裝備比較簡(jiǎn)單，機(jī)械化程度不高，可以通過(guò)眼看、耳聽、手摸等直觀判斷來(lái)發(fā)現(xiàn)和排除故障。由于生產(chǎn)率低，裝備停時(shí)的影響也不是很大。而且當(dāng)時(shí)裝備大多數(shù)的設(shè)計(jì)余量很大，使用比較可靠，不易發(fā)生故障。因此一般在維修中采用事后維修的方式，裝備“不壞不修，壞了再修?！比粘３撕?jiǎn)單的清掃、潤(rùn)滑等維護(hù)工作以外，很少進(jìn)行系統(tǒng)的維修，只是憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)排除故障，因此維修不被認(rèn)為是什么學(xué)問(wèn)，只是一門技藝。所以此階段的維修領(lǐng)域中沒有系統(tǒng)的維修理論，只有一些相關(guān)的維修概念。圖1-1 機(jī)車車輛維修理論的發(fā)展這個(gè)階段是以磨損理論為基礎(chǔ)的，時(shí)間大

55、概從20世紀(jì)40年代中期到60年代中期。在此階段中的技術(shù)裝備基本上屬于機(jī)械裝備，因此裝備出現(xiàn)的故障大多數(shù)是磨損類型的機(jī)械故障，也就是說(shuō)裝備的可靠性是隨工作時(shí)間的增加而下降的。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，事后維修的思想發(fā)生了明顯的變化。特別是第二次世界大戰(zhàn)期間，由于對(duì)物資的需求急劇增長(zhǎng)，而勞動(dòng)力卻銳減，這就導(dǎo)致了裝備機(jī)械化程度的提高。到了50年代，這種機(jī)械化程度高的裝備數(shù)量更多、更復(fù)雜，生產(chǎn)力大為提高。隨著生產(chǎn)對(duì)這些裝備依賴性的增長(zhǎng)，停機(jī)就變成了至關(guān)重要的問(wèn)題。為了預(yù)防故障的發(fā)生，逐漸形成了計(jì)劃預(yù)防性維修的概念。也就是在裝備機(jī)件磨損到限以前按照時(shí)間計(jì)劃進(jìn)行維修。盡管美國(guó)、前蘇聯(lián)早在20世紀(jì)20年代就實(shí)行了

56、預(yù)防性的定時(shí)維修，但直到20世紀(jì)50年代計(jì)劃預(yù)防修制度才逐漸成熟。計(jì)劃預(yù)防維修體制是按照計(jì)劃對(duì)裝備進(jìn)行分解檢查、更換翻修。這種維修與事后維修相比，顯然在防止故障、減少停時(shí)、提高效益等方面有較大的優(yōu)越性，因此相繼被各國(guó)采用，成為技術(shù)裝備維修中占統(tǒng)治地位的手段。我國(guó)工業(yè)從第一個(gè)五年計(jì)劃開始也從前蘇聯(lián)引進(jìn)了這種維修體系，機(jī)車車輛也不例外，從蒸汽機(jī)車開始直至今天的內(nèi)、電機(jī)車一直采用這種計(jì)劃預(yù)防修的維修體制。在這種“以預(yù)防為主”的維修思想指導(dǎo)下，預(yù)防維修實(shí)踐的促進(jìn)下，產(chǎn)生和形成了一套以磨損理論為基礎(chǔ)的維修理論體系。這種傳統(tǒng)的計(jì)劃預(yù)防修的維修理論具有如下的特點(diǎn)：（1）認(rèn)為裝備的每個(gè)機(jī)件工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生磨損，

57、從而引起故障。由于磨損是隨工作時(shí)間而加劇，因此每個(gè)機(jī)件的可靠性與時(shí)間有關(guān)。（2）裝備的故障率變化按照浴盆曲線(圖1-2)的規(guī)律，即機(jī)件故障率作為時(shí)間的函數(shù)分為3個(gè)階段：產(chǎn)品剛剛投入使用故障率較高的早期故障期；故障率低平的偶然故障期；磨損到限故障率激增的耗損故障期。圖1-2 故障率變化浴盆曲線（3）由于把機(jī)件磨損或故障作為時(shí)間的函數(shù)，因此定時(shí)維修、拆卸分解就成為這種維修的主要方法，具體實(shí)施可以概括為：“定期檢查、按時(shí)保養(yǎng)、計(jì)劃修理”。（4）計(jì)劃預(yù)防修的關(guān)鍵是確定裝備及其主要零部件的檢修周期，合理劃分維修等級(jí)及維修周期結(jié)構(gòu)，制訂維修規(guī)程與規(guī)范。裝備維修時(shí)間是以故障率曲線(浴盆曲線)中耗損故障期始點(diǎn)

58、(即偶然故障期終點(diǎn))來(lái)確定的。1.3 近代維修理論這個(gè)階段是近代維修理論產(chǎn)生、發(fā)展的時(shí)代，時(shí)間大致從20世紀(jì)60年代開始，至今仍在充實(shí)發(fā)展之中。近代科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，高新技術(shù)迅猛的發(fā)展，使技術(shù)裝備越來(lái)越復(fù)雜，它們不再是單一的機(jī)械化產(chǎn)品，而是集機(jī)械化、電子化、控制與信息化于一身的高科技產(chǎn)品。機(jī)車車輛在鐵路高速、重載的要求下，也從原來(lái)的機(jī)械產(chǎn)品(例如蒸汽機(jī)車)逐漸轉(zhuǎn)變成高科技產(chǎn)品(例如高速列車)。此外，近代科學(xué)理論的發(fā)展，新興學(xué)科的出現(xiàn)，特別是可靠性工程、維修性工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、故障診斷技術(shù)、斷裂力學(xué)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)、工業(yè)管理學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)理論為維修理論的形成與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，如今維修

59、理論在這些近代科學(xué)理論的基礎(chǔ)上已經(jīng)形成了一門嶄新的綜合性學(xué)科，用來(lái)指導(dǎo)裝備的維修實(shí)踐，以獲得最佳的維修效益，保證裝備運(yùn)用的可靠性與安全性。2 檢修制度的設(shè)置根據(jù)維修理論的發(fā)展，檢修制度的設(shè)置主要有三種模式，一是較為原始的無(wú)計(jì)劃狀態(tài)修，這種設(shè)置的修程是以密集的檢修能力和頻繁的檢查為依托，無(wú)序地組織檢查修理。二是較為傳統(tǒng)的預(yù)防性計(jì)劃修，這種設(shè)置的修程是將達(dá)到規(guī)定的時(shí)間或里程的車輛暫時(shí)停止使用，在規(guī)定的地點(diǎn)按本級(jí)修程規(guī)定的范圍檢查修理。三是較為科學(xué)的計(jì)劃性換件修（狀態(tài)修），這種設(shè)置的修程是以計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)和管理為依據(jù)，按主要零部件使用壽命停止使用車輛，在規(guī)定的地點(diǎn)更換相關(guān)零部件。計(jì)劃修是指首先摸清車

60、輛主要零部件的損傷規(guī)律，然后確定其使用期限，再在此基礎(chǔ)上確定合理的檢修循環(huán)結(jié)構(gòu)和檢修周期，使車輛零部件在運(yùn)用中產(chǎn)生的損傷尚未達(dá)到極限、發(fā)生故障之前就對(duì)車輛進(jìn)行修理，消除缺陷和隱患，預(yù)防車輛故障發(fā)生的一種修理模式。計(jì)劃修包括定期檢修和日常保養(yǎng)。定期檢修是指車輛每運(yùn)用一定時(shí)間(或里程)對(duì)車輛的全部或部分零件進(jìn)行一定程度的檢修；日常保養(yǎng)是車輛在運(yùn)用中對(duì)易損零件和由于特殊情況造成的故障進(jìn)行維修。這種修理模式的修理作業(yè)是定期的，修理范圍一旦確定一般是固定的，其修理所需設(shè)備和工裝也相對(duì)較固定，無(wú)需做大的變更或增減，全年的任務(wù)是可以計(jì)算出來(lái)的，可以提前準(zhǔn)備檢修所需的材料、零件、設(shè)備及人力。計(jì)劃修是對(duì)某一特定