轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)及常見故障分析

轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)及常見故障分析(08-3209-32)目錄第一節(jié)：轉(zhuǎn)向架的作用第二節(jié)：轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)要求第三節(jié)：轉(zhuǎn)向架的組成及特點第四節(jié)：車架和轉(zhuǎn)向架連接裝置的常見故障與分析第五節(jié)：轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的常見故障與分析第六節(jié)：彈簧減震裝置的常見故障與分析第七節(jié)：驅(qū)動機構(gòu)的常見故障與分析第八節(jié)：基礎(chǔ)制動裝置的常見故障與分析第一節(jié)：轉(zhuǎn)向架的作用\o"查看圖片"

轉(zhuǎn)向架是承載車體重量和傳遞走行動力的導向部件，是大型養(yǎng)路機械的重要組成部分，其主要作用如下：1）承載車體重量轉(zhuǎn)向架作為一個獨立的走行裝置，它直接支撐車體，承受和傳遞車架以上各部分（車體，車架，動力傳遞裝置及作業(yè)裝置等）的重量；2）傳遞走行動力把輪軌接觸處產(chǎn)生的輪軸牽引力，以及通過曲線時輪軌之間的橫向作用力傳至轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，經(jīng)過減震環(huán)節(jié)再傳向車體，同時，轉(zhuǎn)向架引導車輛在線路上運行；3）曲線通過轉(zhuǎn)向架可相對車體回轉(zhuǎn)，其固定軸距也較小，故能使車輛順利通過半徑較小的曲線，并大大減少車輛的運行阻力。4）提高車輛的運行平穩(wěn)性轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)要便于彈簧減振裝置的安裝，使之具有良好的減振特性，以緩和車輛和線路之間的相互作用，減小振動和沖擊，使車體在各振動方向上的位移量減小，提高車輛運行平穩(wěn)性和安全性。5）保證必要的粘著力和制動力充分利用輪軌之間的粘著，傳遞牽引力和制動力，放大制動缸所產(chǎn)生的制動力，使車輛具有良好的制動效果，以保證在規(guī)定的距離之內(nèi)停車。6）便于檢修轉(zhuǎn)向架是車輛的一個獨立部件，在轉(zhuǎn)向架于車體之間盡可能減少聯(lián)接件。易于從車輛底架下推進，推出，便于檢修，有利于勞動條件的改善和檢修質(zhì)量的提高。轉(zhuǎn)向架的主要技術(shù)要求轉(zhuǎn)向架是大型養(yǎng)路機械的主要組成部分之一，它用來傳遞車輛的各種載荷，并利用輪軌間的粘著作用保證牽引力的產(chǎn)生。轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)性能的好壞，直接影響大型路養(yǎng)機械的牽引能力、運行品質(zhì)、輪軌磨耗和運行安全。轉(zhuǎn)向架應具有的技術(shù)要求是：強度和剛度轉(zhuǎn)向架各部分必須保證足夠的強度和剛度，特別是轉(zhuǎn)向架構(gòu)架對剛度的要求較高，因為它是轉(zhuǎn)向架的基礎(chǔ)，若剛度不足，會影響轉(zhuǎn)向架各部分之間的相對位置。運行橫向穩(wěn)定性在直線地段運行，應有良好的橫向穩(wěn)定性，也即大型養(yǎng)路機械達到最高運行時速時，絕不容許發(fā)生蛇行失穩(wěn)。若發(fā)生劇烈蛇行，會產(chǎn)生很大的橫向輪軌作用力，造成車軸軸承過熱及對線路的破壞，同時影響橫向運行品質(zhì)和運行安全。運行平穩(wěn)性運行平穩(wěn)性表示人所感覺到的運行品質(zhì)，即通常說的舒適度。運行平穩(wěn)性就表示舒適度，容易使人疲勞，降低機組人員作業(yè)的熟練程度。因此，對于大型養(yǎng)路機械轉(zhuǎn)向架的垂向與橫向振動，都有明確的限度要求。曲線通過性能轉(zhuǎn)向架的曲線通過性能，關(guān)系到大型養(yǎng)路機械通過小半徑曲線時的脫軌安全性，以及輪緣與曲線軌側(cè)的磨耗程度，因此，應盡可能提高轉(zhuǎn)向架的曲線通過性能。對線路的動力作用輪軌之間的靜載荷并不會產(chǎn)生危害，重要的是大型養(yǎng)路機械運行時產(chǎn)生的動載荷將會危及行車安全性。輪對作用于線路的動作用力隨車速的增高而增高，過大的動力作用會加速線路的損壞甚至影響行車安全。為了降低輪軌之間的作用力，要注意盡可能減小簧下質(zhì)量，改善轉(zhuǎn)向架的橫向穩(wěn)定性和曲線通過性能。保證最佳的黏著條件保證最佳的粘著條件，軸重轉(zhuǎn)移盡量小，以滿足提高大型養(yǎng)路機械牽引力的要求。結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，維修量少要求轉(zhuǎn)向架各部分在保證運用可靠的前提下，結(jié)構(gòu)應力求簡單，材質(zhì)盡可能統(tǒng)一，以利于制造，方便檢修。如采用無磨耗及不需維修的結(jié)構(gòu)形式，就可以減少維修工作量，并延長兩次維修間的運行里程。第三節(jié)轉(zhuǎn)向架的組成及特點搗固車的轉(zhuǎn)向架不同于其它客車、貨車、機車轉(zhuǎn)向架，它是專門為大型養(yǎng)路機械設計的轉(zhuǎn)向架，它有轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、與車軸連接的橡膠彈簧及液壓減震器、輪對及軸箱、中心銷、旁承、液壓支撐、基礎(chǔ)制動裝置（主動轉(zhuǎn)向架上還裝有車軸齒輪箱、過橋傳動軸）等組成，有的轉(zhuǎn)向架還裝有排障器等。在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架左右側(cè)梁上裝有平面摩擦式旁承，構(gòu)架橫梁中部有中心銷，中心銷是通過關(guān)節(jié)軸承裝在橫梁上的，中心銷上部插入車架上的孔中，并用螺栓和壓蓋固定。所以車體在通過曲線時可以左右擺動，車體的全部重量通過中心銷傳遞給轉(zhuǎn)向架。輪對及軸箱是通過兩個V形橡膠減震彈簧安裝在構(gòu)架的導框內(nèi)的。為了減小運行時的振動力，在軸箱與構(gòu)架之間裝有液壓減振器。在搗固作業(yè)時為了保證軌道檢測精度，車架與轉(zhuǎn)向架之間要保持相對固定，故在軸箱與構(gòu)架之間、構(gòu)架與車架之間裝有液壓支撐(09-32還增加了鎖緊油缸)裝置。5)轉(zhuǎn)向架采用滾動軸承軸箱，以利減少車輛起動阻力和運行阻力，適應較高速度運行，并可減少燃軸事故。6)應用磨耗型踏面車輪，可減輕輪軌間的磨耗，提高轉(zhuǎn)向架的曲線通過性能。7)以中心銷和旁承作為轉(zhuǎn)向架和車架的連接裝置。中心銷起傳遞牽引力和承受橫向載荷的作用，同時與旁承一起承受車架的垂向載荷；旁承用以保證車輛順利通過曲線，同時還具有二系垂向減振作用。8)采用常接觸彈性旁承結(jié)構(gòu)，不僅承擔一部分垂向載荷，而且可以給運行中的轉(zhuǎn)向架提供一定大小的回轉(zhuǎn)阻力矩，以提高轉(zhuǎn)向架蛇行運動得臨界速度及曲線通過性能。9)車軸上設有車軸齒輪箱，起減速并傳遞走行動力的作用。10)液壓支撐及鎖緊油缸保證了搗固車必需的檢測精度。11)轉(zhuǎn)向架的零部件、緊固件少，軸箱與構(gòu)架間沒有摩擦面，不存在磨耗，無需潤滑，結(jié)構(gòu)比較簡單，故障較少，檢修比較方便。12)吊掛式基礎(chǔ)制動裝置擺動較大，各軸套磨耗較嚴重，閘瓦偏磨較多。（缺點）第四節(jié)車架和轉(zhuǎn)向架連接裝置的常見故障與分析一．中心銷中心銷的損傷主要有裂紋、磨耗由于中心銷承受較大的牽引力和垂直載荷，易于在應力集中處產(chǎn)生裂紋，嚴重影響行車安全，因此，必須對中心銷進行定期探傷檢查。中心銷的關(guān)節(jié)軸承使轉(zhuǎn)向架能相對于車架轉(zhuǎn)動，長期使用后，將造成關(guān)節(jié)軸承磨動面的磨耗。二．旁承旁承有兩種結(jié)構(gòu)形式，其故障的形式也不相同。橡膠減震平面摩擦式旁承的損傷主要是摩擦板的磨耗和橡膠減震彈簧因老化、變形引起的彈性衰弱。09-32圓簧彈簧旁承，因要承擔車體的垂直載荷，它的摩擦板的磨耗、圓形彈簧是否有裂紋、液壓減振器是否失效都是檢查的重點。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的常見故障與分析轉(zhuǎn)向架構(gòu)架承受并傳遞車體的垂直載荷及縱、橫向作用力，經(jīng)過輪對傳給鋼軌，它是轉(zhuǎn)向架受力最大的部件。轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的主要損傷形式有裂紋、彎曲變形和磨耗。轉(zhuǎn)向架的架構(gòu)采用焊接架構(gòu)，由于焊接工藝、結(jié)構(gòu)設計和運用等方面的原因，易于在彎角處、吊座耳孔處、原有焊縫缺陷處等受力較大部位產(chǎn)生集中應力，在往復動載荷作用下就易于出現(xiàn)裂紋。1.產(chǎn)生構(gòu)架裂紋的主要原因有：⑴架構(gòu)彎角處斷面尺寸的突然變化，易產(chǎn)生應力集中而出現(xiàn)裂紋。⑵由于焊接工藝不良產(chǎn)生內(nèi)應力而出現(xiàn)裂紋。⑶有焊接缺陷，如氣孔、砂眼、加渣等，減弱了斷面強度，產(chǎn)生局部應力過大而出現(xiàn)裂紋。⑷焊接工藝不當，如未焊接、產(chǎn)生氣孔、夾咬邊等缺陷，加之焊修前、后熱處理不當，在焊修處易發(fā)生脆裂。⑸構(gòu)架上受力較大部位，側(cè)梁導框、中心銷邊緣易出現(xiàn)裂紋。裂紋的檢查方法，一般為目視外觀檢查，觀察易發(fā)生裂紋處有無銹線或在油垢處有無細線，也可借助手電筒光線與被檢查處成斜交照射來發(fā)現(xiàn)。對不易辨認的可疑跡象，可用乙炔焰烘烤的辦法來判斷，若被烤出呈現(xiàn)明顯的縫隙則為裂紋。2.產(chǎn)生磨耗的主要原因有：架構(gòu)的磨耗主要發(fā)生在制動梁吊座耳孔、支桿吊座耳孔處、側(cè)梁導槽的接觸面等處。磨耗的檢查方法，一般用目視外觀檢查即可，但也可用樣板尺測量磨耗的深度，以確定磨耗的具體尺寸。3.產(chǎn)生彎曲變形的主要原因有：架構(gòu)彎曲變形有垂直彎曲變形（扭曲）和水平彎曲變形（翹曲）兩種形式。架構(gòu)垂直彎曲的原因多是由于架構(gòu)受水平?jīng)_擊使側(cè)梁變形引起；水平彎曲則是架構(gòu)受到較大的垂直載荷或由于焊接是產(chǎn)生的內(nèi)應力隨著時間的推移而引起永久性變形所致。彎曲變形的檢查方法，應在平臺上用量具進行測量，以判斷架構(gòu)彎曲變形的程度。第六節(jié)彈簧減震裝置的常見故障與分析金屬橡膠彈簧金屬橡膠彈簧既承受和傳遞垂向、縱向及橫向載荷，又緩和車輛的振動與沖擊，因此，金屬橡膠彈簧的狀態(tài)對轉(zhuǎn)向架的性能影響甚大。金屬橡膠彈簧的損傷形式主要是橡膠的老化。橡膠彈簧生產(chǎn)出來半年后，橡膠就逐漸開始老化，靜態(tài)撓度也逐漸減小，嚴重者表現(xiàn)為橡膠塊龜裂、明顯變形、與金屬板間粘接脫離等癥狀，此時，金屬橡膠彈簧就必須更換。二、金屬螺旋彈簧金屬螺旋圓柱彈簧不僅能緩和運行中產(chǎn)生的振動和沖擊。還能承受和傳遞載荷，從而可以減輕車輛各部件及鋼軌的損傷，使車輛在線路上平穩(wěn)運行。如若彈簧發(fā)生了故障，輕者失去緩和車輛振動的作用，重者會造成車體傾斜影響行車安全，甚至引起車輛顛覆事故。因此，對彈簧認真檢查，發(fā)現(xiàn)事故及時處理。金屬螺旋圓彈簧的損傷形式主要有裂損、衰弱、腐蝕及磨耗等。凡發(fā)現(xiàn)彈簧有裂紋、折損、腐蝕和磨耗過限時，都應更換。彈簧的修理，主要是修復出現(xiàn)衰弱的彈簧。1.裂紋和折損圓彈簧的裂紋和折損經(jīng)常發(fā)生于兩端的1.5-2圈內(nèi)，裂紋一般自簧條內(nèi)側(cè)開始，這是因為彈簧受扭轉(zhuǎn)與剪切的最大合成應力產(chǎn)生的簧條截面內(nèi)側(cè)邊緣。此外，當彈簧受沖擊載荷作用時，支持圈及其附近又首當其沖，這些情況都使此處最易發(fā)生折損。圓彈簧裂紋和折損的原因，一方面是因為運用中所受的沖擊過大，超出了彈簧的負荷能力；另一方面是由于在彈簧制造或修理是工藝上的缺陷，如淬火回火時溫度規(guī)范不合要求，或鋼組織不均勻，硬度不一致引起局部應力集中等所致；另外，在檢修和更換彈簧時，過多的使用錘擊造成傷痕也是一個重要原因。2.彈簧衰弱圓彈簧經(jīng)過長期運用，特別是經(jīng)過多次修理之后，彈簧易產(chǎn)生自由高降低的現(xiàn)象稱為彈簧衰弱。彈簧的衰弱既彈簧的自由高或荷重高降低，是彈簧經(jīng)常發(fā)生的另一種損傷。彈簧衰弱的主要原因有：⑴由于在長期使用中，彈簧承受超載和偏載，負荷過大；⑵因彈簧腐蝕、磨耗后截面積縮小，使工作應力升高；⑶由于多次修理進行加熱，造成彈簧表面氧化和嚴重脫碳，從而降低了彈簧材質(zhì)的強度極限。個別彈簧衰弱能引起車體傾斜和彈簧承擔的載荷不均勻而更進一步導致彈簧的損壞，彈簧衰弱嚴重時起不到應有的緩和沖擊作用。腐蝕及磨耗圓彈簧的腐蝕主要表現(xiàn)在簧條直徑的減小。產(chǎn)生腐蝕的原因主要是氧化腐蝕；其次是由于彈簧在多次修理時因加熱致使彈簧表面產(chǎn)生氧化皮脫落而造成。彈簧的腐蝕，不僅使彈簧的截面積減小，而且腐蝕處會引起應力集中，成為裂損的因素。圓彈簧的磨耗主要發(fā)生在彈簧上、下兩端支撐面處，這主要由于彈簧在載荷作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動摩擦所造成。三．液壓減振器液壓減振器常見的故障有泄漏、銹蝕和性能不良。1.泄漏由于液壓減振器工作時，缸筒內(nèi)油壓可達250KN/m㎡，若缸端密封部的橡膠密封圈有損壞、老化變質(zhì)、組裝時狀態(tài)不良或密封蓋不緊密均能引起工作油泄漏。漏油不但污染環(huán)境，而且當油量不足時，液壓減振器會失去作用，故密封性能是檢修工作中的重要項目，必要時，應更換損壞的密封件。2.銹蝕液壓減振器位于車體下部，很容易受污水等腐蝕。防護套銹穿后會失去保護活塞及其它零件的作用；兩端連接螺栓銹蝕則造成拆裝困難。3.性能不良液壓減振器的主要性能指標是阻尼系數(shù)。經(jīng)過長期使用后，液壓減振器阻尼系數(shù)的大小會發(fā)生變化，超出規(guī)定的范圍，是液壓減振器起不到良好的減震作用。液壓減振器阻尼系數(shù)發(fā)生變化的原因有：內(nèi)部零件如活塞、活塞環(huán)、缸筒等磨損；磨損下得微粒及侵入的塵土使油液污染變質(zhì)。所以，液壓減振器每年都要在專用試驗臺上進行性能試驗，不合格的液壓減振器應及時修理或更換。其試驗方法和性能指標，要嚴格按照有關(guān)規(guī)定。第七節(jié)驅(qū)動機構(gòu)的常見故障與分析車軸齒輪箱車軸齒輪箱是驅(qū)動輪對轉(zhuǎn)動的重要裝置，在運用中承受較大的作用力和扭矩。車軸齒輪箱的技術(shù)狀態(tài)，直接影響到車輛的行車安全。車軸齒輪箱的損傷形式重要有箱體裂損、齒輪裂損、齒輪箱過熱、掛脫擋機構(gòu)工作不正常等。1.箱體裂損車軸齒輪箱的箱體是鑄鋼件，由于鑄造質(zhì)量不良存在夾渣、砂眼、疏松等缺陷，以及鑄造時產(chǎn)生的內(nèi)應力，在齒輪箱運用中引起裂紋和破損。齒輪箱箱體裂損后將造成漏油或塵土侵入2.齒輪裂損車軸齒輪箱內(nèi)的齒輪在工作中除承受很大的作用力外，還經(jīng)受因輪對跳動而產(chǎn)生的沖擊作用，特別是牽引主動齒輪和從動齒輪的工作負荷更大。齒輪裂損是齒輪損壞的主要形式，運用情況表明，大、小齒輪的損壞，約有90%是由于疲勞裂損引起的，而僅有10%是屬于極限磨損引起，并且，齒輪的裂紋一般都產(chǎn)生于齒根部。影響齒輪傳動壽命的因素較多，如：1）齒輪加工的準確度。2）齒輪工作表面的硬度。3）齒輪的潤滑條件。4）齒輪嚙合的準確性。5）齒輪的材質(zhì)及熱處理質(zhì)量等等。3.齒輪箱過熱車軸齒輪箱在運用過程中，由于潤滑不良和滾動軸承的損傷，將引起齒輪箱溫度上升。當齒輪箱軸承部溫度超過環(huán)境溫度45℃時，就判為齒輪箱過熱，需開箱檢查。4.掛、脫擋機構(gòu)工作不正常大型養(yǎng)路機械的掛、脫擋機構(gòu)控制車輛運行速度的轉(zhuǎn)換。若脫、掛擋機構(gòu)工作不正常，不僅不能實現(xiàn)運行速度的轉(zhuǎn)換，而且，有可能使嚙合齒輪咬合、折損，齒輪箱發(fā)生損傷，不能正常工作。發(fā)生掛、脫擋機構(gòu)工作不正常的主要原因有：組成零、部件發(fā)生裂損、變形、彈性衰弱。撥叉兩側(cè)面磨損過大，撥叉頭部的帶孔緊固螺栓或定位銷松動、脫出。撥叉相對于掛擋齒輪上撥叉槽的安裝位置不正。掛擋離合器的接合、分離功能不正常。二．傳動軸萬向傳動軸傳遞較大的動力扭矩，其損傷形式主要有裂損、變形等。1.裂損由于傳動軸所受動載荷的作用，產(chǎn)生的應力較大，致使傳動軸易于產(chǎn)生裂紋，甚至折斷。產(chǎn)生傳動軸裂損的主要原因有：1）連接焊縫處，因焊接熱應力產(chǎn)生裂紋。2）花鍵軸、花鍵套的材質(zhì)不良，引起傳動軸折斷。3）所受扭矩過大。4）傳動軸安裝位置不合適。5）傳動軸不平衡過大等。2.彎曲變形傳動軸受力較大，易于產(chǎn)生彎曲變形，從而引起傳動軸轉(zhuǎn)動時的不平衡跳動，傳動不平穩(wěn)，噪聲增大。第八節(jié)基礎(chǔ)制動裝置的常見故障與分析基礎(chǔ)制動裝置的常見故障有裂損和磨耗。由于組成零、部件的裂損和磨耗，將引起制動梁脫落、拉桿或推桿折損、閘瓦偏磨、閘瓦托裂損等事故。1.制動梁脫落制動梁脫落是嚴重危及行車安全的故障，引起制動梁脫落的主要原因有：（1）制動梁兩端閘瓦托安裝軸焊接處產(chǎn)生裂紋，在制動與緩解過程中隨交變應力的作用，易產(chǎn)生折斷，故當發(fā)現(xiàn)該處裂紋時應立即予以更換，不再使用。（2）兩端閘瓦托安裝軸不在一條直線上，或兩端閘瓦厚度差超過規(guī)定，造成制動梁的一端負荷局部加大，導致安裝軸根部裂損。（3）軸頭材質(zhì)不良或磨耗過限，發(fā)生裂紋折損。（4）閘瓦托吊圓銷及開口銷的裂損與脫落，造成制動梁脫落。2．拉桿及推桿折斷拉捍及推桿折斷脫落的形式表現(xiàn)為圓銷磨損后的折斷脫落和拉桿頭裂損脫落。造成拉桿頭與推桿折斷脫落的主要原因是：（1）拉桿頭與拉桿焊接部因焊接質(zhì)量不良，發(fā)生裂損。（2）若拉桿頭開度不對，外寬內(nèi)窄，或拉桿頭兩圓銷孔的加工偏差過大等造成圓