一、论述题1. 掌握车辆零件的损伤规律有什么意义?怎样做好调查研究?
对车辆零件损伤规律进行系统的研究具有很重要的意义。
(1)掌握零件损伤的规律是制定合理的车辆修理制度,规定修理技术要求、尺寸限度及编制零件修理工艺规程等的基本根据。不分析零件损伤的原因,就不能科学地作出进行修理的结论。
(2)分析损伤情况是鉴别车辆事故的性质、研究事故原因的基本方法。只有如此,才能判明事故的起因和确定防止的对策。
(3)从分析某一车型的损伤规律中可以鉴定该型车辆设计的正确性,也可以发现制造过程中的缺陷。
因此,对车辆零件的损伤情况必须进行系统的调查研究,掌握其规律性,这是改进车辆修理业务及车辆设计的最宝贵的资料。
为了得到系统的关于零件损伤规律性的资料,一般说来研究零件损伤的方法有以下几种:
(1)调查统计:这是应用最广的基本方法;
(2)典型分析:适用于典型损伤情况,进行个别研究,包括实验室分析试验等;
(3)模拟实验:一般用于确定某一因素对损伤发展的影响。即在其他因素保持不变的条件下,改变某一因素,以使测出其对零件工作条件的影响。
2. 对于高速转向架,为了确保安全及舒适性,在抑制蛇行运动方面,目前国内外都采取了哪些主要措施?
(1)减小车轮踏面坡度
减小踏面坡度能拉长蛇行运动的波长,降低蛇行运动时轮缘与钢轨间的冲角,对缓解和因剧烈蛇行运动而引起的挤轨、爬轨现象是有利的。
(2)轴箱定位
减小轴箱与导框或轴箱弹簧支柱与孔之间的间隙,能约束轮对的运动,从而减小轮对蛇行运动的振幅。
(3)回转阻尼
回转阻尼是指阻止转向架回转的力矩,它能抑制高速转向架的蛇行运动。一般采取下列措施:
①采用旁承支重
旁承支重分为部分和全旁承支重两种。部分旁承支重使指心盘、旁承一起支重。全旁承支重是指车体直接支撑在旁承上,一般不设心盘。全旁承支重能简化转向架及枕梁结构,但要考虑车辆通过钢轨不平处左右旁承承载垂直重量不均的问题。
从回转阻尼的角度来看,心盘支重方式是不合理的。因为当车辆行驶于直线上时,回转阻尼很小,难以抑制蛇行运动;而在曲线上行驶时,载荷加在旁承上,反而增加了阻尼,使转向架在曲线上回转困难。全旁承支重转向架过曲线时也增加了阻尼,但由于采用空气弹簧或橡胶旁承,它们具有一定的横向柔度,故不至于过度牵制转向架的回转。
②采用大直径心盘或设置中间旁承垫
采用大直径心盘能增加抵抗转向架回转的摩擦力矩,起到抑制转向架蛇行运动的作用,并且对轮对均匀承载及运行稳定性也是有利的,是比较合理的结构。
设置中间旁承垫同样能抑制蛇行运动和车辆的侧滚振动。
③采用抗蛇行运动减振器
在车体与转向架之间设置横向减振器,使转向架回转时受到阻力,以抑制转向架的蛇行运动。减振器包括摩擦式及液压式,关于转向架的回转阻尼值,对抑制蛇行运动来说,是大一些好。但太大时,在曲线上侧压力将增大,因而增加轮缘和钢轨间的压力,会加速其互相的磨耗及增加爬轨的可能,故不宜过大。
④采用超临界走行部
如果转向架蛇行运动频率与车体摇头振动的自振频率相等,就会发行共振,将彼此促进振动的加剧。所谓超临界走行部,就是使转向架的蛇行运动激振频率和摇头振动自振频率的共振发生在低速。这样,随着车辆速度的提高,蛇行运动的频率愈来愈高,距共振区就愈来愈远,可保证车辆高速运行的安全和平稳。为此,一般高速转向架常将车体摇头振动的自振频率设计得比转向架蛇行运动的频率低得多。
3. 怎样进行滚动轴承轴箱在运用中的维修保养?
滚动轴承轴箱的维修保养一般比滑动轴承轴箱省事,燃轴事故较少,也无须经常处理。但也不应麻痹,如滚动轴承一旦破损而引起燃轴,在运行途中就不好处理,只能更换轮对或甩车。因此,车辆检修人员必须经常检查轴温,检查轴箱有无裂纹、甩油、螺栓松动等情况。车辆始发2~3h后,轴承温度即趋于稳定,轴承滚动摩擦所产生的热量和轴箱体外表面散发的热量接近平衡。新组装的轴承一般轴温偏高,但运行一段时间后会趋向稳定。
在我国寒冷地区运行时,轴箱表面散热快,轴箱顶部与轴承内部温度差达30~40℃;而在南方炎热季节,轴箱顶部与轴承内部温度差仅为10℃左右。在夏季,朝阳的一侧轴箱温度通常较背阳的一侧高得多。滚动轴承轴箱的顶部温度在正常情况下,只比气温高15~30℃左右。如果同一车中有个别轴箱顶部温度比气温高4℃以上时,则属于不正常现象,即应查明原因。对于装有滚动轴承轴箱的备用轮对,应每隔半月左右转动一下轴箱,以防止轴箱生锈。
4. 可能引起车钩分离的主要因素有哪些?
可能引起车钩分离的主要因素有以下15项:钩体上、下防跳台磨耗,钩腕外胀,钩舌外胀,钩舌钩锁坐入量小于45mm,假落锁(即上锁销未复位),13号、13A型下作用车钩二次防跳性能不良,钩体、钩舌、钩尾框疲劳断裂,钩提杆弯曲变形,钩提杆链松余量过小,车钩低头,钩尾框尾部上翘,钩高差过大,机车司机列车操纵不符合规定引起列车纵向冲动剧增。
5. 试述滚动轴承的检查与处理方法。
(1)滚动轴承的检查方法
对滚动轴承热轴的检查和滑动轴承相比有很大不同,列检除要做好红外线轴温探测、接车检查、技检时手触摸检查判断等环节的工作外,在具体操作中,要结合列检工作特点,应用“一听、二看、三摸、四捻、五转、六诊、七鉴”检查法发现滚动轴承热轴故障。
“一听”:接车时注意异音检查,听到列车进站车轮振动异响和轴承摩擦声,发现车轮踏面及轴承方面的故障。
“二看”:停车后注意车轮及轴承外观特征。
①看车轮踏面、轮缘有无擦伤、剥离、缺损或粘贴。
②看轴端螺栓有无松动、丢失。
③看密封罩、前盖、后挡的外缘处油脂漏油、甩油。
a. 密封罩上或前盖、后挡的外缘内面,有油迹和尘砂积聚,在油封唇口处甚至有湿油脂或新鲜油脂,在牙口与密封罩配合处有大片的油迹。擦去油迹与尘砂,可看到配合缝处有较湿润的油迹。此为漏油,表明轴承尚能维持正常运行,但要引起注意。
b. 密封罩、前盖、后挡上有大量湿润油垢,且污染了承载鞍、侧架、轮辐或车底时,并在其上有油滴积聚,说明油密封失效。此为甩油,应进一步检查判断。
c. 检查RD2型轴承,发现油脂外溢,且外套前后端与密封圈的间隙过大,多是轴承外套崩开。
“三摸”:手摸轴承,鉴别异温处所。
RD10轴承手触摸上部,RD2轴承手触摸底部外套处,发现疑问时要摸前后两处,触摸时间必须坚持3~5s,冬天5~7s,以找出异温处所。
“四捻”:手捻轴承漏、甩出的油脂,以判断内部问题。
①正常油脂呈浅黄色,轴温过高时呈黑色,浑水呈白色。
②油脂呈灰色,且有颗粒感觉时,说明有金属粉末混入油脂中。表明轴承内保持架断损及紧固螺母松动、脱落造成滚子破损、滚子或滚道剥离。
“五转”:对有故障特征的滚动轴承进一步架起转动,判断故障。
用液压镐将侧架端顶起,对有故障症的轴承进行360°正反转动检查,转动中仔细耳听有无异常声响,手感有无异常振动。
①耳听轴承内部有无滚子与滚子转动过程中的撞击声和异物间的摩擦声;
②手感在转动中有无卡滞、滚子撞击同时发生的振动。
“六诊”:对有异状的滚动轴承必须集体会诊,判断确定故障,方可处理。
“七鉴”:对有故障症状的轴承,一定要上报有关技术部门,进行正确鉴定,总结经验,制订有效的防止措施。
(2)滚动轴承热轴的处理
①对发现漏油症状的轴承,尚能维持正常运行者,可放行,但要引起注意。
②新做定检的轴承由于油脂过多,油脂转动内阻较大,造成热轴发生漏油或甩油症状时,一般轴承顶部表面均匀发热,在定检后运行500~600km以内未发现轴温继续上升时,可放行。若继续上升的话,则有可能有故障,应扣修。
(3)对一切滚动轴承发生的热轴故障,准确确认后必须扣修。
6. 货车中破范围是如何规定的?
货车破损程度达到下列条件之一是为中破:
(1)中梁、侧梁、端梁、枕梁中任何一根弯曲或破损;
(2)牵引梁折断一根(贯通式中梁牵引部分按中梁算,非贯通式及无中梁的按牵引梁计算);
(3)货车车体破损凹凸变形(不包括地板),敞车面积达25%,棚车、保温车、罐车、守车面积达15%(火灾或爆炸烧损计算车体面积时,包括地板在内);0.8mm以下低边车和平车发生火灾或爆炸烧损面积50%(包括端、侧板及地板);
(4)转向架的侧架、摇枕、均衡梁或轮对破损需要更换任何一项;
(5)机械保温车的冷冻机、柴油机、发电机破损任何一项需要段修时。
7. 货车大破范围是如何规定的?
货车破损程度达到下列条件之一是为大破:
(1)中梁、侧梁、端梁、枕梁中任何一种弯曲或破损合计够两根(中梁每侧按一根计算);
(2)牵引梁折断两根,或折断一根加上述各梁弯曲或破损一根(贯通式中梁牵引部分按中梁计算,非贯通式及无中梁的按牵引梁计算);
(3)货车车体(底架以上部分)破损或凹凸变形(不包括地板),敞车面积达50%,棚车、保温车、罐车、守车面积达30%(火灾和爆炸烧损计算车体面积时,包括地板在内);0.8m以下低边车和平车发生火灾或爆炸烧损面积达90%(包括端、侧板及地板);
(4)机械保温车车体破损,需施修车棚椽子、侧梁、侧柱、通过台顶棚中梁、车棚内角柱、端柱之任何一项;
(5)机械保温车的冷冻机、柴油机、发电机破损任何一项需要大修时。
8. 站修时,对密封制动缸应如何检修?
施修辅修时,密封式制动缸经单车试验确认作用良好者可不分解,活塞杆头部不涂白油漆标记。作用不良时须分解,卸下前盖取出活塞,分解检查前盖垫、缓解弹簧、弹簧座、活塞润滑套、前盖滤尘套、滤尘毡、活塞杆、活塞、皮碗胀力环等,不良时修理或更换。
9. 为什么要对货车转向架间加装交叉支撑装置?
三大件式转向架的结构特点是两侧架通过摇枕、枕簧及斜楔摩擦弹性定位,因此易产生菱形变形,导致抗菱形刚度变小。两侧架加装交叉支撑是提高抗菱形刚度的有效办法。侧架间加装交叉支撑是在侧架上焊接安装支座,使两侧架通过交叉杆及弹性节点连接在一起。这种连接可对轨道的垂向不平顺进行调整。另外,侧架与轴承承载鞍之间设有弹性橡胶垫,起到的良好的轴箱弹性定位作用。
10. ST1-600型闸调器的三个基本作用是什么?
(1)闸瓦间隙正常时只传力而不调整。这是由于闸瓦与车轮接触时,控制杆头向左移动及闸调器筒体向右移动的距离之和为A(推杆式为A推,杠杆式为A杠),控制杆头与筒体正好接触,螺杆长度不变。
(2)闸瓦磨耗后间隙大于正常值时螺杆工作长度将缩短(制动缸活塞行程调短以恢复正常闸瓦间隙)。这是由于闸瓦与车轮接触之前,控制杆头已与筒体相碰上,然后控制杆头会将筒体推向左方,使螺杆缩入护管内(调整螺母沿螺杆向左“边转边移”)。闸瓦靠上车轮时,控制杆头与筒体移动距离之和将大于A值。
(3)更换新闸瓦后间隙小于正常值时,螺杆各种长度将增加(制动缸活塞行程调长,也是恢复闸瓦正常间隙)。这是由于闸瓦与车轮接触时,控制杆头与筒体还碰不上,即两者移动距离之和小于A杆。筒体在上拉杆拉力和主弹簧作用下旋转右移(调整螺母沿螺杆向右“边转边移”),使螺杆从护管内伸出。
11. 车辆钢铁配件断裂情况可分为几种?各有何特点?
车辆钢铁配件断裂可分为三种情况:
(1)脆性断裂
其特点是表面无显著变形,断面凹凸不平,并且都是新痕。脆性材料如铸铁闸瓦,其断裂表面常有此现象。当配件受硬性冲击时会发生脆性断裂,如调车溜放时冲击速度太高而引起车钩断裂。此外,材料内部的夹灰、夹渣气孔等缺陷,也能引起脆性断裂;
(2)塑性断裂
其特点是断裂表面有明显的塑性变形。例如,轴颈在高温下变软后,受反复弯曲作用而被拉长,以致切轴,其断裂处有显著缩口。
(3)疲劳断裂
是指配件在长期交变载荷作用下所引起的折损,其特点是:
①折断处无显著塑性变形;
②断面可明显分为两部分:旧痕——其表面很光滑并呈暗褐色。这是因为配件裂纹处相对平面在长期交变载荷作用下互相研磨而形成的;新痕——其表面为银白色,与脆性断裂的断面相似。这是因为疲劳裂纹逐渐发展扩大,使受力断面越来越小,最后突然断裂的缘故。
疲劳断裂是车辆配件最常见的断裂。一般情况下,受反复交变载荷作用的配件,其可能出现疲劳裂纹的应力大大低于该配件材料的强度极限。例如,车轴钢的强度极限为490MPa以上;而其疲劳极限(可能出现疲劳裂纹的应力)则在196MPa以下;疲劳断裂的另一个特点是:有的车辆从使用到出现裂纹的时间比较长。例如,车轴轮座裂纹的实例统计表明,从组装到出现横裂纹的时间大多超过8年以上。
从上面情况可知,疲劳断裂因事先断裂表面无显著的变形,发现是比较困难的。但由于疲劳裂纹的出现到配件断裂的时间比较长,只要采取严密的检修制度及科学的检查方法,是能够先期发现的。
车辆配件发生断裂后,首先必须判定是脆性断裂还是疲劳断裂。如果是疲劳断裂,有旧痕的,其责任在检修部门;如果是脆性断裂,其责任在制造或运用部门。
12. 新型车辆制动机应具备哪些性能?
根据铁路运输事业的发展和新造车辆向大吨位、高速度发展的要求,新型车辆制动机除应保证一般车辆制动机所具备的基本条件外,还必须满足下列条件:
(1)适应混编及司机操纵灵活的要求。
由于我国目前的生产与使用现状,在相当长的时期内大量的旧型制动机尚不能完全淘汰,因此新型制动机必须适应于在过渡时期与旧型制动机混编使用,并满足司机操纵灵活的要求。
(2)适应于高速度
适应于高速度,就是要求有更强大的制动力,特别是紧急制动必须灵敏可靠。这样才能缩短制动距离,保证行车安全。
(3)适应于长大列车
这里主要是指制动作用灵敏度高,平均制动性能良好,以使列车中的全部车辆包括尾部车辆都能迅速有效、且均匀一致地发生制动作用,从而减轻列车中的纵向冲动。
(4)满足新型客、货车辆的需要
由于我国的新型客、货车辆多为大型车辆,且正在向长大方向发展,故需要能适应356~457mm制动缸的车辆制动机。此外,为了适应货车提高载重量及减轻自重对制动力的不同需要,新型货车制动机必须具有完善的空重车调整装置。
(5)便于检修
考虑到客货车辆零部件的通用性,新型制动机应基本上达到客货车通用,并要求在结构上便于维修保养和故障处理,能延长检修期限,减轻检修工作量。
(6)能在外温±50℃的条件下运用。
13. 什么是车号自动识别标签?它的作用是什么?
标签是由其内部存储器机车、车辆的车次、车号信息、机车车辆的技术参数信息的装置,标签分为:车辆标签、机车标签。标签是由微波天线、反射调制控制器、编码器、微处理器和存储器构成。车辆标签本身是无源的,它是靠地面天线发射的微波载波信号能量供电,在微处理器的控制下,将其内存信息进行编码发射调制,并将调制后的信号发射回给地面天线接收,机车标签存储固定信息和可变信息,外部5V供电,通过通信电缆与TAX2里的写入单元行数据传输。标签安装在被识别的机车底部和车辆的底部中梁或车体上,每辆机车、车辆只安装一个标签。
14. 举例说明调整车钩高度的计算方法。
用计算方法来调整车钩高度前必须确定以下几点:
(1)现车的两端车钩高度;
(2)需要调整达到的两端车钩高度,即计划钩高;
(3)该车车钩与心盘及两心盘间的距离比。
计算程序可分两步:①先将两端车钩调平;②调至要求高度。
当一端符合要求,只需要调整另一端时,一步就可以完成。
计算时,可利用相似三角形的原理来进行。
15. 固定轴距最大值是根据什么制定的?
固定轴距最大值的制定,应考虑到实际的轨距、最小曲线半径等因素。对于轨距为1450mm,曲线半径为350m及以下者,固定轴距最大不得超过4500mm。否则,车辆运行到半径较小的曲线线路时,外侧车轮的轮缘紧紧压迫钢轨内侧面,使轮缘和钢轨急剧磨耗或引起轮缘爬上钢轨,发生脱轨事故;同时容易挤压钢轨使轨距有可能扩大。
曲线轨距=轮对内侧距离+2个轮缘厚度+f(矢距)
矢距f的数值,可从几何关系中求出。直角三角形BDC与ADB相似,则BD:CD=AD:BD
所以AD=BD
2/CD
式中AD——矢距f;
BD——固定轴距L;
AC——2R(R为曲线半径)。
即f=L
2/(2R-f)
由于f比2R小得多,分母中的f可略去不计,得出:
f=L2/2R
《铁路技术管理规程》规定,我国Ⅰ、Ⅱ级铁路最小曲线半径分别为1000m、800m(地形特殊困难者为400m),Ⅲ级铁路最小曲线半径为600m(地形特殊困难者为350m)。
当固定轴距L为4500mm,曲线半径R为350m时,
f=L
2/(2R)=4500
2/(2×350000)=29(mm)
标准轮对内侧距离最大为1356mm,两个轮缘的最大厚度为2×32=64(mm),所以当固定轴距为4500mm,线路曲线半径为350m时,需要的轨距为
1356+64+29=1449(mm)
与实际规定的轨距1450mm仅有1mm的余量。
16. C
70、C
70H型通用敞车的主要特点是什么?
(1)采用屈服极限为450MPa的高强度钢和新型中梁,载重大、自重轻;优化了底架结构,提高了纵向承载能力,适应万吨列车的运输要求。
(2)车体内长13m满足较长货物的运输要求;对底架结构进行了优化,车辆中部集载能力达到39t,较C64型敞车提高了70%,可运输的集载货物范围更广。
(3)采用新型中立门结构,提高了车门的可靠性,可解决现有C64型敞车最大的惯性质量问题。
(4)采用E级钢17型高强度车钩和MT-2型缓冲器,提高了车钩缓冲装置的使用可靠性。
(5)采用转K6型或转K5型转向架,确保车辆运营速度达120km/h,满足提速要求;改善了车辆运行品质,降低了轮轨间作用力,减轻了轮轨磨耗。
(6)侧柱采用新型双曲面冷弯型钢,提高了强度和刚度,更适应翻车机作业。
(7)满足现敞车的互换性要求,主要零部件与现有敞车通用互换,方便维护和检修。
17. 转K5型转向架的主要特点是什么?
结构上采用铸钢三大件式转向架,具有结构简单、车轮均载性好、检修维护方便等优点。
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,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。
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,有效地减小爬轨和脱轨的可能性,尤其是对高重心的货车,提高了其脱轨安全性。
该转向架具有高的耐久性和可靠性。经美国和加拿大同类型转向架运用实践表明,该转向架运用寿命长,维修工作量小,可运营160万km免检修。
18. 转K6型低动力作用转向架的6大关键技术是什么?
(1)两侧架间装了弹性联结的下交叉支撑装置。
①增加转向架抗菱刚度,从而提高转向架临界速度和货车直线运行稳定性。
②有效保持转向架正位状态,减少车辆在曲线运行时轮对与钢轨冲角,从而改善转向架曲线通过性能,显著降低车轮轮缘磨耗。
(2)侧架与承载鞍间增加了轴箱橡胶垫。
①实现两系悬挂,减轻簧下质量,降低轮轨垂向动作用力P1、P2,实现了低动力作用的研制目标;
②侧架与承载鞍间实现了弹性定位,保证车辆动力学性能稳定,解决侧架导框与承载鞍间磨耗的惯性质量问题。
(3)采用了JC型常接触式弹性旁承和高分子心盘磨耗耗盘。
①增加车体与转向架间的回转阻尼,有效抑制转向架与车体摇头蛇行运动和车体侧滚振动,从而提高车辆高速运行时的平稳性和稳定性。
②车辆通过小半径曲线时,刚性滚子与上旁承接触,有效控制回转阻力矩在适当范围内,改善曲线通过性能。
③非金属磨耗盘耐磨性好且性能稳定,可确保车辆动力学性能稳定,并解决了上、下心盘磨耗惯性质量问题。
(4)斜楔与立柱磨耗板间加装了高分子主摩擦板。
①减少斜楔与立柱磨耗板磨耗,解决两者磨耗过快的惯性质量问题,确保车辆运行安全,降低维护检修成本。
②保证转向架减振系统阻尼适当、摩擦性能稳定,解决因传统金属摩擦副阻尼离散度大而造成的车辆动力学性能不稳定问题,解决平车、罐车空车安全裕量偏小的问题。
(5)采用了两级刚度弹簧,提高空车弹簧静挠度,改善空车动力学性能,解决老型平车、罐车空车动力学性能不良问题。
(6)采用LZW50钢材质的RE2B型车轴、紧凑型轴承和HESA辗钢或HEZB型铸钢车轮,取消卸荷槽,减小轴颈根部应力集中和腐蚀、改善受力状态,提高车辆运行安全可靠性和使用寿命。
19. 17型车钩的主要特点是什么?
(1)车钩的连挂间隙小。17型车钩连挂间隙为9.5mm,比13号车钩减少了52%,可降低车辆的纵向冲动,改善列车的动力学性能,提高铁路货运的安全可靠性,延长车辆使用寿命。
(2)车钩具有联锁和防脱功能。17型车钩的钩体头部均设有联锁装置,车钩连挂后可自动实现联锁,在车钩钩头下面设有防脱装置,列车发生事故时仍能保持车钩的连挂性能,防止列车颠覆。
(3)结构强度高。17型号车钩的钩体头部均设有联锁采用TB/T2942-E级(与AARM201-E级相当)铸钢制造,钩舌的最小破坏载荷可达到3430kN,钩体的最小破坏载荷可达到4005kN,钩尾框的最小极限载荷4005kN。
(4)良好的防跳性能。锁铁上部设有防跳止动块。该止动块可防止翻车作业时锁铁窜动,防止车钩自动开锁。
(5)耐磨性能好。采用高强度的材质,钩体、钩舌和钩尾框的硬度为241~311HBS,车钩的钩尾端销孔后圆弧面经特殊热处理,硬度可达375~476HBS。钩身下平面与车钩支撑座接触部位焊装有磨耗板,提高了钩身的耐磨性能。
(6)具有自动对中功能。车钩尾部设有自动对中凸肩,可以使车钩在运行中经常保持正位。
二、绘图题1. 作一直线hg与直线ab平行,且与直线cd、ef相交。