第1篇 汽車車輪拆裝實習(xí)報告
汽車車輪拆裝實習(xí)報告范文
一 、實習(xí)目的
1、掌握汽車車輪的結(jié)構(gòu)特點及其拆裝，了解汽車的基礎(chǔ)機(jī)械構(gòu)造，通過拆裝來理解汽車發(fā)動機(jī)中所涵括的機(jī)械原理，力學(xué)原理，電子系統(tǒng)等等，為以后的專業(yè)機(jī)械及汽車等等課程的學(xué)習(xí)奠定必要的基礎(chǔ)。
2、知道發(fā)動機(jī)及變速器的大致分型，了解其各型號的特點特點、性能，熟悉機(jī)體組的名稱、作用和結(jié)構(gòu)特點，其零件的力學(xué)材料，機(jī)械運動。
3、學(xué)習(xí)正確使用拆裝設(shè)備、工具、量具的方法，熟記拆裝操作的安全常識，學(xué)會零部件拆裝后的正確放置、分類方法，培養(yǎng)良好的工作和生產(chǎn)習(xí)慣。
4、通過拆裝及對機(jī)械知識的了解，由學(xué)生自己在這過程中發(fā)生問題，解決問題，使學(xué)生具備一定得創(chuàng)新意識，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力。
二、教具和工具
1、日本豐田四缸發(fā)動機(jī)、日本本田變速器和解放牌大貨車。
2、常用工具及專用工具：
a、普通扳手：開口扳手、花扳手、套筒扳手、活動扳手、扭力扳手和內(nèi)六角扳手
b、起子：一字起子和字形起子
c、手錘和手鉗：鉗工錘、鯉魚鉗和鋼絲鉗及尖嘴鉗
三、實習(xí)內(nèi)容
發(fā)動機(jī)的拆裝
本次實習(xí)本組所使用的汽車發(fā)動機(jī)是日本豐田四缸發(fā)動機(jī)。
此四缸發(fā)動機(jī)為直列四缸下置凸輪軸型式，拆裝過程的具體步驟如下：
1、拆卸：
a、拆下汽油泵、機(jī)油過濾器等附件，由外往里依次拆開氣門室蓋緊固螺栓，卸下氣門室蓋，取下密封墊；再逐步松開搖臂軸支架的固定螺栓和螺母，取下?lián)u臂架；然后按原位置依次取出氣門挺桿，逐一將其串綁在一起，并做好前、后記號；按規(guī)定的次序拆下氣缸蓋螺栓，取下氣缸蓋和氣缸墊；拆下曲軸輪帶和正時鏈罩；拆下正時鏈輪，緊鏈器和正時鏈條等正時傳動機(jī)構(gòu)部件。
b、拆下進(jìn)氣和排氣歧管、氣門，用專用工具拆下氣門鎖夾；拆下氣門彈簧座、彈簧、氣門和油封。
c、觀察各零部件的結(jié)構(gòu)特點，分析其結(jié)構(gòu)原理和調(diào)整部位及分析其作用原理。
2、裝配：
發(fā)動機(jī)的組裝過程是拆卸過程的逆過程，應(yīng)遵循先拆后裝，后拆先裝。組裝過程中要注意發(fā)動機(jī)的維護(hù)，包括其清潔、檢查、補(bǔ)給、潤滑、緊固和調(diào)整。
a、依次按拆開過程的反向組裝，先拆后裝，后拆線裝，依次裝起，需要轉(zhuǎn)動的地方需要涂上潤滑油。
b、裝上氣門、氣門鎖夾，然后裝上氣門彈簧座、彈簧、氣門和油封。依次裝配上氣缸蓋和氣缸墊，裝上搖臂架，固定搖臂軸支架的螺栓和螺母，按上密封墊，裝配上氣門室蓋、緊固好氣門室蓋的螺栓。
c、裝上汽油泵、機(jī)油過濾器等所有外部附件。
d、試轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)軸，以測試安裝是否正確。正常轉(zhuǎn)動則為正確安裝，安裝完畢。
e、調(diào)試氣門間隙。這里，要懂得發(fā)動機(jī)氣門動作的順序，1-3-4-2，熟記口訣“上可調(diào)下不可調(diào)，左調(diào)進(jìn)右調(diào)排”。調(diào)試過程步驟為：a、將曲臂連桿搖動到0刻度位置，將1號活塞處于下支點位置；b、此時調(diào)試1號進(jìn)排氣門，2號進(jìn)氣門和3號排氣門，使用塞規(guī)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)氣門間隙是0.25mm，排氣門是0.3mm；c、將曲臂連桿旋轉(zhuǎn)一周，此時是4號活塞處于下支點，再按照上邊規(guī)律，調(diào)試剩余的氣門。
3、注意事項：
a、拆卸發(fā)動機(jī)的時候，要對發(fā)動機(jī)的整體機(jī)構(gòu)進(jìn)行初步的觀察和了解，記清每個部件的準(zhǔn)確位置，要對每個部件進(jìn)行記號，以便裝配時能準(zhǔn)確無誤。
b、旋螺絲時，要用對角線交叉法由外往里依次旋下發(fā)動機(jī)的螺絲，以免機(jī)構(gòu)變形影響裝配。
c、在裝配發(fā)動機(jī)的時候，每個部件要按先后次序依次安裝上去，要按先拆后裝，后拆先裝的原則安裝。
d、在安裝特殊的.部件時，要用特殊的安裝工具來安裝。如在安裝鏈條的時候，要注意鏈條與曲軸正時齒輪的配合。將凸輪軸一缸凸輪置于上死點位置，即倆凸輪呈下八字位置。將凸輪軸鍵和曲軸鍵與止推盤等部位的記號對準(zhǔn)。將鏈輪安裝到正時鏈條上，對準(zhǔn)正時鏈條和鏈輪上的正時記號。均勻地安裝鏈條和鏈輪。
貨車車輪的拆裝
實習(xí)的內(nèi)容是根據(jù)汽車車輪結(jié)構(gòu)的工作要求，進(jìn)行車輪的拆卸和裝配，了解它們的工作原理和作用，最后將零部件按順序安裝回各自的位置。
本組實習(xí)所使用的汽車配件是解放牌貨車車輪，其拆裝的具體步驟如下：
1、拆卸：
a、拆卸順序（后輪）：a、擰下外輪螺母，拆下外輪，再擰下內(nèi)輪螺母，拆下內(nèi)輪；b、擰下半軸緊固螺母，用2個m12長35mm的螺栓，擰入半軸凸緣上的螺孔內(nèi)，即可取出半軸；c、擰下外螺母，拿出鎖緊墊圈，油封，擰下輪轂軸承調(diào)整螺母；d、拿下后制動鼓總成；e、從輪轂中取出輪轂軸承內(nèi)圈總成和兩個軸承外圈；f、從半軸套管中取下軸承內(nèi)圈總成。
b、拆卸順序（前輪）：a、擰下前輪螺母，拆下前輪；b、可進(jìn)行制動器調(diào)整；c、拆下前輪輪轂蓋，注意放好墊片；d、解除鎖緊墊圈對鎖緊螺母的鎖緊作用，擰下鎖緊螺母，拿下鎖緊墊圈和鎖環(huán)，擰下調(diào)整螺母；e、取下前制動鼓總成；f、從轉(zhuǎn)向節(jié)上取下內(nèi)軸承圈總成；g、從輪轂內(nèi)取下外軸承內(nèi)圈總成和內(nèi)軸承外圈，將輪轂內(nèi)清洗干凈。
在此拆裝過程ab中，要留心仔細(xì)觀察各零部件的結(jié)構(gòu)特點，熟悉各零部件的名稱和作用，分析其結(jié)構(gòu)原理和調(diào)整部位及分析其作用原理。
2、裝配：
a、后輪的裝配：a、依分解的相反順序裝復(fù)，并進(jìn)行調(diào)整。左右輪轂不可裝反，拆裝輪轂時要保持平順，以免損傷油封刃口安裝剛剛拆卸下來的車輪及其個零部件；b、在安裝軸承的時候要注意其方向；c、調(diào)整時，先將調(diào)整螺母擰緊直至開始將輪轂剎車為止，同時將輪轂想前后兩個方向轉(zhuǎn)動，以便是軸承滾子正確地座于內(nèi)外圈的圓錐表面上；d、擰松調(diào)整螺母約1/5轉(zhuǎn)，使螺母上的止動銷與鎖環(huán)上的鄰近孔相重合，此時輪轂應(yīng)能自由轉(zhuǎn)動并無明顯搖擺，然后裝上鎖緊墊圈，擰緊最緊；e、把車輪安裝到位后，用螺母把它擰緊。要特別注意外輪螺母的正確安裝，要注意球面（或錐面）往里裝。
b、前輪的裝配大致與前輪相同，步驟基本相同：a、依分解的相反順序裝復(fù)，并進(jìn)行調(diào)整。左右輪轂不可裝反，拆裝輪轂時要保持平順，以免損傷油封刃口安裝剛剛拆卸下來的車輪及其個零部件；b、調(diào)整時，先將調(diào)整螺母擰緊直至開始將輪轂剎車為止，同時將輪轂想前后兩個方向轉(zhuǎn)動，以便是軸承滾子正確地座于內(nèi)外圈的圓錐表面上；c、使螺母上的止動銷與鎖環(huán)上的鄰近孔相重合，此時輪轂應(yīng)能自由轉(zhuǎn)動并無明顯搖擺，然后裝上鎖緊墊圈，擰緊最緊；d、把車輪安裝到位后，用螺母把它擰緊。要特別注意外輪螺母的正確安裝，要注意球面（或錐面）往里裝。
3、注意事項：
a、在拆卸汽車車輪的時候，固定車輪的螺母是按車前進(jìn)方向進(jìn)行旋緊的，松開螺母的時候要注意旋螺母的方向，這樣設(shè)計作用是能使車輪在行進(jìn)的時候使得螺母能擰得更加緊。
b、在拆的時候要記清楚每個零件的位置和對每個零件進(jìn)行記號，以便以后的裝配。在安裝時，要按先后次序依次安裝上去，要按先拆后裝，后拆先裝。在安裝軸承的時候要注意其方向，內(nèi)外軸承要相對。要注意各個零件要相互配合。
c、在安裝螺母的時候要注意有球面的一端往車軸方向安裝。
d、在拆卸和安裝的時候要注意安全，不要使蠻力！要懂得規(guī)律性，技巧性地拆裝，不同零件要用不同或特殊的零件進(jìn)行拆裝。
變速器的拆裝
變速器拆裝是了解變速器操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點和觀察變速器的安裝位置以及與發(fā)動機(jī)的聯(lián)結(jié)關(guān)系。掌握鎖銷式慣性同步器的工作原理，了解其結(jié)構(gòu)特點。
本組實習(xí)對象是一個豐田汽車的五擋變速器，其拆裝的過程如下：
1、拆卸：
a、將變速桿置于空擋位置，拆下變速器蓋固定螺栓，取下變速器總成。
b、旋下手制動鼓的固定螺栓，卸下制動鼓。擰下第二軸凸緣固定螺母（同時掛上兩個檔位，防止第二軸轉(zhuǎn)動），拔下第二軸凸緣，旋下手制動底板固定螺栓，取下手制動總成。
c、旋下后蓋的固定螺栓，取下后油封，拆下偏心套固定螺栓，抽出帶速度表從動齒輪的偏心套，拆下第二軸上的速度表主動齒輪。
d、旋下軸承蓋固定螺栓，取下軸承蓋。用專用工具拔出第一軸。取下軸承的內(nèi)外卡環(huán)，壓{拉}出軸承。
拆開變速器后，了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握其運作原理。通過自主測試，探討其檔位以及傳動比，并測試出傳動比的準(zhǔn)確數(shù)值。根據(jù)測試，本組實驗所用的豐田變速器的傳動比分別為：一檔為3.5：1，二檔為2:1,三檔為1.5：1四檔為1：1，倒檔為-4：1。
了解傳動比后，分別觀察不同檔位間的傳輸路徑，從而獲知檔位不同而傳動比不同的原因所在。是要撥動變速桿，從而能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達(dá)到變速的目的。
2、裝配：
a、安裝剛剛拆卸下來的總成、軸承蓋及其個零部件，按先后次序依次安裝上去，要按先拆后裝，后拆先裝。
b、在安裝手制動器的時候要注意其與變檔叉桿的配合。
c、把變速器安裝好后，調(diào)試一其變檔的操作。能正常變檔則為安裝完畢。
3、注意事項：
a、在拆卸變速器前和拆卸時要觀察變速器的機(jī)構(gòu)和工作原理，注意拆卸零件時零件的放置,拆裝順序和拆裝方法；
b、嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)范、操作工藝要求進(jìn)行拆裝；
c、在拆裝機(jī)件時，應(yīng)弄清是否可拆部位，不能強(qiáng)行拆卸，要注意安全，不要使蠻力！要懂得規(guī)律性，技巧性地拆裝，不同零件要用不同或特殊的零件進(jìn)行拆裝。
四、心得體會
兩天的汽車拆裝實習(xí)過得好快！學(xué)到的東西也是很多：
1、過這次實習(xí)，使自己對機(jī)械性操作又有了新的認(rèn)識。通過自己的親自動手發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，通過思考聯(lián)系實際，激發(fā)了思維的同時，還讓我學(xué)習(xí)到了很多書本上沒有的知識，懂得了在書上學(xué)到的只是該怎么更好地應(yīng)用到實際的生活生產(chǎn)當(dāng)中。
2、這次拆裝實習(xí)不僅把理論和實踐緊密的結(jié)合起來，而且還加深了對汽車組成、結(jié)構(gòu)、部件的工作原理的了解，對汽車發(fā)動機(jī)、變速器、車輪這些基礎(chǔ)的都有了印象較為深刻的認(rèn)識，初步可以分辨到發(fā)動機(jī)的種類，如直列還是v型、檔位數(shù)、傳動比等等，這對日后學(xué)習(xí)到專業(yè)機(jī)械課程將會有很大的幫助。
3、在實習(xí)期間，自己的動手能力提高了。雖然在實習(xí)中經(jīng)常遇到很多的問題，但是通過自己和同學(xué)們的探索，還有在老師的幫助下，這些問題都得到了很好的解決。這讓我在這次實習(xí)不僅僅學(xué)習(xí)到了知識，而且提高了與同學(xué)之間的團(tuán)隊合作意識、默契。
4、通過這次拆裝，初步掌握了拆裝的基本要求和一般的工藝線路，對生產(chǎn)與車間的操作有了一定程度上的認(rèn)識，同時也加深了對各種各樣的操作工具的使用和了解，這對日后的學(xué)習(xí)、工作都會有很大的幫助。
學(xué)到的東西當(dāng)然還是有很多的，對與機(jī)械的認(rèn)識，我還在于一個初步的階段，過程中我也認(rèn)識到自己還有很多的知識是不懂得，這還需要自己更加努力地去學(xué)習(xí)、了解這方面的知識。其中的路徑，像通過這一次難得的裝實習(xí)，便是最好的方式。通過這次實習(xí)，我知道，我還需要更多的機(jī)會去實習(xí)，還需要自己更加努力的學(xué)習(xí)。
第2篇 動車輪軌磨耗動力學(xué)研究實習(xí)報告范文
動車輪軌磨耗動力學(xué)研究實習(xí)報告
引言
隨著首列國產(chǎn)時速300公里“和諧號”動車組的問世，我國開始在高速鐵路行業(yè)飛速發(fā)展。列車運行速度的提高給人們生活帶來便捷的同時，也加強(qiáng)了輪軌間的相互作用力，導(dǎo)致輪軌磨耗加劇。輪軌磨耗對輪對最直接的影響是車輪不圓、輪徑產(chǎn)生偏差和踏面外形發(fā)生改變。踏面外形改變必將伴隨名義滾動圓半徑和等效錐度的變化，這些變化都將直接反映到輪軌接觸幾何關(guān)系上，導(dǎo)致車輛動力學(xué)性能惡化，從而影響車輛的穩(wěn)定性、乘坐舒適性和行車安全性。
1 簡述機(jī)車車輛動力學(xué)
機(jī)車車輛動力學(xué)性能包括運行蛇行失穩(wěn)、運行平穩(wěn)性、振動沖擊、輪軌相互作用力等。研究機(jī)車車輛動力學(xué)是一項艱難的任務(wù)。在直線軌道以較低速度運行時，會發(fā)生滾擺問題，速度較高時，可能出現(xiàn)激烈的蛇行或浮沉振動。當(dāng)本文由實習(xí)報告收集整理通過曲線時，車輪可能爬行，產(chǎn)生過大橫向力，造成鋼軌外翻。在編組場，由于車輛碰撞可能造成貨物損壞?？缇€運行時，貨物可能因車輛過激振動而損壞。此外，整個列車可能在水平或垂直方向鼓脹。在不同操縱條件下可能產(chǎn)生很大的牽引桿力而使列車分離。
2 動車組動力模型建立
目前，鐵路行業(yè)大多采用多體系統(tǒng)動力學(xué)軟件simpack對動車組車型進(jìn)行動力學(xué)仿真，研究分析踏面磨耗和輪徑差變化對車輛動力學(xué)性能的影響趨勢，特別是對動車組運動穩(wěn)定性、運行平穩(wěn)性和曲線通過的影響。
應(yīng)用simpack的wheefrail模塊，建立列車系統(tǒng)多體動力學(xué)模型。列車的模型如圖1所示。列車模型中，車體、構(gòu)架、輪對等的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量等屬性通過body來定義，所有零部件之間的運動連接形式用鉸接joint和約束constraint來定義，同時定義各個零件的自由度。轉(zhuǎn)向架上的彈簧、減振器、橫向止擋等以力元件force的形式來定義，其中橫向止擋的非線性特性通過函數(shù)來定義，并在力的設(shè)置中引用。空氣彈簧受力(二系懸掛力)是通過控制模塊來定義的。
圖1 simpack車輛動力學(xué)模型
3 車輪磨耗
3.1車輪踏面
目前各國使用的車輪踏面按外形可以歸結(jié)為三種:圓柱形踏面、錐形踏面和凹形踏面(圓弧形踏面、磨耗型踏面)。其中，磨耗型踏面被廣泛應(yīng)用，它是在研究、改進(jìn)錐形踏面的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。各國車輛運行情況證明，錐形踏面車輪的初始形狀，運行中將很快磨耗，但當(dāng)磨耗成一定形狀后(與鋼軌匹配)，輪軌表面外形逐漸磨合并且冷壓硬化，車輪與鋼軌的磨耗都變得很緩慢，其磨耗后的形狀將相對穩(wěn)定。實踐證明，把車輪踏面一開始就做成類似磨耗后的穩(wěn)定形狀，即磨耗型踏面，可明顯減少輪與軌的磨耗、減少車輪磨耗過限后修復(fù)成原形時漩切掉的材料、延長了使用壽命，減少了換論、漩輪的檢修工作量。磨耗型踏面可減小輪軌接觸應(yīng)力，既能保證車輛直線運行的穩(wěn)定，又有利于曲線通過。
3.2 輪徑差
理想的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向架的4個車輪的直徑應(yīng)該是完全相等的，但是由于各種因素的影響，轉(zhuǎn)向架4個車輪的滾動圓直徑往往不相等，存在輪徑差。輪徑差的表現(xiàn)形式可能有無數(shù)種情形，但他們都可以通過圖2的轉(zhuǎn)向架的4種最典型的輪徑差形式組合得到。
圖2 轉(zhuǎn)向架輪徑差
由于輪徑差的存在會改變輪對的對中平衡位置，進(jìn)而改變輪軌接觸關(guān)系，影響車輛系統(tǒng)穩(wěn)定性。具有輪徑差的輪對等效純滾線偏離軌道中心線的距離與輪徑差和踏面等效錐度有關(guān):輪徑差越大，等效純滾線偏離軌道中心線的距離越大;踏面等效錐度越大，等效純滾線偏離軌道中心線的距離越小。車輪踏面等效錐度越小,車輛的臨界速度越高.
車輪踏面等效錐度的計算公式為
(1)
式中:dl和dr分別為左輪和右輪的滾動圓直徑;yw和λe分別為輪對的橫
向位移和等效踏面錐度。
令輪對徑差dd=dl-dr，則可得到具有輪徑差的輪對的等效純滾線偏離軌道中心線的距離為
(2)
3 踏面磨耗對車輛動力學(xué)性能的影響
3.1 對車輛穩(wěn)定性的影響
踏面外形變化和輪徑差改變都會導(dǎo)致輪軌接觸幾何關(guān)系的非線性增強(qiáng)及等效錐度的增大,最終影響車輛非線性臨界速度。隨磨耗工況的加劇,車輛的非線性臨界速度一直呈明顯下降趨勢,非線性臨界速度的急劇下降,嚴(yán)重影響著運行車輛的穩(wěn)定性。一旦車輛的實際運行速度接近非
第3篇 動車輪軌磨耗動力學(xué)研究實習(xí)報告
引言
隨著首列國產(chǎn)時速300公里“和諧號”動車組的問世，我國開始在高速鐵路行業(yè)飛速發(fā)展。列車運行速度的提高給人們生活帶來便捷的同時，也加強(qiáng)了輪軌間的相互作用力，導(dǎo)致輪軌磨耗加劇。輪軌磨耗對輪對最直接的影響是車輪不圓、輪徑產(chǎn)生偏差和踏面外形發(fā)生改變。踏面外形改變必將伴隨名義滾動圓半徑和等效錐度的變化，這些變化都將直接反映到輪軌接觸幾何關(guān)系上，導(dǎo)致車輛動力學(xué)性能惡化，從而影響車輛的穩(wěn)定性、乘坐舒適性和行車安全性。
1 簡述機(jī)車車輛動力學(xué)
機(jī)車車輛動力學(xué)性能包括運行蛇行失穩(wěn)、運行平穩(wěn)性、振動沖擊、輪軌相互作用力等。研究機(jī)車車輛動力學(xué)是一項艱難的任務(wù)。在直線軌道以較低速度運行時，會發(fā)生滾擺問題，速度較高時，可能出現(xiàn)激烈的蛇行或浮沉振動。當(dāng)通過曲線時，車輪可能爬行，產(chǎn)生過大橫向力，造成鋼軌外翻。在編組場，由于車輛碰撞可能造成貨物損壞。跨線運行時，貨物可能因車輛過激振動而損壞。此外，整個列車可能在水平或垂直方向鼓脹。在不同操縱條件下可能產(chǎn)生很大的牽引桿力而使列車分離。
2 動車組動力模型建立
目前，鐵路行業(yè)大多采用多體系統(tǒng)動力學(xué)軟件simpack對動車組車型進(jìn)行動力學(xué)仿真，研究分析踏面磨耗和輪徑差變化對車輛動力學(xué)性能的影響趨勢，特別是對動車組運動穩(wěn)定性、運行平穩(wěn)性和曲線通過的影響。
應(yīng)用simpack的wheefrail模塊，建立列車系統(tǒng)多體動力學(xué)模型。列車的模型如圖1所示。列車模型中，車體、構(gòu)架、輪對等的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量等屬性通過body來定義，所有零部件之間的運動連接形式用鉸接joint和約束constraint來定義，同時定義各個零件的自由度。轉(zhuǎn)向架上的彈簧、減振器、橫向止擋等以力元件force的形式來定義，其中橫向止擋的非線性特性通過函數(shù)來定義，并在力的設(shè)置中引用?？諝鈴椈墒芰?二系懸掛力)是通過控制模塊來定義的。
圖1 simpack車輛動力學(xué)模型
3 車輪磨耗
3.1車輪踏面
目前各國使用的車輪踏面按外形可以歸結(jié)為三種:圓柱形踏面、錐形踏面和凹形踏面(圓弧形踏面、磨耗型踏面)。其中，磨耗型踏面被廣泛應(yīng)用，它是在研究、改進(jìn)錐形踏面的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。各國車輛運行情況證明，錐形踏面車輪的初始形狀，運行中將很快磨耗，但當(dāng)磨耗成一定形狀后(與鋼軌匹配)，輪軌表面外形逐漸磨合并且冷壓硬化，車輪與鋼軌的磨耗都變得很緩慢，其磨耗后的形狀將相對穩(wěn)定。實踐證明，把車輪踏面一開始就做成類似磨耗后的穩(wěn)定形狀，即磨耗型踏面，可明顯減少輪與軌的磨耗、減少車輪磨耗過限后修復(fù)成原形時漩切掉的材料、延長了使用壽命，減少了換論、漩輪的檢修工作量。磨耗型踏面可減小輪軌接觸應(yīng)力，既能保證車輛直線運行的穩(wěn)定，又有利于曲線通過。
3.2 輪徑差
理想的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向架的4個車輪的直徑應(yīng)該是完全相等的，但是由于各種因素的影響，轉(zhuǎn)向架4個車輪的滾動圓直徑往往不相等，存在輪徑差。輪徑差的表現(xiàn)形式可能有無數(shù)種情形，但他們都可以通過圖2的轉(zhuǎn)向架的4種最典型的輪徑差形式組合得到。
圖2 轉(zhuǎn)向架輪徑差
由于輪徑差的存在會改變輪對的對中平衡位置，進(jìn)而改變輪軌接觸關(guān)系，影響車輛系統(tǒng)穩(wěn)定性。具有輪徑差的輪對等效純滾線偏離軌道中心線的距離與輪徑差和踏面等效錐度有關(guān):輪徑差越大，等效純滾線偏離軌道中心線的距離越大;踏面等效錐度越大，等效純滾線偏離軌道中心線的距離越小。車輪踏面等效錐度越小,車輛的臨界速度越高.
車輪踏面等效錐度的計算公式為
(1)
式中:dl和dr分別為左輪和右輪的滾動圓直徑;yw和λe分別為輪對的橫
向位移和等效踏面錐度。
令輪對徑差dd=dl-dr，則可得到具有輪徑差的輪對的等效純滾線偏離軌道中心線的距離為
(2)
3 踏面磨耗對車輛動力學(xué)性能的影響
3.1 對車輛穩(wěn)定性的影響
踏面外形變化和輪徑差改變都會導(dǎo)致輪軌接觸幾何關(guān)系的非線性增強(qiáng)及等效錐度的增大,最終影響車輛非線性臨界速度。隨磨耗工況的加劇,車輛的非線性臨界速度一直呈明顯下降趨勢,非線性臨界速度的急劇下降,嚴(yán)重影響著運行車輛的穩(wěn)定性。一旦車輛的實際運行速度接近非線性臨界速度,車輛將處于蛇行失穩(wěn)的狀態(tài),這對于車輛運行而言是絕對不允許發(fā)生的。
3.2 對車輛平穩(wěn)性的影響
車輪磨耗后,車輛的橫向平穩(wěn)性指標(biāo)明顯增大,即平穩(wěn)性由優(yōu)良轉(zhuǎn)至合格邊界狀態(tài)。垂向平穩(wěn)性指標(biāo)也有所增加,但變化不大。這僅是在假設(shè)踏面磨耗后未出現(xiàn)車輪不圓的狀況。一旦車輪在磨耗過程中出現(xiàn)了不圓度,動車組的垂向平穩(wěn)性性能將急劇下降。導(dǎo)致車輛橫向平穩(wěn)性性能下降的原因,主要是輪軌在磨耗后,輪對利用踏面進(jìn)行橫移和搖頭位置的調(diào)整,輪軌接觸位置發(fā)生變化。這一方面造成等效錐度增大,同時也造成一側(cè)的輪緣間隙減小。在軌道激勵作用下,增強(qiáng)輪軌橫向動作用力,則增大了輪對的橫向振動。反映到車體上,則導(dǎo)致橫向平穩(wěn)性指標(biāo)變化,最終影響乘客的乘坐舒適度。當(dāng)然,隨著工況惡劣程度的加劇,平穩(wěn)性指標(biāo)還將惡化,這是必須制止的。
3.3 對車輛曲線通過性能的影響
輪軌滾動接觸縱向蠕滑率主要由滾動圓半徑差決定。半徑差越大,輪對偏離軌道中心時縱向蠕滑率越大,縱向蠕滑力也越大。車輛通過曲線時的離心力使輪對貼近外軌,輪對等效錐度的存在使外軌側(cè)車輪的滾動圓半徑大于內(nèi)軌側(cè)車輪,使外軌側(cè)車輪滾動通過曲線的弧長較大,故較大的輪對滾動圓半徑差有利于曲線通過。如果曲線外軌超高過小,由于未平衡離心力較大,未平衡離心力可能使輪對靠向曲線外軌,造成輪對滾動圓半徑差過大,外側(cè)車輪滾動圓半徑過大、內(nèi)側(cè)過小,外側(cè)車輪滾過的弧長大于內(nèi)側(cè),這使輪對沿曲線滾動的過程中逐漸靠近曲線內(nèi)側(cè),又導(dǎo)致內(nèi)軌側(cè)車輪滾動圓半徑隨之增大,而外側(cè)車輪滾動圓半徑隨之減小,則輪對在滾動過程中再次靠近曲線外軌。這樣的反復(fù)過程,可導(dǎo)致曲線蛇行。相反,曲線外軌超高過大時,由于重力作用可能使輪對靠近曲線內(nèi)軌,外側(cè)車輪滾動圓半徑可能太小,而內(nèi)側(cè)太大,輪對沿曲線滾動過程中逐漸靠近曲線外軌,內(nèi)側(cè)車輪的滾動半徑隨之減小而外側(cè)車輪滾動半徑隨之增大。當(dāng)外側(cè)車輪滾動半徑超出內(nèi)側(cè)車輪滾動半徑一定值時,與重力共同作用下,輪對在滾動過程中再次靠近內(nèi)軌,這樣的反復(fù)過程也會導(dǎo)致曲線蛇行。因此，盡管輪對滾動圓半徑差越大曲線通過性能越好,但在曲線外軌超高不足情況下,過大的半徑差會導(dǎo)致輪對在通過曲線時發(fā)生蛇行運動;在設(shè)計規(guī)范規(guī)定的允許超高情況下,通過曲線時未發(fā)生輪對蛇行現(xiàn)象。
