輪對踏面外形

車輪徑向截面上由輪緣和踏面形成的輪廓線車輪輪緣和踏面外形的選擇,不僅影響車輪的磨耗和使用壽命，而且直接關(guān)系到機(jī)車車輛的曲線通過性能和走行質(zhì)量。輪緣使車輪能可靠地通過曲線和道岔，不致脫軌。踏面呈圓錐形，在滾動圓附近錐度1:10。通過曲線時，外側(cè)車輪以靠近輪緣的較大直徑在外軌上滾動，內(nèi)側(cè)車輪以較小直徑在內(nèi)軌上滾動，這樣，一方面使輪對隨線路方向變化而起導(dǎo)向作用，同時內(nèi)外輪滾動距離的不同還可補(bǔ)償內(nèi)外軌長度之差的影響。在直線上運行時，如果輪對偏離其在線路上的中心位置，則兩輪滾動半徑之差將使輪對向恢復(fù)其中心位置的方向運動。車輪外側(cè)錐度為1:5，可加大輪對兩輪滾動半徑之差,使其易于通過小半徑曲線。但圓錐形踏面同時也是產(chǎn)生機(jī)車車輛蛇形運動和影響走行質(zhì)量的根源。減小踏面錐度有助于抑制蛇行運動，但輪緣磨耗顯著加劇，旋輪周期和車輪使用壽命大為縮短。這種辦法僅在一些高速客運列車上采用。另一方面，車輪輪緣踏面外形在運行初期磨耗較快，以后逐漸趨向穩(wěn)定，磨耗減慢。旋修恢復(fù)后的外形仍不能保持很長時間，而且金屬切削量很大。因此，有些國家的鐵路采用了一種接近于磨耗達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài)的輪對踏面外形，稱為 ，又稱磨耗形踏面。采用這種外形不僅可減少車輪磨耗，延長旋修周期，而且由于改善了輪軌接觸狀態(tài)，接觸應(yīng)力也可有所降低。

車輪直徑以滾動圓(與車輪內(nèi)側(cè)面平行并相距70毫米的平面與車輪踏面相交所成的圓)處的直徑為其公稱值。中國鐵路目前使用的貨車輪徑為 840毫米，客車輪徑為915毫米，內(nèi)燃機(jī)車輪徑為1050毫米,電力機(jī)車輪徑為1250毫米。蒸汽機(jī)車各種車輪的直徑因機(jī)型而異，動輪直徑通常在1370~2000毫米之間。

車輪在運用中與鋼軌接觸部分承受很大的壓力和 ，其接觸表面產(chǎn)生彈性變形和很大的接觸應(yīng)力;在運行中，左右兩輪不可避免地以不同直徑在鋼軌上滾動，產(chǎn)生滑行和車輪磨耗;在制動時，車輪踏面還受到閘瓦的劇烈磨損，并產(chǎn)生高溫。所有這些，要求車輪踏面部分的材質(zhì)必須具有很高的強(qiáng)度、硬度和沖擊韌性，并具有良好的耐磨性。壓裝在車軸上的輪轂主要承受彈性力，輻板或輻條只承受壓力和彎曲力，這些部分要求有較高的韌性。輪箍輪的輪箍和輪心，可以采用不同材質(zhì)，因而能夠較好地滿足上述要求。整體輪在踏面耐磨性方面不如輪箍輪，但其重量較輕，費用較省，更重要的是輪箍不會松弛和崩裂。中國鐵路目前在機(jī)車上仍用輪箍輪，在客、貨車輛上已全部使用整體輾鋼輪。

車輪上與鋼軌相接觸的部分，即車輪的外圈，在整體輪上稱為輪輞，在輪箍輪上稱輪箍。輪輞或輪箍上與鋼軌相接觸的表面稱為踏面，踏面一側(cè)凸起的部分稱為輪緣。輪緣位于鋼軌的內(nèi)側(cè)，可防止輪對滾動脫軌，并起導(dǎo)向作用。車輪上與車軸相結(jié)合的部分稱為輪轂。輪轂與輪輞用輪輻連接。輪輻可以是連續(xù)的圓盤，稱為輻板;也可以是若干沿半徑方向布置的柱體，稱為輻條。

車輪按結(jié)構(gòu)可分為輪箍輪和整體輪兩大類。輪箍輪是將輪箍用熱套裝法裝在輪心上，鑲?cè)肟郗h(huán)而成。扣環(huán)可在輪箍和輪心配合松弛時防止輪箍脫出，起安全止擋作用。整體輪是將輪箍與輪心上的輪輞合成一個整體。此外，有些國家還采用在輪輞與輻板之間加入彈性元件的車輪。這種車輪稱為彈性車輪，通常只在地下鐵道車輛上使用。

車輪壓裝在車軸上，同一車軸上兩個車輪間的距離與軌距相適應(yīng)，從而使輪對可在鋼軌上滾動。

①輪座，車輪壓裝處，也是車軸上直徑最大的部分;②軸頸，車軸上與軸承相作用的部分;③軸身，兩車輪之間的部分，有些客、貨車車軸的軸身自輪座向中央逐漸縮小，也有一些軸身通長為圓柱形，柴油機(jī)車和電力機(jī)車的傳動齒輪和采用盤形制動的機(jī)車車軸的軸裝式制動盤即組裝在軸身上;④防塵板座，客、貨車車軸上軸頸與輪座之間的過渡處，其上裝有滑動軸箱的防塵板或滾動軸箱的后擋板;⑤軸領(lǐng),客、貨車車軸兩端比軸頸凸出的部分，用以阻擋滑動軸承在軸頸上的過大移動，滾動軸承車軸上沒有軸領(lǐng);⑥軸頸后肩，軸頸上靠近防塵板座的部分，為避免直徑突然改變引起應(yīng)力集中而作成圓弧過渡。

機(jī)車車輛在運行中加于車軸的載荷是不斷變化的，而且由于輪對不停地旋轉(zhuǎn)，車軸內(nèi)產(chǎn)生交變應(yīng)力。因此，必須提高車軸材質(zhì)的持久極限。為此在制造過程中軸身，須進(jìn)行全長旋削加工，軸頸和輪座實行輥壓強(qiáng)化，在輪座部位和軸頸后肩圓弧過渡(滾動軸承)處設(shè)置減載槽;在整個使用期中要實行嚴(yán)格的超聲波和電磁探傷。

車軸通常是實心的，但車軸應(yīng)力在截面上的分布是不均勻的,越接近表面就越大,而在中心的應(yīng)力很小。因此有可能采用空心車軸代替實心車軸，以減輕簧下重量對機(jī)車車輛和線路的有害影響?？招能囕S在一些國家的鐵路上雖已試用多年,但由于在運用中受力狀態(tài)復(fù)雜,仍在研究改進(jìn)中。