车辆构造与检修(第二版)
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第七节 车辆检修限度

车辆检修限度是车辆在运用中和定期检修时,对零件允许存在的损伤程度和零件位置允许变化的程度所规定的尺寸标准。例如,货车D型车轮轮辋磨耗后最小厚度余量为23mm,车钩高度最高890mm,最低815mm(重车时)都是车辆检修限度。车辆检修限度是车辆规章中很重要的内容。在日常保养中用检修限度来判断零件能否继续使用;在定期检修中用检修限度来判定零件是否需要修理及检修后质量是否合格。车辆检修限度规定是否合理与车辆的技术质量和车辆检修的经济效益非常密切。

制定车辆的检修限度是一件十分复杂的工作,单用理论计算的方法,很难充分反应车辆在实践运用中的各种影响因素。车辆检修限度是通过对零部件进行理论分析,并根据长期实践经验来制定的,为了便于理解、掌握车辆检修限度,对制定车辆检修限度的主要原则简要加以说明。

一、车辆检修限度的种类

车辆检修限度以使用场合不同分为运用限度和定检限度。定检限度又可分为厂修限度、段修限度和辅修限度三种。各种限度都是对零件的有关尺寸做的规定,尺寸单位为mm。

1.运用限度

运用限度是指零件的损伤已达到了极限损伤或车辆及部件的位置达到了极限状态。超过了这个尺寸,车辆不能继续使用,必须进行修理和更换,才能保证车辆的正常使用和行车安全。运用限度也叫做列检限度或最大限度。

2.定检限度

定检限度是指车辆进行各种定期检修时应控制的检修限度。各种修程对车辆修复程度的要求不同,因而有各种限度。如货车D型车轮轮辋厚度(无辐板孔),厂修限度为28mm,段修限度为26mm,辅修限度为24mm。

有些零件只规定有定检限度,没有运用限度,这种零件在列车检查中不需要检查其限度;有些零件只有高级修程的限度而无低级修程的限度,则该零件在低级修程中不做检修要求。也有的零件只有运用限度或低级修程限度,而无定检限度或高级修程限度,则说明该零件在定期检修的中、高级修程中不允许有这种缺陷。

在车辆进行轴检或临修时,更换的轮对按轮对段修限度要求,其他重点检修部分按辅修限度要求,一般零件则按运用限度要求。

二、确定运用限度的基本原则

确定零件的的运用限度的基本原则是以该零件发生的损伤对零件的正常使用和对行车安全的影响为主要根据的。一般情况下,制定零件的运用限度要考虑以下几个问题。

1.零件本身的工作条件

对于零件本身的工作条件主要考虑以下两个问题:

(1)损伤程度是否破坏了零件的强度条件。

(2)损伤程度是否造成该零件损伤急剧发展而达到危险程度。

车辆许多零件的运用限度是根据零件的强度要求规定的。因为大多数损伤,如磨耗、裂纹、腐蚀等都使零件的有效断面而减小,在相同载荷下产生的应力就增大。当损伤程度发展到使零件的应力大于许用应力时,零件就不能继续使用,这种损伤程度就是运用程度,如车轮轮辋的最小厚度、磨耗后轴颈的最小直径和底架各梁腐蚀的最大深度等就是依此而定的。

对于受交变载荷的零件,其许用应力是根据材料的疲劳强度规定的。因此应当注意这种零件的损伤对疲劳强度的影响。对疲劳强度影响最大的是零件外形骤变及表面缺陷引起的应力集中。疲劳裂纹最容易从应力集中处发生,有些限度如车轴的磨伤深度,轴肩的圆角半径等就是根据这种因素确定的。

有些零件的磨损达到一定程度后,磨损速度会急剧发展而破坏零件的正常工作条件,危及行车安全,这种急剧磨损阶段开始时的磨损量就是该零件磨损的运用限度。

2.零件与其他部分的配合

许多零件的运用限度不仅要考虑零件本身的工作条件,还要考虑与其他零件的配合条件,否则也不能正常工作,甚至危及行车安全。

(1)轮对与钢轨的配合:车轮踏面磨耗后破坏了轮对在钢轨上运行的条件,使运行阻力增大;还会使轮缘相应地增高,严重时有可能切断钢轨的连接螺栓,造成列车脱轨事故。

(2)销子与孔的配合:车辆上许多零件是用销子来连接的。销子与孔的磨耗限度不仅要考虑其本身的强度条件,还要从销与孔的配合加以考虑确定。销子与孔磨耗后,两者间间隙增大,不仅影响了它们的配合工作性能,也对有关装置的作用性能产生很大影响,例如在基础制动装置中,会影响制动力的大小。

(3)其他配合:例如,两辆车连挂时,为确保两车钩在运用中能正确连接在一起,就要据此规定好车钩零件的运用限度。

3.对车辆运用性能的要求

这方面主要是考虑车辆运行的安全性和运行的平稳性。

(1)车辆运行的安全性:安全性是指车辆运载对象的安全和车辆本身安全两个方面。例如为保证车辆在运行中不致与建筑物和其他设备发生冲突,就规定了车辆下部零件和侧面零件的运用限度。为了防止车内货物不致倒塌及车辆的偏载,还规定了车体倾斜的运用限度。

(2)车辆运行的平稳性:为了限制车辆在运行中发生过大的横向振动、垂向振动和横向摆动,均对有关零部件规定了一系列运用限度。例如踏面擦伤、剥离会引起车辆过大振动;旁承间隙的大小能影响转向架转向的灵活性及车体左右摆动的幅度。规定这些零件的运用限度时须考虑与车辆运行平稳性的关系。

4.车辆检修及运输的经济效益

有的零件损伤能造成其他部分加速损坏或增加运行阻力等经济损失,零件的损伤程度越大,造成的损失越大。如果将这种零件的运用限度定得严些,就会增加修理次数,增加了修理费用。这时确定运用限度,应在保证安全的前提下使各种损失之和最低,以车轮踏面的磨耗限度为例,对其做经济性分析,如图1-24所示。

图线2表示随着踏面磨耗限度增大,轮轨间运行阻力加大,多耗费牵引动力,使运营费用增大;图线1表示修理踏面的次数减少,修理费减小;图线3为以上两者费用之和,我们把运营费与修理费之和的最低点所对应的踏面磨耗量作为踏面磨耗的运用限度显然是比较经济的。

图1-24 根据经济原则确定检修限度的方法

1—修理费用;2—阻力所造成的费用;3—两项费用总和

三、确定定检限度的基本原则

定检限度是决定零件在各级修程中修与不修及其装配条件是否合格的标准,直接影响到车辆修理后的技术质量和所需用的修理费。制定定检限度主要考虑以下几点。

1.保证零件安全运行到下一次定期检修

各种零件的使用寿命不同,修理工作的复杂程度各异,在各种修程时检修要求也不一样。各种修程的定检限度应基本保证零件在该修程的检修周期内不致发生极限损伤。但对于使用期限过短的零件要保证它使用到下一次低级修程时不发生极限损伤。在制定零件的定检限度时,首先要了解该零件的损伤速度及本修程到下次定期检修的期限。该零件的定检限度一般可由下式计算:

Y定检=Y运用±UT(如果限度为零件的剩余尺寸则用+)

式中 Y定检——零件的定检限度;

Y运用——零件的运用限度;

U——零件损伤的发展速度;

T——本修程到下次修程的时间(保证期)。

例如,货车车轮踏面磨耗的运用限度为8mm,段修保证期为一年,踏面磨耗速度据统计为每年则段修限度为

Y段修=Y运用-UT=8-3×1=5(mm)

2.各修程间的相互配合

定检限度对不同修程提出不同的要求,也是明确划分各种修程修理范围的一个标准。制定定检限度应考虑各修程间的相互配合。易损零件使用期限很短,在高级修程后不能保证很长的期限,在低级修程和日常保养时就要及时修理;而修理工作量大、修理工艺复杂的零件就要求高级修程给予彻底修复,给低级修程和日常保养减轻负担,提供方便的工作条件。如货车同一辆车两车钩中心线至轨面的高度差,辅修规定为20mm,段修规定为10mm,就是为了把复杂的调整车钩高度的工作集中在厂、段修时进行。

3.在保证质量的同时,节约原材料

从经济角度考虑,有的零件使用时间不长,但在日常保养时容易更换,如果在段修、辅修时要求更换新品,大量的旧零件不能充分利用,造成经济损失。考虑到节约原材料,在保证质量而不影响正常使用的条件下,可把段修、辅修的定检限度放宽一些,节约原材料,达到降低成本的目的。