第四节　轮对内侧距离与线路的关系

一、轮对内侧距离与线路尺寸的关系

轮对在正常状态线路上运行时，轮缘的内侧距离和车轮踏面几何形状，是影响行车安全和运行平稳性的重要因素。轮对内侧距有严格规定，一般铁路标准轮对内侧距离为（1353±3）mm，因为它影响到如下几个方面。

1.保证轮缘与钢轨之间有一定游间，以减少轮缘与钢轨的磨耗，实现轮对的自动调中作用，并且，避免对轮对两侧车轮直径的允许公差要求过高，避免轮轨之间的过分滑动及偏磨现象。我国《铁路技术管理规程》规定，对于标准轨距线路，无论在直线上或曲线上的最小轨距为1433mm，而标准轮对最大内侧距离为1356mm，见表2-14。车轮轮缘最大厚度为32mm，轮缘与钢轨之间最小游间δ可由下式求得：

δ=1433-（1356+32×2）=13（mm）

由上式可知，每侧轮缘与钢轨之间的平均最小游间为6.5mm，这样的游间可以保证正常状态下轮缘与钢轨不致发生严重磨耗。但从车辆运行品质角度考虑，游间过大可能增大蛇形运动的振幅，则要求有尽可能小的游间。因此，从保证行车安全的考虑出发，轮缘与钢轨的游间不宜太大也不能太小。

2.安全通过曲线：为了便于机车车辆在曲线区段转向，曲线轨距都要适当加宽，《铁路技术管理规程》规定最小曲线半径区段的最大轨距为1456mm。轮对运行到曲线区段时，由于离心现象，一侧车轮轮缘紧靠外轨，轮对另一侧踏面在内轨上应保证有足够的宽度，以防轮对踏面单位接触应力过大而产生裂纹或变形甚至脱轨。内侧面车轮踏面在内轨上的这个必要的宽度，叫做安全搭载量。

标准型轮对的最小内侧距离为1350mm，轮缘厚度最薄为23mm，轮辋厚度为135mm。假定一侧轮缘紧贴钢轨，则另一侧车轮踏面的理论安全搭载量可由下式求得：

λ=1350+23+135-1456=52（mm）

如果考虑到运用中可能产生的不利因素，则

①钢轨头部圆弧半径最大为13mm；

②钢轨负载后造成的弹性外挤开为8mm；

③车轮踏面外侧倒角为5mm；

④轮对负载后内侧距离减小量为2mm。

按最不利的条件累计后，则车轮踏面实际安全搭载量λ′为：

λ′=52-13-8-5-2=24（mm）

由上述计算可知，轮对在最不利的情况下仍有24mm的安全塔载量，足以保证行车安全，不会因搭载量不足而导致车辆脱轨。

3.安全通过道岔：《铁路技术管理规程》规定，辙叉心作用面至护轮轨头部外侧的距离不小于1391mm，而辙叉翼轨作用面至护轮轨头部外侧的距离不大于1348mm（图2-18和图2-19）。为此要求：

（1）轮对最大内侧距离加上一个最大轮缘厚度，应小于或等于1391mm，即1356+32=1388mm<1391mm。如大于1391mm，车轮轮缘将骑入辙叉心另一侧，导致脱轨。

（2）轮对最小内侧距离应大于1348mm，否则，轮缘内侧面将被护轮轨挤压，不能安全通过道岔。

从上面的分析可知，应该对轮对内侧距离要有严格的规定。

二、踏面斜度与曲线半径

车辆通过曲线时，为使压装在同一车轴上左右两个车轮与轮轨之间不发生滑动现象，理想情况是运行中外轮滚动的距离与外轨长度相适应，内轮滚动距离与内轨长度相适应，于是每个瞬时的车轴纵向中心线与曲线半径的方向总是相重叠的（保持径向），轮对以如此状态通过曲线，称为径向通过曲线。这样的通过，可以减小运行阻力，减小轮轨之间的磨耗，并有利于避免脱轨现象的发生。由于轮对踏面具有斜度λ，轮缘与钢轨之间存在游间，当车轮外移y时，可使内侧车轮以小半径r0-λy，外侧车轮以大半径r0+λy同时滚动。在纯滚动条件下，锥形车轮通过曲线如图2-20所示。因为b、r0、y与R相比均是最小的量，故可运用三角形相似定理，近似得到下式

则有

式中　R——曲线半径，也是轮对纯滚动时转动半径；

r0——车轮半径；

λ——踏面斜度或等效斜度；

b——轮对的两滚动圆半径；

y——轮对横向外移量。

分析上式可知，若b、r0、y各参数为常数，则踏面斜度λ与曲线半径R成反比，这说明增大踏面斜度λ，在不发生活动现象的情况下可以通过较小的半径R的曲线。

实际运行线路，正线的最小曲线半径为250mm。为能使车辆顺利通过小半径曲线，应允许轮对横移量y增大，也就是要求曲线区段轮轨之间的游间比直线区段要加大，也就是把外侧钢轨外移。在《铁路技术管理规程》中具体规定了曲线的加宽。例如，曲线半径R<350m时，轨距最大宽度为1456mm（mm），轮缘最小内侧距离为1350mm，轮缘厚度最薄限度为23mm，故轮轨之间最大间隙δ′为

δ′=1456-（1350+2×23）=60（mm）

从上述分析可以得出：

（1）车轮踏面必须有斜度，增大踏面斜度，可以通过较小的半径曲线。

（2）为了使车辆顺利通过曲线，曲线区段（R≤650mm时）的轨距要加宽。