第二节 脱轨原因及其防止措施.ppt

第二节脱轨原因及其防止措施1．线路状态１）曲线超高车辆在曲线上低速运行时，曲线外轨超高使车体向曲线内侧倾斜，从而使外侧车轮减载，内侧车轮增载，而高速运行时，由于曲线外轨超高不足，使车体向曲线外侧倾斜，产生指向曲线外侧的侧向水平力，从而使内侧车轮减载，外侧车轮增载。２）线路的顺坡、三角坑、偶然的凹凸不平等都会使车体产生扭曲，从而引起各车轮轮重的增减载。例如圆曲线和直线交接的过渡曲线（称为缓和曲线）不是处于一个平面内，过渡曲线的内侧钢轨和直线在同一平面内，而外侧钢轨逐渐递减（或递增，视运行方向而定），使两侧钢轨处于扭曲状态，即线路纵断面有一定的坡度，这就是所谓顺坡。当车辆由直线进入缓和曲线时，导向轮对的外侧车轮轮重增载，而由圆曲线进人缓和曲线时，导向轮对的外侧车轮轮重减载。３）线路横向不平顺、小半径曲线、道岔以及局部不平直都可能引起较大的侧向力。４）在Ｓ形曲线上，当机车推进时，车辆之间的纵向作用力将使侧向力增大。２车辆结构参数和状态１）转向架和车辆的斜对称载荷产生固有的轮重增减载。转向架的斜对称载荷可能是由于构架、弹簧和轮径的制造公差造成的；车辆的斜对称载荷可能是由于左右空气弹簧的压力差、四角旁承高低不平、前后心盘面不平行或对角旁承压死等原因造成的。当转向架构架、车体的扭曲刚度和轴箱弹簧垂直刚度较大时，车辆经过扭曲线路的轮重减载量也较大；２）旁承摩擦力矩阻碍转向架转动，车辆通过曲线时，摩擦力矩增加，轮缘侧向力也增大。我国车辆研究部门对长２５米客车的试验表明，若用旁承支重，摩擦力矩增加８０％时，相应的轮缘侧向力大约增加４０％。摩擦力矩大者，轮缘侧压力就大些，其脱轨系数也大些；３）轴箱横向定位刚度过大，将使轮对与钢轨之间的侧向力增大；４）车辆的重心位置越高，则未被平衡的横向力引起的垂直增减载越大。象罐车、棚车的重心较高，所以抗脱轨的安全性较差。此外，车辆振动、车轴的平行度、轮缘倾角、轮轨之间的摩擦系数等等，对于抗脱轨的安全性都有程度不同的影响。３运用条件１）车辆的装载状态。空车比重车容易脱轨，这是由于空车时的弹簧挠度比较小，对线路扭曲的适应能力较差；货物偏载将使重心偏向一侧或一端，也会影响到各车轮轮重的分配。因此，对货物偏载要有一定的限制；２）有大车与小车连挂的列车通过曲线时，由于大车端部偏离线路中心线比小车大，因此大车对小车有较大的指向曲线外侧的侧向力；３）不同的运行速度，对车辆脱轨有不同的影响。当车辆通过曲线时，通常分为超速、平衡速度、低速三种情况。试验表明，通过曲线时，低速运行比高速运行容易发生脱轨；４）反向运行即当机车推进时，车辆之间的车钩作用力是压缩力，有可能造成车辆两端各向线路一侧偏移的状态，产生如同前述的在Ｓ形曲线上运行那样，使前后转向架侧向力增大。同时，还有可能使车辆向上撅起，使其轮重减载；５）风力对防止脱轨安全性也是不利的，特别是对长大轻型的车体，风力影响更为显著。综上所述，引起车辆脱轨的原因很多，而从脱轨时受力分析的角度来看，影响车辆脱轨的因素可以分为两大类：一类是使轮重减小的，一类是使轮轨之间的侧向力加大的。据我国车辆科研部门试验表明，车辆低速通过曲线时，轮重减载比侧向力的加大更不利。因而在这种运行条件下，分析和研究车辆脱轨问题时，应着重注意轮重减载的影响，同时也要注意到侧向力的影响。