Radnaben für Lokomotiven

2024-11-13

I. Struktur und Zusammensetzung

Radmittelteil
- Der Radkörper ist der zentrale Teil der Radnabe einer Lokomotive und besteht normalerweise aus Gussstahl oder Schmiedestahl. Er ist die Zwischenstruktur, die die Achse und die Felge verbindet, und muss die Kraftübertragung von der Achse sowie verschiedene komplexe Belastungen während des Betriebs des Fahrzeugs tragen. Beispielsweise muss der Radkörper beim Anfahren und Beschleunigen der Lokomotive ein enormes Drehmoment aushalten; während der Fahrt des Zuges muss er außerdem den Druck durch das Gewicht der Fahrzeugkarosserie und die Aufprallkraft durch die Unebenheiten der Gleise aushalten.
- Am Radkörper befindet sich ein Teil zum Einbau der Felge. Die Felge wird im Allgemeinen durch Schrumpfen am äußeren Rand des Radkörpers eingebaut. Die Formgestaltung des Radkörpers sollte die Festigkeit und Konzentrizität der Felgenmontage gewährleisten, damit die Räder stabil auf der Schiene rollen können.
Nabenbohrung
- Die Nabenbohrung ist der Teil der Lokomotivradnabe, der zum Einbau der Achse verwendet wird. Die Anforderungen an die Maßgenauigkeit sind extrem hoch und sie muss eng an der Achse anliegen, um sicherzustellen, dass die Achse genau in der Nabe positioniert werden und Kraft übertragen kann. Im Allgemeinen wird zwischen der Nabenbohrung und der Achse eine Presspassung angewendet, d. h. der Durchmesser der Nabenbohrung ist etwas kleiner als der der Achse. Beim Einbau ist es notwendig, die Nabenbohrung durch Druck oder Erhitzen usw. zu erweitern und dann die Achse einzusetzen. Nach dem Abkühlen greift die Nabe fest in die Achse und bildet eine stabile Verbindung.
Speichenplatte
- Die Speichenplatte ist der Teil, der die Radmitte und den Rand der Nabe verbindet. Ihre Hauptfunktion besteht darin, die von der Radmitte getragenen Lasten gleichmäßig auf den gesamten Umfang der Nabe zu verteilen. Die Form und das Strukturdesign der Speichenplatte haben einen großen Einfluss auf die Festigkeit und Steifigkeit der Nabe. Übliche Formen der Speichenplatte sind flache Plattenformen und Wellenformen. Die wellenförmige Speichenplatte kann das Gewicht der Nabe reduzieren und gleichzeitig die Festigkeit gewährleisten. Was die Materialien betrifft, wird für die Speichenplatte normalerweise dasselbe Metallmaterial wie für die Radmitte verwendet, beispielsweise hochfester legierter Stahl, um die allgemeinen mechanischen Eigenschaften sicherzustellen.

II. Funktionen und Rollen

Unterstützende Funktion
- Als wichtiger Teil der Lokomotivräder trägt die Lokomotivradnabe direkt das Gewicht der Lokomotive. Die Lokomotive selbst hat eine enorme Masse, einschließlich des Gewichts der Fahrzeugkarosserie, der Motoren, des Kraftstoffs (bei Diesellokomotiven) und verschiedener anderer Geräte. Die Nabe verteilt diese Gewichte gleichmäßig über die Achse auf jedes Rad und überträgt sie dann auf die Schiene. Während des Betriebs des Zuges, egal ob im Stand oder bei hoher Geschwindigkeit, muss die Nabe die Lokomotive zuverlässig stützen, um sicherzustellen, dass keine Sicherheitsunfälle aufgrund instabiler Stützung auftreten.
Kraftübertragung
- Die Leistung der Lokomotive kommt vom Antriebsmotor (bei Elektrolokomotiven) oder vom Verbrennungsmotor (bei Diesellokomotiven). Die Leistung wird über das Getriebe auf die Achse übertragen, und die Achse überträgt die Leistung dann auf die Nabe. Die Nabe treibt die Räder an, damit sie auf der Schiene rollen, wodurch die Lokomotive vorwärts oder rückwärts fährt. Dabei muss die Nabe das Drehmoment effektiv übertragen können, um sicherzustellen, dass die Lokomotive gemäß den Betriebsanforderungen des Fahrers normal funktionieren kann. Wenn die Lokomotive beispielsweise einen Schwerlastzug zieht, muss die Nabe ein enormes Anfahrdrehmoment aushalten und es in die Drehkraft der Räder umwandeln, damit der Zug reibungslos anfahren kann.
Leitfunktion
- Die Interaktion zwischen der Radnabe der Lokomotive und dem Gleis ist für die Führung der Lokomotive von entscheidender Bedeutung. Da das Gleis eine feste Linie ist, müssen die Nabe und die Räder in Gleisrichtung rollen. Die Form und Einbaugenauigkeit der Nabe stellen sicher, dass die Räder präzise auf dem Gleis fahren können, ohne dass es zu Entgleisungen oder anderen gefährlichen Situationen kommt. Wenn die Lokomotive eine Kurve durchfährt, drehen sich die Nabe und die Räder unter Führung des Gleises entsprechend dem Krümmungsradius der Kurve und stellen so sicher, dass der Zug die Kurve sicher durchfahren kann.

III. Herstellung und Wartung

Herstellungsverfahren
- Die Herstellung von Radnaben für Lokomotiven erfolgt üblicherweise im Guss- oder Schmiedeverfahren. Gegossene Naben können Strukturen mit komplexen Formen erzeugen und sind relativ kostengünstig. Beim Gussverfahren können jedoch Defekte wie Poren und Schlackeneinschlüsse auftreten, die die Qualität der Naben beeinträchtigen. Geschmiedete Naben werden durch Schmieden von Metallbarren hergestellt und ihre inneren Strukturen sind kompakter und weisen bessere mechanische Eigenschaften auf. Während des Herstellungsprozesses sind für die Naben strenge Qualitätsprüfungen erforderlich, darunter zerstörungsfreie Prüfungen (wie Ultraschallprüfungen, Magnetpulverprüfungen usw.), um sicherzustellen, dass die Naben keine inneren Defekte aufweisen.
- Die Anforderungen an die Bearbeitungsgenauigkeit der Naben sind sehr hoch, insbesondere für die Nabenbohrung und die Oberfläche, die mit der Felge zusammenwirkt. Während des Bearbeitungsprozesses sind hochpräzise Werkzeugmaschinen und fortschrittliche Bearbeitungstechnologien wie CNC-Bearbeitungstechnologie erforderlich, um die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität der Naben sicherzustellen.
Wartungspunkte
- Regelmäßige Inspektionen sind der Schlüssel zur Wartung von Lokomotivradnaben. Zu den Inspektionsinhalten gehört, ob die Naben Risse, Verschleiß usw. aufweisen. Beim Gegenstück zwischen der Nabenbohrung und der Achse muss geprüft werden, ob es Lockerungen oder übermäßigen Verschleiß gibt. Wenn an den Naben Risse festgestellt werden, müssen diese sofort ausgetauscht werden, da sich die Risse während des Betriebs des Zuges weiter ausdehnen, was schließlich zum Bruch der Naben und zu schweren Sicherheitsunfällen führen kann.
- Auch die Schmierung ist ein wichtiger Teil der Wartung. Das Verbindungsstück zwischen Nabe und Achse muss entsprechend geschmiert werden, um Reibung und Verschleiß zu verringern. Bei schnell fahrenden Lokomotiven kann die durch Reibung erzeugte Wärme die Leistung der Naben und Achsen beeinträchtigen und sogar zu thermischen Verformungen führen. Daher ist es notwendig, das Schmiermittel regelmäßig zu überprüfen und zu ergänzen, um eine gute Schmierung sicherzustellen.

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