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日本工業規格

JIS

 E

4501

-1995

鉄道車両−車軸強度設計方法

Railway rolling stock

−Design methods for

strength of axles

1.

適用範囲  この規格は,JIS E 4502 に規定する車軸(以下,車軸という。)の輪座の強度設計方法につ

いて規定する。

備考 1.  この規格の引用規格を,次に示す。

JIS E 4502

  鉄道車両用車軸

2.

この規格の中で{  }を付けて示してある単位及び数値は,従来単位によるものであって,

参考として併記したものである。

2.

量記号,量記号の意味及び単位  この規格に用いる量記号,量記号の意味及び単位は,表 のとおり

とする。

表 1  量記号,量記号の意味及び単位

量記号

量記号の意味

単位

a

ジャーナル中心から車輪ボス外側端面までの距離 mm

d

輪座径 mm

g

車輪踏面間距離 mm

h

車輪中心線から車両重心までの高さ mm

j

ジャーナル中心間距離 mm

l

車輪ボスの長さ(xy) mm

r

車輪踏面半径 mm

Z

輪座における車軸の断面係数 mm

3

P

水平力 N

{kgf

Q

0

水平力によってジャーナル上に加わる垂直力 N

{kgf

R

0

水平力によって踏面上に加わる垂直力 N

{kgf}

W

1

軸上の質量による荷重 N

{kgf

M

1

1

軸上の質量による荷重によって輪座に生じる曲げモーメント mN・m {kgf・mm}

M

2

上下付加力によって輪座に加わる曲げモーメント mN・m {kgf・mm}

M

3

水平力によって輪座ボス内側に生じる曲げモーメント mN・m {kgf・mm}

σ

b

車輪ボス内側の輪座に生じる応力 N/mm

2

{kgf/mm

2

}

σ

Wb

輪座の疲れに対する許容応力 N/mm

2

{kgf/mm

2

}

α

L

水平力の 1 軸上の質量による荷重に対する割合

α

V

上下付加力の 1 軸上の質量による荷重に対する割合

m

車軸の用途による応力の割増係数

n

疲れ安全率

G

車両重心

V

使用最高速度 km/h

備考  表中の記号は,表 2,表 及び付図 と対応する。


2

E 4501-1995

3.

強度計算上考慮する事項

3.1

1

軸上の質量による荷重  1 軸上の質量による荷重は,積車荷重の場合に,左右ジャーナル上に加わ

る荷重の和をとる。

3.2

上下付加力及び水平力の 軸上の質量による荷重に対する割合  上下付加力及び水平力の 1 軸上の

質量による荷重に対する割合は,適用する鉄道システムを,高速度鉄道システム(以下,システム 1 とい

う。

)及び在来鉄道システム(以下,システム 2 という。

)に区分して,使用最高速度に応じて

表 のとお

りとする。

なお,車両及び軌道状態に応じて区分を設ける。

システム 1 においては,

区分 SA は,車両及び軌道が最高速度 350km/h 以下の使用を前提に特別の配慮がなされた場合,

区分 A は,車両及び軌道が最高速度 280km/h 以下の使用を前提にされた状態の場合,

に適用する。

システム 2 においては,

区分 A は,車両及び軌道が最高速度 160km/h 以下の使用を前提にされた状態の場合,

区分 B は,最高速度が 130km/h 以下で,区分 A 以外の場合,

に適用する。

表 2  上下付加力及び水平力の 軸上の質量による荷重に対する割合

鉄道システム

適用区分

V

  km/h

α

V

α

L

SA 200

を超え 350 以下

0.002 7V 0.030

+0.000 60V

システム 1

A 150

を超え 280 以下

0.002 7V 0.030

+0.000 85V

60

を超え 160 以下

0.002 7V 0.040

+0.001 2V

A

60

以下

0.16 0.11

60

を超え 130 以下

0.005 2V 0.060

+0.001 8V

システム 2

B

60

以下

0.31 0.17

3.3

応力の割増係数  車軸の用途による応力の割増係数は,1.0∼1.3 とする。

3.4

輪座の疲れに対する許容応力  輪座の疲れ安全率の計算に用いる許容応力は,JIS E 4502 に規定す

る車軸の種類によって

表 のとおりとする。

表 3  車軸の種類及び

σ

wb

単位 N/mm

2

{kgf/mm

2

}

車軸の種類

σ

wb

1

種 98.1

{10.0}

2

種 103

{10.5}

3

種 108

{11.0}

4

種 147

{15.0}

3.5

疲れ安全率  疲れ安全率は,1.0 以上とする。

4.

強度計算式  輪座の強度計算は,次の式(1)(5)による(付図 参照)

W

g

j

M

4

1

 (1)

1

V

2

M

M

α

 (2)

y

R

l

a

Q

r

P

M

0

0

3

)

(

 (3)


3

E 4501-1995

Z

M

M

M

m

b

)

(

3

2

1

σ

 (4)

b

wb

n

σ

σ

 (5)

ここに,

P

j

h

Q

0

P

g

r

h

R

0

P

α

L

W

2

g

j

l

a

y

l

xy

付図 1

備考  図中の記号は,表 と対応する。


4

E 4501-1995

JIS E 4501

  鉄道車両−車軸強度設計方法改正原案作成委員会  構成表

氏名

所属

(委員長)

田  中  眞  一

財団法人鉄道総合技術研究所

山  村  修  蔵

工業技術院標準部

秋  元  孝  生

運輸省鉄道局

箕  田      誠

運輸省鉄道局

手  塚  和  彦

財団法人鉄道総合技術研究所

柿  沼  博  彦

北海道旅客鉄道株式会社鉄道事業本部

田  島  信一郎

東日本旅客鉄道株式会社鉄道事業本部

(主査)

上  林  賢治郎

東海旅客鉄道株式会社新幹線鉄道事業本部

吉  江  則  彦

西日本旅客鉄道株式会社鉄道本部

黒  田  武  定

財団法人日本民営鉄道協会技術部

望  月  一  正

京成電鉄株式会社車両部

岡  根  修  司

近畿日本鉄道株式会社技術室

山  田  博  之

株式会社日立製作所笠戸工場

志  磨  貴  司

川崎重工業株式会社車両事業本部

上  野  照  雄

東洋電機製造株式会社横浜事業所

鈴  木  寿  雄

日本精工株式会社軸受技術センター

(幹事)

戸  谷  靖  隆

住友金属工業株式会社・製鋼所

中  栄  周  三

株式会社日本製鋼所電子・産業機械事業部

小笠原  静  夫

社団法人日本鉄道車輌工業会

(事務局)

太  田      治

社団法人日本鉄道車輌工業会

備考  ○印は,小委員会委員を示す。