客車車輪踏面故障原因分析及對策

杜金光

（上海鐵路局 合肥車輛段，安徽合肥230011）

近些年，既有客車經多次提速后，運行速度基本已接近設計速度，客車車輪在運行一段時間后，集中出現車輪踏面剝離、車輪失圓等輪對故障，造成車輛運行振動大，運行品質差，對客車安全構成了不利影響。為減少車輪故障對車輛運行品質、運行安全的影響，分析車輪損傷原因、規律，我們對臨修輪對進行了統計分析并參考相關研究資料，提出實施方案和解決對策。

1 調查及分類統計

2011年11月～2012年10月對上海鐵路局運用客車臨修輪對進行了統計。全鐵路局運用客車總數3 364輛，更換輪對2 775條。主要原因分析如下：

（1）故障率與車型分析

由表1可見，25G型客車輪對臨修量占總量的88%，臨修率是25K型車的3.8倍、25T型車的9倍，遠高于其他車型。分析原因為：

① 對于25T、25K型客車，由于主要開行直達列車或特快列車，停站少、制動少；轉向架有空氣彈簧、使用盤形制動并且安裝了電子防滑器，車輪踏面受沖擊、磨耗小，客車輪對臨修率明顯較少。反之，25G型客車，由于停站多、制動多；轉向架無空氣彈簧；大部分采用踏面制動且未安裝電子防滑器，車輪踏面受沖擊、磨耗大，輪對臨修率明顯較高。

② 對于普通綠皮客車，由于上海鐵路局主要開行管內或作為通勤車使用，且大部分客車日常處于備用狀態，使用率低、運行時間短，輪對臨修率較低。

表1 故障率與車型

2 故障原因與車型分析（見表2）

由表2可見，踏面剝離、凹陷、局部輾寬、不圓故障在各車型臨修輪對中均占有較高比率。

表2 故障原因與車型分布

3 輪對故障與走行公里分析（見表3、表4）

（1）由表3可見：踏面剝離、凹陷、局部輾寬、失圓、擦傷、磨耗到限，隨走行公里而變化，特別是到30萬km以上時，臨修量明顯增加，增幅較大，上升趨勢較快且保持高位。

（2）由表4可見，25G、25K、25T型客車在40萬kmkm以下時，臨修量隨走行公里增加而增加，特別是到30萬km以上時，臨修量明顯增加，上升趨勢較快；而且25G型客車表現更為明顯，30～40萬km內臨修輪對幾乎與0～30萬km內臨修輪對總量相當，30～60萬km內臨修輪對量是0～30萬km內臨修輪對量的3.4倍。

表3 故障原因與走行公里分布

表4 車型、故障原因與走行公里分布

（3）在表4中，25K、25T型客車在走行到40～50萬km、25G型客車在走行到60萬km以上后輪對故障數大幅下降，主要原因為25K、25T型在走行40～50萬km后施行A2修，25G型客車在走行到60萬km以上時進行段修，對輪對進行旋修，輪對質量基本得到全面恢復。

（4）由表4各車型對比，更直觀看出，25G型客車踏面剝離、凹陷、局部輾寬、失圓、擦傷、磨耗到限這類故障，在走行公里數在30萬km以下時，臨修輪對數量較少，臨修量隨走行公里上升趨勢較緩。走行公里數到30萬km以上時，臨修量明顯增加，上升趨勢較快且保持高位。

（5）普通客車由于使用不正常，故障原因雖與走行公里有關聯，但規律不明顯。

4 結束語

上海鐵路局運用客車臨修輪對主要為25G型客車，臨修原因主要為踏面剝離、凹陷、局部輾寬、失圓、擦傷、磨耗到限，輪對故障隨走行公里增加而增加，走行公里到30萬km以上時臨修量激增，在30～60萬km內，故障量、故障率有高位分布。

根據專業院所研究表明，車輪產生踏面剝離和失圓故障的直接原因是由于車輛運行中經過曲線時與鋼軌（特別是曲線內軌）接觸應力較高，加之曲線區段的鋼軌硬度均較高，導致車輪踏面局部出現材料接觸疲勞、塑性變形和剝離等故障。

因此造成車輪故障的影響因素包括以下幾個方面：

（1）車輪材質方面。現有KKD車輪強度和硬度與目前鋼軌（特別是曲線區段）的匹配不理想，鋼軌材質明顯高于車輪。

（2）線路條件方面。曲線區段鋼軌的硬度明顯高于直線區段鋼軌，對車輪的適應性提出了更高要求。

（3）車體轉向架方面。25G型客車為鋼彈簧轉向架，且大部分車為踏面制動、無防滑器，其車輪踏面沖擊、磨耗高于采用空氣彈簧、制動盤、防滑器的25K、25T型車。

（4）目前車輪的檢修周期較長，大部分車長期帶故障運行，故障不斷惡化、增加。

基于現場臨修數據統計，從輪軌關系角度分析，定期對車輪進行踏面旋修，不僅能從輪軌型面匹配和車輪失圓方面改善輪軌受力狀態，還可將踏面裂紋及早去除掉，避免裂紋進一步擴展形成大面積剝離。

建議：

（1）25G型及非提速客車走行公里數到達30±3萬km時，進行輪對旋修或更換。在主要客車整備所安裝客車不落輪旋修車床，客車走行公里到達30±3萬km時全面檢測車輪踏面狀況，嚴格輪對限度，不符合要求的進行旋修或換輪。

（2）25K、25T型運用客車走行公里數到達40±10萬km時，嚴格執行A2修旋輪要求。