鐵路貨車車輛輪對故障問題的研究與分析

王芳（南車長江車輛有限公司武漢分部，湖北武漢 430212）

鐵路貨車車輛輪對故障問題的研究與分析

王芳
（南車長江車輛有限公司武漢分部，湖北武漢 430212）

作為鐵路貨車車輛的支撐走行部件，輪對長期工作于高速重載多粉塵的環(huán)境中，相關工作面長期承受交變接觸應力的作用，因此極易發(fā)生踏面擦傷、輻板孔裂紋、輪緣磨損等故障。如果任由故障繼續(xù)發(fā)展，會給鐵路貨車車輛帶來額外的沖擊振動，嚴重時甚至會導致車毀人亡的嚴重事故，因此對鐵路貨車車輛輪對故障問題展開研究就迫在眉睫了。

鐵路貨車 輪對 故障 應對措施

1　鐵路貨車車輛輪對的常見故障

1.1輪對踏面損傷

（1）踏面擦傷及局部凹陷。引發(fā)輪對踏面擦傷的原因主要是制動力過強，車輪抱閘滑行或緩解不良；局部凹陷發(fā)生的原因主要是材質不良，有局部軟點、縮孔、硬度不足，經(jīng)滾動磨耗后造成。踏面擦傷及局部凹陷超限會使車輪加劇振動及沖擊，造成鐵路貨車車輛配件、貨物及鋼軌損傷并導致燃軸。

（2）踏面圓周磨耗。踏面圓周磨耗主要是由于踏面長期運行與鋼軌摩擦而造成的，當踏面圓周磨耗過大時，車輪將變成圓柱形而喪失踏面的作用。一般而言，影響踏面圓周磨耗的因素主要包括制造的工藝及車輪的材質、運行的速度、車輛的載重、使用的頻率、轉向架的結構、線路的條件、閘瓦的質量等。

（3）踏面缺損。引發(fā)踏面缺損的原因，主要是材質不良、外側輾堆、意外打擊及機械化調車作業(yè)碰撞等。

（4）踏面剝離。踏面剝離產(chǎn)生原因主要為材質不良、有夾渣，在運行中經(jīng)反復輾壓，材質疲勞而出現(xiàn)鱗片狀剝落，稱為疲勞型剝離。另外由于制動抱間產(chǎn)生高溫，在冬天又急劇冷卻，經(jīng)常反復熱脹冷縮而在表面出現(xiàn)細小裂紋，經(jīng)輾壓使金屬剝落，稱為熱剝離。踏面剝離超限的危害與踏面擦傷的危害相同。

1.2輪緣磨損

輪緣只在鐵路貨車車輛通過曲線和道岔時，才會因承受水平力的作用，與外軌內側面摩擦而產(chǎn)生磨損。輪緣磨損一般包括輪緣厚度減小、輪緣垂直磨損及輪緣頂部形成鋒芒等三種形式，當輪緣磨損超限時將產(chǎn)生如下嚴重后果：

（1）輪緣形成鋒芒后，在輪對通過道岔時，可能擠開尖軌而發(fā)生脫軌事件，因此輪緣磨損成芒后要及時進行輪對的更換。

（2）輪緣厚度磨損變薄后會導致強度的下降，當輪對通過曲線或作蛇形運動時，輪緣在鋼軌水平力的作用下會導致崩裂缺損，甚至會造成行程事故。此外，車輪與鋼軌的安全搭載量是根據(jù)軌距、車輪內側距及輪緣厚度等因素制定的，如果輪對一側車輪輪緣磨損過薄，那么會影響一側車輪與鋼軌的安全搭載量。

（3）輪緣垂直磨損超過限度時，其輪緣根部與鋼軌內側面形成平面接觸，當車輪通過道岔時，由于輪緣與鋼軌接觸處沒有弧形，因此會使車輪碰擊尖軌而造成脫軌事件。

1.3其他故障

（1）輻射板的裂紋故障。輻射板裂紋故障發(fā)生的原因，主要是鐵路貨車車輛在加載和提速后，沒有及時更換新設計的車輛，使得沿用之前設計的車輛在車輛材質和結構性能上都無法滿足當前鐵路運輸?shù)氖褂眯枨螅瑥亩鴮е仑涇囕唽Ξa(chǎn)生不同程度的輻板孔裂紋；（2）軸頸到限與軸身銹蝕故障。軸頸到限與輻板孔裂紋故障相似，主要是貨車提速和加載過程中，滾動軸承故障率的上升及頻繁的卸載，最終導致軸承的軸頸到限。軸身的銹蝕主要是裝用酸堿類罐車或冰保車時，軸身的油漆防護措施不嚴而導致。

2　鐵路貨車車輛輪對常見故障的應對措施

2.1提高司機的操縱水平，增強檢修人員及檢車員的責任意識

首先，鐵路貨車車輛應加入全列車制動系統(tǒng)，司機要按照規(guī)程進行操作，正確掌握充風時間，減少輪對踏面擦傷，必要時配合撒沙來增加粘著力。在貨車開車時，司機必須等待貨車中的車輛完全緩解后再運行；在對貨車實施制動作用時，避免發(fā)生貨車管瞬間減壓量過大的情況，杜絕誤操作使運行中的貨車發(fā)生緊急制動。

其次，檢修人員要落實制動閥“兩次清洗”及“兩吹一擦”卡控措施，加大制動閥試驗過程檢查力度，強化制動閥試驗過程中的故障發(fā)現(xiàn)及處理能力；加強現(xiàn)車制動裝置檢修、組裝及試驗，嚴格執(zhí)行《制動裝置檢修規(guī)程》中現(xiàn)車基礎制動各杠桿、拉桿檢修、組裝，制動閥組裝以及單車試驗等工藝標準，尤其要加大空重車自動調整裝置以及閘瓦間隙自動調整器的檢修、試驗卡控力度，杜絕簡化作業(yè)，確?，F(xiàn)車制動裝置各部作用良好。

最后，檢車員要落實檢修作業(yè)標準。檢車員要認真確認貨車中各車輛制動機的狀態(tài)，確保列車緩解后，車輛制動機緩解到位；制動缸活塞行程不符合規(guī)定時，對裝有閘瓦間隙自動調整器的車輛要及時進行扣修處理，列檢可以進行調整的要及時調整到標準范圍之內；在進行制動機試驗時，確認閘瓦間隙自動調整器用狀態(tài)、各拉桿、杠桿有無蹩勁，兩轉向架移動杠桿傾斜角度基本一致，防止制動力不均衡情況出現(xiàn)；始發(fā)列車手制動機處于松弛狀態(tài)，并且要落實好始發(fā)列車開車后的送車制度，發(fā)現(xiàn)車輛有抱閘情況時，及時進行妥善處理。

2.2優(yōu)化貨車的自身性能

第一，加強車輪、閘瓦和鋼軌材質等綜合性能的研究。高速、重載型貨車對車輪性能的要求極高，因此要加緊研制高性能的制動閘瓦，提高其制動效果來減少對車輪的磨損；優(yōu)化制動方式，對于那些運行速度較高的貨車可以采用盤型制動方式；加強輪對間的摩擦匹配研究，減少輪對間的摩擦損耗。

第二，進一步優(yōu)化貨車的制動系統(tǒng)和結構設計。要加強重載和提速后貨車制動系統(tǒng)和結構方面的設計優(yōu)化，不斷提高貨車整體安全系數(shù)和運行性能，提高貨車運行中的制動效果和靈敏度，以便降低之前不當?shù)慕Y構設計對車輛輪對造成的損傷。

2.3其他措施

（1）嚴格執(zhí)行編組規(guī)定。車站在對鐵路貨車車輛進行編制時，要嚴格按照制動機的型號來進行操作，盡量減少具有不同制動機車輛間的混編，否則在制動過程中會出現(xiàn)制動動作不統(tǒng)一的現(xiàn)象，造成車輪的擦傷。

（2）采用新技術和新工藝，力求將輪對故障扼殺在搖籃中。電磁探傷只能探測工件表面及淺表層裂紋，而對工件內部的缺陷和裂紋只有采用超聲波探傷才能夠測出。如將超聲波探傷應用于輪對輪座部裂紋的探測中，可以避免不必要的拆裝程序，減輕修車、檢驗的作業(yè)過程，極大地提高工作效率。

3　結語

近年來鐵路貨車車輛運行故障發(fā)生的概率顯著下降，但是輪對踏面擦傷、剝離、輪緣垂直磨耗、圓周磨耗等故障呈現(xiàn)上升趨勢（如工作人員在對某一段鐵路運輸故障統(tǒng)計的結果中發(fā)現(xiàn)，2014年發(fā)生的263起鐵路貨車車輛故障中，輪對故障為201起，比例高達76.4%），這給運輸安全埋下了極大的安全隱患。雖然鐵路貨車車輛輪對故障難以避免，但只要采取恰當?shù)念A防措施就能夠將故障率控制在合理范圍內，切實推動鐵路貨車向著高速、重載的方向發(fā)展。

王芳（1979—），女，本科，湖北武漢人，工程師，研究方向為鐵路車輛制造。