電力機車車輪偏磨的分析與處理

張飛飛（中國鐵道科學研究院,北京 100081）

電力機車車輪偏磨的分析與處理

張飛飛
（中國鐵道科學研究院,北京 100081）

摘 要：“質量第一”、“保養并重”、“預防為主”是目前機車段修過程中需要切實遵循的維修思想。本文把和諧動力機車的轉向架作為研究的對象，分析了機車車輪偏磨對鐵路運營的危害，并準對這一日常問題，提出了切實有效的解決方案和措施。對改善電力機車車輪偏磨有一定的效果。

關鍵詞：電力機車；故障；輪對偏磨

鐵路運輸在我國交通體系中一直處于重要的地位，被公認為我國經濟運行主動脈。然后大功率的機車在日常運行時往往存在這諸多的問題。如何面對這些問題，提出針對性的解決方案值得研究。我們選取和諧電力機車這一典型的大功率機車作為研究對象。通過對機車相應部位的改裝調整，使得機車的臨、碎修率得以降低，從而使得故障發生率得以下降；也可以通過給機車主機制造商以及機車配件公司進行維修及故障信息的反饋，從而進一步促進廠商對關鍵技術的不斷提升和改進，從而為機車的正常運行保駕護航。

1 輪緣偏磨機理

通過對輪軌接觸幾何關系和蠕滑機理的研究和分析可以發現：當機車曲線行駛或過彎時，輪緣與鋼軌接觸最為緊密，從而導致較為嚴重的輪軌磨耗，這是輪軌磨耗的主因。具體來說，過彎時，車輪的輪緣力及對鋼軌的沖角都是輪緣磨耗的主要分析對象；另外，還包括輪緣與軌側的摩擦因數、輪緣耐磨性以及彈簧裝置的懸掛剛度等。

2 故障分析與處理

機車輪對除了要承受來自靜載荷和動載荷的巨大載荷，還需承受來自鋼軌接頭和道岔等各個方向上帶來的作用力，其受力情況復雜且作用力大，而且往往工作環境惡劣。因此，需要控制機車輪緣厚度在某個最低下限值，從而保障機車運行時處于安全狀態。電力機車目前的原形輪輪緣一般是選用33或34mm的厚度，23mm是磨耗到限的輪緣厚度值。一旦輪緣厚度低于這個下限值，將會大大增大機車運行脫線的風險，從而為釀成重大事故帶來隱患。雖然在一般情況下，從原形33mm磨損到23mm需要較長的時間，然后當機車輪緣有偏磨存在的時候，機車輪緣會很快達到下限值，而需進行旋輪操作。而這將導致人力、物力、財力的大量浪費，同時也使得機車的正常運行受到影響。

3 HXD3機車輪對偏磨分析研究

電力機車運行時出現的輪對偏磨現象，已成為眾多機車制造商、配件商以及機車運營部門面臨的急需解決關鍵問題。因此必須在充分認識到輪對偏磨現狀的情況下，通過仔細分析偏磨產生的機理，從而尋求到減緩輪對偏磨的方法。

3.1 定性分析

下面對輪對偏磨的成因進行定性分析。

（1）當車鉤正常位置和機車縱向中心線相偏離時，或導致附加的力矩施加于機車牽引與制動的時候，從而加大輪對偏磨（再計及第7條）。（這類磨損可以被檢查到，但是磨損程度未定，還需進行論證分析）

（2）當轉向架偏載且偏載量較大時，會加大輪對偏磨。（這類磨損也可以被檢查出，但是影響程度沒有計算公式，需計算論證）

（3）頻繁電制動時，由大壓鉤力帶來附加力矩于車體，從而導致轉向架偏斜運行，使得附加力矩被抵消，從而產生偏磨。（該類情況無法檢查，影響程度未定，需計算論證）

（4）當轉向架縱向牽引裝置和車體的位置發生偏差時，使得機車制動或牽引時，轉向架偏斜運行，也可以導致偏磨產生。（該類情況可以檢查，影響程度預計較小，需計算論證）

（5）目前機車橫向減振器的布置方式及特性與其他機車不同，引起的動力學效應；（影響程度未定，需計算論證）

（6）來自轉向架懸掛 （尤其是二系懸掛）和車鉤作用（尤其是是過曲線時）的綜合作用導致的偏磨（不可檢查，需分析論證）。

以上是偏磨有可能產生的各類情況，下面為此有針對性的提出一些解決方案。

3.2 措施及改進應用

（1）結構改進優化。考慮到機車在經過曲線線路時，左右輪的偏載帶來的輪重偏差將加大其中一側輪緣的磨耗。因此可以通過將1.2mm左右的調整墊放置與一系懸掛軸箱拉桿芯軸與構架拉桿座之間來緩解這一問題。具體的調整墊安置位置如圖1所示。

（2）生產制造方面。制造商一方面可以在制作工藝方面，通過對關鍵部件尺寸的嚴格控制，確保轉向架輪對的質量。另一方面，需要不斷的改善鍛造水平，采用耐磨性能強材料使得的韌性、強度得以提升。還有就是要保證車輛整體設計的統一性，減少偏載產生的可能性，進而從源頭解決偏磨問題。

（3）車輪檢查維修方面。作為遏制車輪偏磨現象的關鍵環節，檢修是非常重要的一部分。應該從檢修人員的素質方面、技術水平方面等進行提升。通過定期為機車進行嚴格有序的“體檢”，從而保證機車的質量安全。定期的對檢修人員進行理論與實踐方面的培訓，努力提高其業務水平，讓能夠處理各類常見的故障，并具備處理突發故障的水平。另外，還需要采取“帶出去戰略”，讓機修人員和其它地方的人員進行交流學習，互相提高，最終為保障行車安全做出貢獻。

（4）列車輪對使用保養方面。一般情況下，制動剝離往往是同一輪對兩側對稱產生，而且同一輪多處偏磨。因此，考慮到機車車輪踏面的疲勞剝離多數是由人工駕駛時的動剝離導致的，因此在進行人工駕駛模式時，應該做到制動機的規范使用及平穩操縱，從而實現對車輪的間接保養。此外，還要防止機車的空轉，經常空轉的列車輪對的偏磨比較嚴重。

4 結論

本文通過對輪緣偏磨機理的分析，列舉了常見的車輪對偏磨情況，并且有針對性的提出了解決輪緣偏磨的措施。

參考文獻：

[1]袁清武.車輛構造及檢修[M].北京:中國鐵道出版,2006.

[2]中國南車集團株洲電力機車有限公司.HXD1B型交流傳動電力機車維修手冊[S]株洲:中國南車集團株洲電力機車有限公司.