車輪踏面擦傷及剝離故障對車輛安全的影響

楊桂華,孫貴清（.湖南都市職業學院,長沙 40000; .湖南鐵道職業技術學院,湖南 株洲 4000）

車輪踏面擦傷及剝離故障對車輛安全的影響

楊桂華1,孫貴清2
（1.湖南都市職業學院,長沙 410000; 2.湖南鐵道職業技術學院,湖南 株洲 412000）

隨著我國機車提速的不斷進行，剝離現象已成為車輪失效的主要類型使機車在運行過程中產生大的振動和沖擊，影響機車的行車安全，加速走行部件的磨耗與損壞，造成很大的經濟損失本文根據輪對踏面剝離的形成機理對其進行初步的探討分析! 從降低輪軌動態作用力的角度來尋求有效的解決措施。

車輪踏面;擦傷;剝離;車輛安全;故障

1 車輪踏面擦傷、剝離故障調查

第六次大提速以來,鐵路發展進入了一個新的歷史階段,不光是動車350的高速得以實現，鐵路貨車也達到了120公里/小時,高速運行對車輛部門來說是一個非常嚴峻的考驗,為保證車輛安全,部局多次強調車輛必須把預防重點放在走行部的安全上,段在對輪對故障防止上采取了加嚴措施,在很大程度上降低了運用限度標準,(踏面擦傷深度滾動軸承由原來的1mm減少到0.5mm,剝離長度由原來的一處不大于50mm兩處每處不大于40mm改為一處不大于20mm兩處每處不大于10mm)，之所以采取如此加嚴措施,就是因為踏面擦傷、剝離故障對車輛質量安全影響非常大。

2 車輪踏面擦傷、剝離對車輛的影響

（1）對車輛本身方面的影響。1）對車輪的影響車輪踏面擦傷或剝離后，使車輪不能正常的在鋼軌上運行，加大車輪振動和沖擊，如果嚴重，在過鋼軌接頭或道岔時可能造成脫軌事故；2）對軸承的影響由于擦傷或剝離后使車輪振動加劇，直接會影響軸承內滾子與滾道的正常運行，極易造成軸承故障；3）對輻板孔的影響車輪踏面擦傷、剝離對軸承的影響最大外，再一個就是輻板孔，根據我車間2009年對輻板孔的這項調查，共出現259件，其中187件踏面有擦傷剝離問題，占72.2%，可見踏面擦傷、剝離對輻板孔的影響是相當大的，特別應注意的是，如果輻板孔一旦裂損，其后果是相當嚴重的。記得06年1 月29日26192次貨物列車在鄭州局塔鋪站的脫線事故，就是因為輻板孔裂紋造成車輪蹦裂而發生的脫線。

（2）對線路的影響。車輛踏面擦傷、剝離后都會使踏面局部凹陷，致使車輛在運用中出現周期性的上下振動，特別是在低速時振動和沖擊力會更大，會直接破壞線路的平面結構，如果在道岔處或鋼軌接頭處還極易將岔尖或鋼軌接頭壓斷。

（3）對貨物裝載的影響。車輪踏面擦傷、剝離后由于上下振動的原因使車輛運行極不平穩，直接造成車輛晃動加大，從而也就使得貨物安全受到危協。

3 車輪踏面擦傷、剝離的原因

（1）車輪踏面的構造。車輪踏面分為錐型踏面和磨耗型踏面，錐型踏面是由輪內側面向外48mm至100mm之間以1：20的錐度區段和由100mm到35mm之間以1：10的錐度區段兩部分組成，而磨耗型踏面是由半徑100mm、500mm、220mm的三段弧型線圓滑連接成的一條曲線和錐度為1：8的一段直線組成的幾何圖形，現在的運用車輛幾乎全采用了這種磨耗型踏面的車輪。

（2）車輪本身方面的原因。一是制動力過大：主要是制動結構不合理，制動閥、風管以及相關的制動缸緩解閥等臨時故障或空車重位等。二是抱閘：主要是制動故障，閘瓦間隙自動調整器以及制動缸故障或各杠桿間的別勁等方面造成的。三是車輪本身材質不良：有夾渣、運行太久，疲勞剝落，以及由于制動過程中產生過高溫度隨后又冷卻，這樣經過反復熱脹冷縮碾壓剝落等造成的剝離。

（3）調車方面的原因。一是調車作業：頻繁使用鐵鞋制動，這是踏面擦傷方面的主要因素之一，據我們作業場實際調查，調車作業時，溜放時速在25公里/小時以內，使用一側鐵鞋制動，一般單輛重車使用鐵鞋端的踏面將擦傷最小達0.1mm相對端將達0.15mm,空車下鐵鞋端的踏面將擦傷0.05-0.1mm相對面將達到0.1mm至0.15mm。

二是使用手制動后忘松或不能完全放松，而編入列車，一旦送車和作業不能發現，運行中雖沒有直接造成止輪性質的抱死閘，但因長時間的閘瓦與車輪摩擦，也會使踏面溫度不斷升高，而使踏面表面發生塑變而脫落，也給以后剝離造成隱患。

（4）線路方面的原因。一是線路表面不平，以及鋼軌接頭或焊接端頭不平等都可造成車輪踏面擦傷或剝離。二是鋼軌間距不能保持一致，以及鋼軌上表面寬度的變化等都可使車輪踏面與鋼軌的正常接觸弧面被破壞，而致使踏面表層損壞。 三是鋼軌彎道的內外軌高度差所造成的側擠壓也影響車輪踏面表面的正常滾動從而造成一定的損傷。

（5）環境方面的影響。環境因素也是一個不能忽略的原因，我國鐵路運輸線涉及全國各地，車輛運用的環境變化無常，而且溫差極大，一車輛在同一天就可能經歷不同季節的環境考驗。

4 幾點建議

當前從根本上解決踏面擦傷、剝離的問題還不夠現實，但可以從減少車輛踏面擦傷、剝離發生的機會和產生后對車輛方面的影響入手：一是盡快淘汰帶有輻板孔的車輪，因為輻板的裂紋幾乎都是從輻板孔開始；二是加強TPDS預報監測和列檢現場作業檢查，提早發現問題而控制其再度發展；三是檢修和列檢要加強對制動配件檢查和維護，確保運用標準符合規定，杜絕抱閘等問題發生；四是相關部門的合作，如工務盡量減少線路問題，車務調車盡量減少或不用鐵鞋制動等。

（1）立即采取的措施。1）應對列車制動系統的可靠性進行全面調查及檢測；2）嚴格控制轉向架及輪對的制造，檢修質量；3）加強各本門的聯勞協作，要求機車司乘人員按要求使用列車制動系統，不隨便使用緊急制動；4）不斷改進車輛制動機系統和走行部各裝置。

（2）研究開發減少車輪擦傷、剝離的新產品、新技術。1）研制增粘塊，提高防滑能力；2）研制高性能、高靈敏度的防滑器；3）改進轉向架性能，提高曲線徑向通過能力。以上諸方面均可在不同程度上減少車輪的擦傷、剝離。

5 結論

輪軌之間的動態輪軌作用力是引起機車車輪踏面剝離的主要原因，通過減小動態作用力的方法可以有效的改善踏面的剝離現象，輪對縱向共振的發生會使輪軌動態作用力增大，加劇踏面剝離的發生，影響輪軌的使用壽命。通過改變一系垂向減振器的布置方式可以有效地減小輪對縱向共振的振輻，甚至可以完全消除共振，進而達到有效改善踏面玻璃作用。

盡管車輪擦傷、剝離問題解決起來難度較大，但有鐵科院對車輪踏面技術的不斷改進、完善和車輪制造廠運用部門的密切關注下，對車輪擦傷、剝離進行聯合攻關，相信這一難題必將慢慢解決，為鐵路運輸發展服務。

參考資料：

[1]路貨車運用維修規程[M].中國鐵道出版社,2003.

[2]鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規則[M].中國鐵道出版社,2007.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.208