鐵路貨車車輛輪對(duì)故障及其解決方案探析

程松

摘 要：鐵路是我國運(yùn)輸體系的重要組成部分，鐵路貨車在我國物流業(yè)中占據(jù)著重要地位，對(duì)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要影響。在鐵路貨車車輛行駛中，荷載全部由輪對(duì)承載，在高速旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)過程中，經(jīng)常容易發(fā)生故障，給鐵路貨車安全造成威脅。本文就簡(jiǎn)要闡述鐵路貨車車輛輪對(duì)的常見故障及發(fā)生原因，并提出相應(yīng)的解決方案，為鐵路貨車車輛安全提供一定保障。

關(guān)鍵詞：鐵路；貨車車輛；輪對(duì)故障；解決方案

中圖分類號(hào)：U279 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)生，鐵路貨車車輛運(yùn)行速度不斷提升，車輛輪對(duì)的運(yùn)行性能也有所提高，但輪對(duì)的損傷程度也相應(yīng)增大，輪對(duì)故障難以完全避免，降低了貨車車輛的安全性。因此，加強(qiáng)對(duì)鐵路貨車車輛輪對(duì)故障研究，探索有效解決方案，對(duì)鐵路貨運(yùn)行業(yè)發(fā)展有著重要的意義。

一、鐵路貨車車輛輪對(duì)的常見故障及原因

（一）輪緣、踏面的磨耗與缺損故障

首先，輪緣的磨耗是指在運(yùn)行過程中，輪對(duì)與鋼軌陽部側(cè)面摩擦形成的磨耗，有正常和非正常兩種情況，其中，正常摩擦是不可避免的，磨耗也并不嚴(yán)重；非正常摩擦是輪緣磨耗的主要原因，主要是由于輪對(duì)與鋼軌的相對(duì)位置出現(xiàn)偏差，輪對(duì)向線路一側(cè)偏離，使此側(cè)輪對(duì)摩擦程度加重，產(chǎn)生嚴(yán)重磨耗，包括轉(zhuǎn)向架嚴(yán)重變形、轉(zhuǎn)向架兩側(cè)固定軸距差過大以及在固定段車輛長期不變向運(yùn)行等情況。非正常摩擦?xí)纬奢^大程度的損耗，但可以通過修正輪對(duì)與鋼軌相對(duì)位置來消除。其次，踏面的磨耗是指輪對(duì)在滾動(dòng)、制動(dòng)等過程中，閘瓦摩擦形成的自然損耗，其發(fā)生原因主要有：閘瓦制動(dòng)摩擦踏面產(chǎn)生磨耗、與鋼軌接觸的踏面材料在反復(fù)擠壓、剪切作用下出現(xiàn)金屬疲勞引發(fā)磨耗。其中，踏面滾動(dòng)磨耗主要取決于接觸面情況，與表面形狀、材料有直接關(guān)系。第三，踏面與輪緣的缺損主要是因?yàn)檩唽?duì)在不良磨耗或者磨耗量過大后，強(qiáng)度降低，運(yùn)行沖擊力過大，超出磨損輪對(duì)的極限引起的，比如車輪踏面有擦傷、剝離情況時(shí)，車輛調(diào)整運(yùn)行時(shí)沖擊力增大，就容易引發(fā)車輪踏面的缺損。

（二）輪對(duì)踏面的擦傷、剝離故障

首先，輪對(duì)踏面的擦傷直接原因是輪對(duì)在鋼軌上滑行，而這種滑行多是因?yàn)橹苿?dòng)性能未能達(dá)到列車運(yùn)行的要求，制動(dòng)力超過輪軌間沾著力，閘瓦抱死車輪造成的。輪對(duì)踏面的擦傷情況與車輛承載成正比例關(guān)系，車輪承載越大，在慣性作用下，滑行距離就會(huì)越長，相應(yīng)的擦傷也會(huì)更加嚴(yán)重。其次，車輪踏面的剝離主要是因?yàn)檩唽?duì)材質(zhì)問題影響的，輪對(duì)踏面金屬存在缺陷，在擠壓變形后，避免會(huì)出現(xiàn)金屬疲勞與硬化，在制動(dòng)閘瓦的摩擦作用下，會(huì)出現(xiàn)摩擦熱，引起表面顯微裂紋，進(jìn)而在輪對(duì)滑行的“玻璃作用力”下，出現(xiàn)踏面剝離的情況。此外，在車輪發(fā)生擦傷后，車輪滾動(dòng)過程中圓周方向上受力是不均勻的，在擦傷部位會(huì)受到更大的力，當(dāng)行駛速度增大時(shí)，踏面所受沖擊力急劇增加，也會(huì)比較容易產(chǎn)生剝離問題。

二、鐵路貨車車輛輪對(duì)故障的解決方案

（一）輪緣、踏面的磨耗與缺損故障的解決方案

首先，針對(duì)輪緣、踏面磨損的原因，其解決方案有以下兩種：一是對(duì)貨車制動(dòng)方式進(jìn)行更新，向盤形制動(dòng)、盤形與踏面制動(dòng)相結(jié)合的方式轉(zhuǎn)變，并利用現(xiàn)代電阻、電磁制動(dòng)等先進(jìn)制動(dòng)技術(shù)，降低輪緣與踏面的磨耗速度。二是要提高車輪本身的性能，包括剛度和耐磨性能等，以有效減少踏面、軌面的擦傷與剝離等缺陷，同時(shí)，還要將踏面閘瓦上的其它附著物清理干凈，避免摩擦過大。在車輪性能的提升當(dāng)中，主要應(yīng)從制造過程入手，對(duì)各個(gè)部位的尺寸進(jìn)行嚴(yán)格檢修，適當(dāng)調(diào)整各部間隙，控制車輪切削量，保持磨耗踏面的外形。如此以來，就能夠消除或者降低非正常磨耗，降低正常磨耗的速度，起到減小故障發(fā)生概率的作用。其次，針對(duì)輪緣、踏面的缺損故障，主要解決方式是提高車輪的自造工藝與材質(zhì)水平，比如通過制造工藝控制來降低材質(zhì)的內(nèi)部缺陷、通過消除車輪擦傷和軌面損傷來減小輪軌間的沖擊力、通過對(duì)輪輻結(jié)構(gòu)、厚度和輪輞厚度的改進(jìn)設(shè)計(jì)來預(yù)防輪輞過度等方式，消除軌縫過寬、軌面不平、踏面擦傷與剝離等缺陷，使踏面保持合理外形，有效消除和減少踏面、輪緣的偏磨，使其保持良好強(qiáng)度，預(yù)防缺損故障。

（二）輪對(duì)踏面的擦傷、剝離故障的解決方案

首先，做好制動(dòng)的控制。制動(dòng)是引起踏面擦傷的主要原因，通過制動(dòng)控制可以有效解決擦傷問題，制動(dòng)控制措施有：①提高司機(jī)的操作水平，在空重時(shí)及時(shí)準(zhǔn)確調(diào)整手柄，提高制定功能穩(wěn)定性和制動(dòng)緩解波速。②從制造工藝和材料上改善制動(dòng)性能，包括嚴(yán)格把控制動(dòng)機(jī)各個(gè)部件的檢修過程，提高檢修水平；對(duì)制動(dòng)缸勾貝行程進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；提高鑄鐵閘瓦的摩擦系數(shù)、耐磨性能，保持合成閘瓦摩擦系數(shù)的穩(wěn)定與良好散熱功能，做好閘瓦間隙的調(diào)整等。其次，增加制動(dòng)機(jī)階段緩解功能，能夠在車輛制動(dòng)后，適當(dāng)減小低速時(shí)的制動(dòng)力，使制動(dòng)力與輪軌粘著力更好地達(dá)到匹配狀態(tài)，有效預(yù)防車輪抱死問題，提高制動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性。第三，增加防滑裝置，可以起到消除或者緩解車輪滑行的作用，包括正常制動(dòng)引起的滑行以及不良制動(dòng)引起的滑行。第四，可以采取提前制動(dòng)或緩解波速的方法，來減少制動(dòng)的制動(dòng)空走時(shí)間，進(jìn)而減小制動(dòng)力，預(yù)防制動(dòng)引起滑行；同時(shí)，還可以通過對(duì)閘瓦性能的改進(jìn)，來提高閘瓦初始制動(dòng)能力，進(jìn)而起到降低、保持終制動(dòng)力，預(yù)防滑行引發(fā)擦傷、剝離等故障。第五，除上述措施外，還可以通過人為方式來預(yù)防故障發(fā)生，比如對(duì)制動(dòng)機(jī)功能的全面、仔細(xì)檢查與維護(hù)，使制動(dòng)機(jī)處于良好工作狀態(tài)，靈活可靠，并將車輪制動(dòng)情況準(zhǔn)確提供給司機(jī)，使其能夠正確、合理的完成制動(dòng)機(jī)操縱，避免車輪滑行，防止車輪擦傷。

結(jié)語

綜上所述，在鐵路貨車車輛行進(jìn)中，輪對(duì)是高速旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)的，不僅承載著車輛及貨物的總重量，本身還會(huì)產(chǎn)生沖擊振動(dòng)荷載，在此條件下，輪對(duì)故障是比較容易出現(xiàn)的。因此，加強(qiáng)對(duì)鐵路貨車車輛輪對(duì)故障的研究與了解，采取合適的解決方法，對(duì)提高鐵路貨車車輛行駛安全有著重要意義，有助于促進(jìn)貨物運(yùn)輸行業(yè)的進(jìn)步。

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