昆明地鐵輪對偏磨分析及預防措施

張繼能 李家宇 朱維杰

【摘 ?要】“安全第一”、“質量為先”、“保養并重”、“預防為主”是目前軌道交通維護保養需要切實遵循的維修思想，由于多種原因造成電客列車輪對踏面偏磨、輪緣偏磨及垂直磨耗，引起電客列車輪對頻繁鏇輪，影響輪對使用壽命。本文對提前到限鏇輪的問題進行原因分析，并提出提出了切實有效的解決方案和措施。對改善電客列車車輪偏磨有一定的效果。

【關鍵詞】軌道交通;電客列車;踏面偏磨;輪緣偏磨;垂直磨耗;鏇輪;措施

第一章 引言

1概述

2013年5月1日，交三橋站-東風廣場站洞通，標志著昆明軌道交通首期工程全線洞通。5月20日，昆明軌道交通1號線南段（曉東村站-大學城南站）開始載客運營。間隔8分鐘，運營時間34分鐘，這是我國開通的首條高原全功能軌道交通。運營區間為北部客運站至大學城南站，全長42公里，部分區段軌道曲率半徑較小，如昆明火車站到福德站曲率半徑為330m，在列車運用過程中出現輪對輪緣厚度增大，同一輪對輪徑差大，造成輪緣偏磨和垂直磨耗大，從而縮短鏇輪周期。

1.2輪緣偏磨的危害

昆明地鐵首期工程輪對踏面外形為DIN5573磨耗型踏面，如圖1，圖中規定，輪緣厚度：26㎜≤Sd≤33㎜;輪緣高度：28㎜≤Sh≤36㎜;qR值：6.5㎜≤qR≤12.7㎜。本文只討論輪緣變薄和變厚的危害。

第2章 原因分析

2.1 輪徑差和徑向跳動超差

2.2.1 整列車輪徑超差

電客列車規定，同輪對輪徑差不大于2mm，同轉向架輪徑差不大于4mm，同節車輪徑差不大于7mm，整列車由于載荷變化，引起軸重差超，同時導致輪徑變化。

2.2.2 同輪對左右輪徑超差

當左右輪徑超差時，車輪將向輪徑小的一側偏移，受力不均，造成踏面、

輪緣偏磨的惡性循環，輪徑差越大，偏磨現象就越嚴重。而當同軸兩輪直徑差過大時，就會使此種現象更為明顯，即當左右輪徑差大于 1-2mm，機車運行一段時間后，輪徑小的一方由于受的磨擦力比另一側大，因此踏面、輪緣均磨耗較快，使左右輪徑差進一步加大，從而使偏倚現象更為突出，輪對偏磨加快，直至輪緣、踏面磨耗到限。

2.2.2徑向跳動超差

昆明地鐵首期工程從2012年運營到2015年底，一系彈簧斷裂28起，經分析，造成該轉向架故障是由于列車在運行過程中轉向架振動較大，直接導致一系彈簧和減振器振動頻率及振幅增加，降低彈簧和減振器疲勞壽命。并結合轉向架異響分析，通過輪對尺寸測量數據發現，輪對徑向跳動超差是造成轉向架振動頻率及振幅增加，部分嚴重的產生共振，此種情況會導致踏面垂直磨耗增大和輪緣厚度磨耗。

2.2 軌道曲率半徑較小

當輪對進入曲線時，由于軌距變窄，輪對在慣性力的作用下自動地向外軌方向偏移，輪對的一個車輪以較大直徑沿外軌滾動，而另一個車輪則以較小的直徑沿內軌滾動，實現自動地選擇曲線通過時所需要的踏面直徑。曲線半徑愈小，輪對相對于鋼軌的橫向位移以及車輪踏面直徑的差值就愈大。如果曲線線路的軌距不允許輪對橫向位移到必須的限度，那么外側車輪將撞到外軌，造成輪緣或鋼軌的金屬剝離。輪緣與軌側發生接觸，輪緣和鋼軌產生磨耗。因此，對軌距要嚴格控制，過曲線時踏面與鋼軌接觸簡圖，見圖3。

2.3空轉打滑

由于昆明地鐵夏季雨水較多，首期工程有五站為高架橋線路，下雨時輪軌關系不好，也就是靜摩擦力變小，容易空轉打滑，造成踏面垂直磨耗增加。

2.4輪緣潤滑原因

輪緣噴脂器噴嘴位置調整不當，造成輪緣無油、缺油，輪緣與鋼軌沒有潤滑，直接接觸，加劇輪緣的磨耗;油脂噴到輪對踏面上從而機車空轉，加劇踏面磨耗，甚至踏面擦傷而鏇輪。

第3章 整改措施

3.1輪徑差和徑向跳動超差整改

由于我國軌道交通起步較晚，整列車輪徑差暫時還沒明確定規定，這待以后研究分析。

電客列車規定，同輪對輪徑差不大于2mm，同轉向架輪徑差不大于4mm，同節車輪徑差不大于7mm，均修測量輪對尺寸，輪徑超差的鏇輪處理。

針對輪對徑向跳動超差，通過輪徑跳動量數據分析，我們制定計劃鏇鏇修標準（一年鏇）和狀態修鏇修標準，鏇修標準見表2。

3.2 軌道曲率半徑較小的處理意見

軌道曲率半徑小、彎道多，列車在經過此路段時會使某輪對某一側輪緣在上下行都緊貼鋼軌運行，長期下來，這條輪對就會發生偏磨的現象，消除此類問題引起的偏磨很簡單，列車運行一段時間后將列車來回掉頭，這樣，使不同轉向架的輪對輪換磨耗，減輕了只磨損固定輪對的弊端。地鐵行業將廠段線設計成列車可以掉頭，有諸多因素，實施起來較為不易。

3.3 列車空轉打滑的處理意見

列車空轉打滑多數為軌面濕滑，常見于雨雪氣候，摩擦力減小。機車在運行中很少空轉打滑，因機車軸重較大，一般都設計在23噸左右，重量增加，摩擦力也增加，在加之機車有撒砂裝置。電客列車設計時考慮到列車在隧道中運行，軌面不受氣候影響，再加上列車自重較輕，軸承只有14噸，易導致空轉打滑。建議司機在操作列車時，提速時加速度不易過大，不要緊急制動，如條件允許可以加裝撒砂裝置。

3.4改善輪緣潤滑

定期檢查輪緣潤滑噴嘴位置，輪噴噴嘴位置不當的要及時調整，輪噴狀態良好正確位置見圖4。另外，對輪噴儲油罐和噴頭定期清潔，保證兩側裝置作用良好，此類偏磨可大大減少。

第4章 結論

根據以上分析，輪緣、踏面異常磨耗與諸多因素有關，本文重點介紹輪對徑向跳動超差對轉向架的影響及鏇輪方案，改變輪緣潤滑裝置噴頭數量降低輪緣的異常磨耗。2017年這幾種措施的實施，輪對狀態有所改善，對電客列車轉向架的運用安全起到了一定的作用。

統計T04車和T28車部分輪對經整改后，輪緣厚度趨于變薄，2017年1-12月統計見圖7和圖8。

參考文獻：

[1]孫竹生，鮑維千.內燃機車總體及走行部.北京.中國鐵道出版社，1995

[2]馬衛華，曲天威，羅世輝，宋榮榮.軸箱定位偏差對機車輪緣偏磨的影響.交 通 運 輸 工 程 學 報，第13卷 第1期，2013

[3]巫谷文.列車輪對偏磨原因分析和防范措施.深圳地鐵三號線運營公司車輛部，2012

[4]李霞，溫澤峰，金學松.地鐵車輪踏面異常磨耗原因分析[J].機械工程學報，2010

[5]姚湯偉，朱建華，朱建昌，等.DF4型機車輪緣偏磨的分析及對[J] . 內燃機車，2006

（作者單位：昆明地鐵運營有限公司車輛中心）