列車車輪踏面擦傷剝離原因及改進(jìn)措施

張 嵩

（吉林石化公司，吉林 吉林 132000）

車輪的常見故障有：踏面剝離、擦傷和局部凹下。踏面擦傷是指，車輛運(yùn)行中制動力過大，抱閘過緊，使車輪在鋼軌上滑行，踏面局部被磨成平面的現(xiàn)象。踏面剝離是指是車輪踏面金屬剝落的一種 損傷。

1 車輪踏面剝離故障原因分析

車輪踏面剝離是指車輪在運(yùn)行過程中由于制動熱作用或輪軌滾動接觸疲勞作用而在踏面圓周或部分圓周上呈現(xiàn)出的金屬掉塊剝落損傷和魚鱗狀或龜裂狀熱裂紋現(xiàn)象。

1）運(yùn)行過程中，車輪踏面與鋼軌之間的接觸面是很小橢圓面，車輛的載重及自重使踏面單位面積上承受很大的接觸應(yīng)力，因而他他踏面表面往往產(chǎn)生冷變形生成一層很薄的脆硬層；同時制動過程中閘瓦與車輪的摩擦使踏面表面層溫度升得很高，脆硬層在高溫情況下，突受寒冷環(huán)境溫度及雨雪急冷影響，迅速降溫，脆硬層產(chǎn)生裂紋，出現(xiàn)鱗狀或水波紋狀態(tài)，在輪對經(jīng)過軌接頭承受沖擊過程中造成脆硬層脫落，而產(chǎn)生踏面剝離故障。另外，車輪材質(zhì)不良，也能造成踏面 剝離。

2）轉(zhuǎn)向架閘瓦多采用高摩合成閘瓦，高摩合稱閘瓦優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)較平穩(wěn)，并能保證有足夠的制動力，但缺點(diǎn)是散熱性差，當(dāng)制動力過大時，踏面熱負(fù)荷及機(jī)械負(fù)荷，易在踏面表層形成脆硬及淬火組織，導(dǎo)致剝離的產(chǎn)生。

2 車輪踏面擦傷的原因分析

原因主要有車輪材質(zhì)過軟、制動力過大、調(diào)車溜放時單方面使用鐵鞋制動，同一輪對兩車輪直徑差過大、制動緩解不良，制動機(jī)性能差異和司機(jī)操縱不當(dāng)及作業(yè)過程違章造成。

1）制動機(jī)緩解不良。列車在運(yùn)行途中，由于車輛制動機(jī)因檢修質(zhì)量不高，引起自然制動、起緊急等突發(fā)性故障，造成列車長期抱閘運(yùn)行，造成輪對擦傷。

2）制動機(jī)性能差異。列車在高速運(yùn)行中，往往需要緊急制動，當(dāng)列車緊急制動時，由于閥型不一致，造成制動速度不同，各車輛之間由于制動時間不一致，最后制動的車輛就很容易出現(xiàn)踏面擦傷 故障。

3）閘瓦間隙自動調(diào)整器故障或A推和A杠值調(diào)整不當(dāng)。在車輛定期檢修時，閘調(diào)器試驗(yàn)存在簡化現(xiàn)象，列檢職工在處理制動故障時，誤打各拉桿和杠桿的銷孔位置，使有不良性能的閘調(diào)器繼續(xù)運(yùn)行，導(dǎo)致輪對擦傷。

4）作業(yè)過程違章。列檢人員對管系漏風(fēng)處理不到位，使列車主管壓力漏泄量超過規(guī)定引起列車自然制動，或由于列檢作業(yè)人員漏打（錯打）空重車位，當(dāng)空車置于重車位時，使制動力過大，制動時造成抱死車輪，車輪滑行，擦傷輪對；調(diào)車人員未確定或未采取措施使車輛處于制動狀態(tài)，便進(jìn)行調(diào)車作業(yè)，使車輛帶閘運(yùn)行，造成輪對擦傷。

5）司機(jī)操縱不當(dāng)。由于貨物列車編組增加，個別列車進(jìn)入站區(qū)停車時，尾部車輛未過信號機(jī)或警沖標(biāo)，此時列車正由制動位轉(zhuǎn)為緩解位進(jìn)行緩解，如果司機(jī)未等到全列緩解，使未緩解完畢車輛車輪產(chǎn)生滑行，造成擦傷。

6）轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)不合要求。同一轉(zhuǎn)向架、同一車輛裝用不同型式的制動梁，或用不同型式閘瓦；同時由于閘瓦厚度超差，不符合規(guī)定，導(dǎo)致同一輪對、同一轉(zhuǎn)向架、同一車輪間的閘瓦制動力不均，接受制動力大的車輪或先接受制動力的車輪，就很容易被擦傷。

7）踏面與鋼軌沖擊力過大。由于轉(zhuǎn)向架上的側(cè)架承載鞍承臺與承載鞍鋼性接觸，車輛在運(yùn)行中發(fā)生蛇形運(yùn)動、車輛動載荷通過側(cè)架、承載鞍直接傳輸給車軸、車輪，最后至踏面。造成踏面與鋼軌間的沖擊力過大，車輪踏面最易發(fā)生剝離故障，這是造成車輪擦傷的主要因素之一。

8）車輪馬氏體剝離。由于車輪的熱容大，當(dāng)他們摩擦溫度超過鋼鐵相變溫度時，在車輪踏面到輪心之間形成較大的溫度梯度，當(dāng)達(dá)到某種程度時，會在車輪踏面下形成片狀馬氏體。車輪滾動碾壓時，片狀馬氏體尖端應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，或與徑向熱裂紋匯合，致使踏面剝離脫落。

3 改進(jìn)措施

1）提高對車輪的熱處理工藝和材料本身的機(jī)械性能，使車輪既有足夠的強(qiáng)度，又具有較好的韌性和抗擦傷剝離性能，改善軌面狀態(tài)，如采用無縫鋼軌，或改變車輪踏面的形狀。

2）對于裝用高磨合成閘瓦的新型貨車車輛，應(yīng)將制動缸活塞行程盡可調(diào)至上限，特別不可調(diào)的太短，以免因制動力過大而造成車輪踏面剝離。

3）嚴(yán)格控制閥類的定期檢修質(zhì)量，在檢修工藝上下功夫，在分解、清洗、檢修、組裝和試驗(yàn)閥時，嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求作業(yè)。在運(yùn)用中，加強(qiáng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的落實(shí)，杜絕人力制動機(jī)未松的現(xiàn)象。加強(qiáng)始發(fā)列車的制動機(jī)性能試驗(yàn)，防止緩解不良車輛上線運(yùn)行。

4）充分利用“TPDS”貨車地面安全監(jiān)測系統(tǒng)的作用，加強(qiáng)對車輪踏面故障的監(jiān)控，對TPDS預(yù)報(bào)達(dá)到一級和二級的車輛要認(rèn)真進(jìn)行檢查，凡是測量超過限度輪對全部扣修處理。

5）車輛定期檢修時，對閘調(diào)器的試驗(yàn)，必須按規(guī)定要求執(zhí)行，不得減少試驗(yàn)次數(shù)，壓縮時間，按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，以保證閘調(diào)器性能 良好。

6）加強(qiáng)列檢技術(shù)作業(yè)，正確調(diào)整空重車調(diào)整裝置，確保空重車位調(diào)整正確。

7）規(guī)范機(jī)車乘務(wù)員操縱列車，在列車緊急制動后及停車重新啟動時，控制緩解時間以確保全列車緩解到位。

8）加強(qiáng)對列檢現(xiàn)場檢車員的技能培訓(xùn)，對車輪踏面與玻璃故障的判斷方面存在差異。整體碾鋼車輪踏面擦傷后，若不及時扣修處理，長時間帶故障運(yùn)行就會出現(xiàn)剝離，現(xiàn)場檢車員很容易將本來是擦傷故障而誤斷為剝離，放走不良車，留下安全隱患。

9）提高車輪材料的質(zhì)量，提高車輪材料本身的機(jī)械性能，保證其表層的硬度和耐磨性。采用表面噴涂、滲金屬、激光處理等工藝方法可很好地提高表面硬度。

10）利用高性能的防滑器防止車輪滑動。車輪的滑動將導(dǎo)致車輪表面擦傷，在車輪表面形成馬氏體，由于馬氏體脆硬，在滾動過程中形成大塊剝離。高性能的防滑器可有效空盒子蠕滑率范圍。

11）改變車輪踏面的形狀。利用磨耗形車輪踏面改善輪軌間的接觸狀態(tài)，可以有效降低輪軌的接觸應(yīng)力。研究表明，車輪LM型磨耗形踏面與TB型錐形踏面相比較，磨耗形踏面可減小輪軌接觸應(yīng)力，即能保證車輛直線運(yùn)行的橫向穩(wěn)定，又有利于通過曲線。從而可以減緩車輪剝離。