地鐵車輛輪緣厚度偏磨問題研究

余士鑫

（寧波市軌道交通集團有限公司運營分公司，浙江 寧波 315000）

一、2 號線整體輪對狀態現況

2 號線一期電客車由于輪緣厚度異常磨耗問題，近一年來開展了批量的鏇修作業導致部分車輪輪徑值偏低，目前2 號線一期輪徑平均值為824.39mm，輪緣厚度平均值為28.80mm。

二、近階段輪緣厚度磨耗跟蹤情況

2021 年4 月2 號線一期22 列（架修車暫不統計）電客車車輪輪緣厚度平均磨耗率為0.17mm，二期電客車車輪輪緣厚度磨耗為-0.01mm。為了盡可能減少誤差，采用近3 個月的2 組數據做對比，平均公里數差為3 萬公里。

（一）不同位置輪緣厚度的磨耗率統計

從以上數據可以看出每節車的一輪和八輪磨耗率較其他車輪偏高，原因是一輪和八輪作為本節車的導向輪，在車輛過彎和道岔時與鋼軌的沖擊較大。

（二）不同輪緣厚度的磨耗率統計

以0.5mm 為區間統計不同輪緣厚度的磨耗率，結果如圖10 所示：

輪緣厚度在28mm-30mm 區間內的輪對數量較多，數據較其他區間更為可靠。從目前統計的規律可以看出，輪緣厚度在28-28.5mm，29-29.5mm，29.5-30mm 的區間內更為耐磨，基于2 號線輪徑偏低的現狀，低于28mm 的輪對建議鏇修至28-28.5mm 區間。

（三）整車左右側輪緣厚度的磨耗率統計

整車右側的輪緣磨耗率較左側偏高0.02mm，從平均值來看右側輪緣厚度磨耗率較左側略微偏高。根據目前的數據統計，左右偏磨現象不是很明顯，沒有出現普遍的右側輪緣厚度偏低的情況，后續也將持續對左右輪緣厚度的磨耗差異進行跟蹤分析。

1.壽命預測

因個別列車輪緣和輪徑普遍偏小，根據目前的輪緣厚度磨耗率預測輪對的使用壽命。

2.壽命預測前提條件

（1）按照2 號線不落輪鏇床鏇修模板，輪徑每鏇5mm，輪緣增大1mm計算。

（2）車輪輪緣厚度運用限度最低為26mm，保留0.5mm 安全余量，為26.5mm，輪徑低于786mm 無法鏇修。

（3）輪緣厚度磨耗率按照最近3 萬公里的磨耗速率進行計算。

（4）輪徑磨耗約0.1mm-0.2mm/萬公里，取平均為0.15mm/萬公里，折算成輪緣厚度約為0.03mm/萬公里。

（5）公式：[(當前輪徑-786)/5+(當前輪緣厚度-26.5)]/（磨耗率+0.03）

3.若磨耗率為負數，則不進行統計

按照大修的周期要求，10 年或者160 萬公里，現2 號線車輛公里數普遍在60-70 萬公里的區間，還需跑90-100 萬公里。根據目前的磨耗率進行壽命預測，絕大部分車輪將無法撐到大修就要更換。因此，延長2 號線輪對使用壽命的關鍵在于盡可能地降低輪緣厚度的磨耗。根據運營公里數進行反推，假設每列車都能再跑100萬公里，則輪緣厚度磨耗率如下圖所示：

如果要堅持到大修更換輪對，需要將輪緣厚度磨耗率控制在0.05mm/萬公里。目前輪徑值偏低的車輛無法支撐到大修進行更換輪對，因此需考慮大修前進行輪對更換。經調研，車輛段不具備退輪條件，建議以輪軸周轉件的形式進行更換。

三、輪緣厚度異常磨耗處理措施

（一）近期輪緣厚度異常磨耗的應對措施

近期2 號線一期電客車輪緣厚度出現批量的異常磨耗，磨耗率最高達到0.5mm/萬公里，多列車磨耗率上升到0.2mm/萬公里左右。目前采取的措施如下：

1.正線運營車輛增開兩列車輪緣潤滑，線路方面已建議小曲線區間的鋼軌涂油器出油頻次由過8 列車/次增加至6 列車/次。

2.輪緣數據測量工作持續開展，目前是每天根據生產情況，測量1-2輛車的輪緣數據，進行輪緣厚度的磨耗跟蹤分析工作。

3.對于磨耗率持續偏高的車輛，進行鏇修，恢復輪對廓形然后重點關注之后的輪緣厚度磨耗情況。

（二）剛鏇修的車輪涂抹輪緣潤滑油磨耗率對比

020113 車和02025 車一單元進行了鏇修，為對比鏇修后的車輪，涂抹輪緣潤滑油對輪緣厚度磨耗的影響，對020113 車踏面和輪緣之間手工涂抹了輪緣潤滑油，02025 車不做處理。02011 車在鏇修后涂抹輪緣潤滑油，輪緣厚度的磨耗率比較平穩，02025 車磨耗偏高。因此鏇修后人工涂抹輪緣潤滑油的措施能夠降低輪緣厚度的磨耗率，后續針對鏇修后的車輪將采取人工涂油的方式，降低鏇修后輪緣厚度的浪費。

（三）輪對數據可視化管理

輪對數據統計工作涉及的數據繁多，傳統的Excel 數據分析方法工作重復性高，且錯誤率高，管理極為不方便。在如今大數據的時代背景下，嘗試使用目前數據處理模塊熱度較高、易上手的編程語言來完成重復性的工作，并能更加方便、明顯、直觀地看到各項車輪數據以及磨耗率。目前檢修二車間搭建出了一個輪對數據管理平臺的網頁基本框架，具體功能包括有各項數據的統計和總覽，所有2 號線一期、二期車輪的輪緣厚度和輪徑分布情況；預警輪緣厚度、輪徑最低車輪；輪緣厚度、輪徑范圍搜索；左右、不同輪緣厚度類型的磨耗率計算；單個車輪的歷史數據可視化。后續在使用該平臺進行輪對數據管理的過程中，會對目前框架的優化，計劃添加未來想要實現的功能，使數據管理平臺變得更加智能。