车轮踏面擦伤及剥离故障对车辆安全的影响

杨桂华,孙贵清（.湖南都市职业学院,长沙 40000; .湖南铁道职业技术学院,湖南 株洲 4000）

车轮踏面擦伤及剥离故障对车辆安全的影响

杨桂华1,孙贵清2
（1.湖南都市职业学院,长沙 410000; 2.湖南铁道职业技术学院,湖南 株洲 412000）

随着我国机车提速的不断进行，剥离现象已成为车轮失效的主要类型使机车在运行过程中产生大的振动和冲击，影响机车的行车安全，加速走行部件的磨耗与损坏，造成很大的经济损失本文根据轮对踏面剥离的形成机理对其进行初步的探讨分析! 从降低轮轨动态作用力的角度来寻求有效的解决措施。

车轮踏面;擦伤;剥离;车辆安全;故障

1 车轮踏面擦伤、剥离故障调查

第六次大提速以来,铁路发展进入了一个新的历史阶段,不光是动车350的高速得以实现，铁路货车也达到了120公里/小时,高速运行对车辆部门来说是一个非常严峻的考验,为保证车辆安全,部局多次强调车辆必须把预防重点放在走行部的安全上,段在对轮对故障防止上采取了加严措施,在很大程度上降低了运用限度标准,(踏面擦伤深度滚动轴承由原来的1mm减少到0.5mm,剥离长度由原来的一处不大于50mm两处每处不大于40mm改为一处不大于20mm两处每处不大于10mm)，之所以采取如此加严措施,就是因为踏面擦伤、剥离故障对车辆质量安全影响非常大。

2 车轮踏面擦伤、剥离对车辆的影响

（1）对车辆本身方面的影响。1）对车轮的影响车轮踏面擦伤或剥离后，使车轮不能正常的在钢轨上运行，加大车轮振动和冲击，如果严重，在过钢轨接头或道岔时可能造成脱轨事故；2）对轴承的影响由于擦伤或剥离后使车轮振动加剧，直接会影响轴承内滚子与滚道的正常运行，极易造成轴承故障；3）对辐板孔的影响车轮踏面擦伤、剥离对轴承的影响最大外，再一个就是辐板孔，根据我车间2009年对辐板孔的这项调查，共出现259件，其中187件踏面有擦伤剥离问题，占72.2%，可见踏面擦伤、剥离对辐板孔的影响是相当大的，特别应注意的是，如果辐板孔一旦裂损，其后果是相当严重的。记得06年1 月29日26192次货物列车在郑州局塔铺站的脱线事故，就是因为辐板孔裂纹造成车轮蹦裂而发生的脱线。

（2）对线路的影响。车辆踏面擦伤、剥离后都会使踏面局部凹陷，致使车辆在运用中出现周期性的上下振动，特别是在低速时振动和冲击力会更大，会直接破坏线路的平面结构，如果在道岔处或钢轨接头处还极易将岔尖或钢轨接头压断。

（3）对货物装载的影响。车轮踏面擦伤、剥离后由于上下振动的原因使车辆运行极不平稳，直接造成车辆晃动加大，从而也就使得货物安全受到危协。

3 车轮踏面擦伤、剥离的原因

（1）车轮踏面的构造。车轮踏面分为锥型踏面和磨耗型踏面，锥型踏面是由轮内侧面向外48mm至100mm之间以1：20的锥度区段和由100mm到35mm之间以1：10的锥度区段两部分组成，而磨耗型踏面是由半径100mm、500mm、220mm的三段弧型线圆滑连接成的一条曲线和锥度为1：8的一段直线组成的几何图形，现在的运用车辆几乎全采用了这种磨耗型踏面的车轮。

（2）车轮本身方面的原因。一是制动力过大：主要是制动结构不合理，制动阀、风管以及相关的制动缸缓解阀等临时故障或空车重位等。二是抱闸：主要是制动故障，闸瓦间隙自动调整器以及制动缸故障或各杠杆间的别劲等方面造成的。三是车轮本身材质不良：有夹渣、运行太久，疲劳剥落，以及由于制动过程中产生过高温度随后又冷却，这样经过反复热胀冷缩碾压剥落等造成的剥离。

（3）调车方面的原因。一是调车作业：频繁使用铁鞋制动，这是踏面擦伤方面的主要因素之一，据我们作业场实际调查，调车作业时，溜放时速在25公里/小时以内，使用一侧铁鞋制动，一般单辆重车使用铁鞋端的踏面将擦伤最小达0.1mm相对端将达0.15mm,空车下铁鞋端的踏面将擦伤0.05-0.1mm相对面将达到0.1mm至0.15mm。

二是使用手制动后忘松或不能完全放松，而编入列车，一旦送车和作业不能发现，运行中虽没有直接造成止轮性质的抱死闸，但因长时间的闸瓦与车轮摩擦，也会使踏面温度不断升高，而使踏面表面发生塑变而脱落，也给以后剥离造成隐患。

（4）线路方面的原因。一是线路表面不平，以及钢轨接头或焊接端头不平等都可造成车轮踏面擦伤或剥离。二是钢轨间距不能保持一致，以及钢轨上表面宽度的变化等都可使车轮踏面与钢轨的正常接触弧面被破坏，而致使踏面表层损坏。 三是钢轨弯道的内外轨高度差所造成的侧挤压也影响车轮踏面表面的正常滚动从而造成一定的损伤。

（5）环境方面的影响。环境因素也是一个不能忽略的原因，我国铁路运输线涉及全国各地，车辆运用的环境变化无常，而且温差极大，一车辆在同一天就可能经历不同季节的环境考验。

4 几点建议

当前从根本上解决踏面擦伤、剥离的问题还不够现实，但可以从减少车辆踏面擦伤、剥离发生的机会和产生后对车辆方面的影响入手：一是尽快淘汰带有辐板孔的车轮，因为辐板的裂纹几乎都是从辐板孔开始；二是加强TPDS预报监测和列检现场作业检查，提早发现问题而控制其再度发展；三是检修和列检要加强对制动配件检查和维护，确保运用标准符合规定，杜绝抱闸等问题发生；四是相关部门的合作，如工务尽量减少线路问题，车务调车尽量减少或不用铁鞋制动等。

（1）立即采取的措施。1）应对列车制动系统的可靠性进行全面调查及检测；2）严格控制转向架及轮对的制造，检修质量；3）加强各本门的联劳协作，要求机车司乘人员按要求使用列车制动系统，不随便使用紧急制动；4）不断改进车辆制动机系统和走行部各装置。

（2）研究开发减少车轮擦伤、剥离的新产品、新技术。1）研制增粘块，提高防滑能力；2）研制高性能、高灵敏度的防滑器；3）改进转向架性能，提高曲线径向通过能力。以上诸方面均可在不同程度上减少车轮的擦伤、剥离。

5 结论

轮轨之间的动态轮轨作用力是引起机车车轮踏面剥离的主要原因，通过减小动态作用力的方法可以有效的改善踏面的剥离现象，轮对纵向共振的发生会使轮轨动态作用力增大，加剧踏面剥离的发生，影响轮轨的使用寿命。通过改变一系垂向减振器的布置方式可以有效地减小轮对纵向共振的振辐，甚至可以完全消除共振，进而达到有效改善踏面玻璃作用。

尽管车轮擦伤、剥离问题解决起来难度较大，但有铁科院对车轮踏面技术的不断改进、完善和车轮制造厂运用部门的密切关注下，对车轮擦伤、剥离进行联合攻关，相信这一难题必将慢慢解决，为铁路运输发展服务。

参考资料：

[1]路货车运用维修规程[M].中国铁道出版社,2003.

[2]铁路货车轮轴组装检修及管理规则[M].中国铁道出版社,2007.

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