铁路货车车辆轮对故障及其解决方案探析

程松

摘 要：铁路是我国运输体系的重要组成部分，铁路货车在我国物流业中占据着重要地位，对我国社会经济的发展有着重要影响。在铁路货车车辆行驶中，荷载全部由轮对承载，在高速旋转滚动过程中，经常容易发生故障，给铁路货车安全造成威胁。本文就简要阐述铁路货车车辆轮对的常见故障及发生原因，并提出相应的解决方案，为铁路货车车辆安全提供一定保障。

关键词：铁路；货车车辆；轮对故障；解决方案

中图分类号：U279 文献标识码：A

近些年来，随着科学技术的不断发生，铁路货车车辆运行速度不断提升，车辆轮对的运行性能也有所提高，但轮对的损伤程度也相应增大，轮对故障难以完全避免，降低了货车车辆的安全性。因此，加强对铁路货车车辆轮对故障研究，探索有效解决方案，对铁路货运行业发展有着重要的意义。

一、铁路货车车辆轮对的常见故障及原因

（一）轮缘、踏面的磨耗与缺损故障

首先，轮缘的磨耗是指在运行过程中，轮对与钢轨阳部侧面摩擦形成的磨耗，有正常和非正常两种情况，其中，正常摩擦是不可避免的，磨耗也并不严重；非正常摩擦是轮缘磨耗的主要原因，主要是由于轮对与钢轨的相对位置出现偏差，轮对向线路一侧偏离，使此侧轮对摩擦程度加重，产生严重磨耗，包括转向架严重变形、转向架两侧固定轴距差过大以及在固定段车辆长期不变向运行等情况。非正常摩擦会形成较大程度的损耗，但可以通过修正轮对与钢轨相对位置来消除。其次，踏面的磨耗是指轮对在滚动、制动等过程中，闸瓦摩擦形成的自然损耗，其发生原因主要有：闸瓦制动摩擦踏面产生磨耗、与钢轨接触的踏面材料在反复挤压、剪切作用下出现金属疲劳引发磨耗。其中，踏面滚动磨耗主要取决于接触面情况，与表面形状、材料有直接关系。第三，踏面与轮缘的缺损主要是因为轮对在不良磨耗或者磨耗量过大后，强度降低，运行冲击力过大，超出磨损轮对的极限引起的，比如车轮踏面有擦伤、剥离情况时，车辆调整运行时冲击力增大，就容易引发车轮踏面的缺损。

（二）轮对踏面的擦伤、剥离故障

首先，轮对踏面的擦伤直接原因是轮对在钢轨上滑行，而这种滑行多是因为制动性能未能达到列车运行的要求，制动力超过轮轨间沾着力，闸瓦抱死车轮造成的。轮对踏面的擦伤情况与车辆承载成正比例关系，车轮承载越大，在惯性作用下，滑行距离就会越长，相应的擦伤也会更加严重。其次，车轮踏面的剥离主要是因为轮对材质问题影响的，轮对踏面金属存在缺陷，在挤压变形后，避免会出现金属疲劳与硬化，在制动闸瓦的摩擦作用下，会出现摩擦热，引起表面显微裂纹，进而在轮对滑行的“玻璃作用力”下，出现踏面剥离的情况。此外，在车轮发生擦伤后，车轮滚动过程中圆周方向上受力是不均匀的，在擦伤部位会受到更大的力，当行驶速度增大时，踏面所受冲击力急剧增加，也会比较容易产生剥离问题。

二、铁路货车车辆轮对故障的解决方案

（一）轮缘、踏面的磨耗与缺损故障的解决方案

首先，针对轮缘、踏面磨损的原因，其解决方案有以下两种：一是对货车制动方式进行更新，向盘形制动、盘形与踏面制动相结合的方式转变，并利用现代电阻、电磁制动等先进制动技术，降低轮缘与踏面的磨耗速度。二是要提高车轮本身的性能，包括刚度和耐磨性能等，以有效减少踏面、轨面的擦伤与剥离等缺陷，同时，还要将踏面闸瓦上的其它附着物清理干净，避免摩擦过大。在车轮性能的提升当中，主要应从制造過程入手，对各个部位的尺寸进行严格检修，适当调整各部间隙，控制车轮切削量，保持磨耗踏面的外形。如此以来，就能够消除或者降低非正常磨耗，降低正常磨耗的速度，起到减小故障发生概率的作用。其次，针对轮缘、踏面的缺损故障，主要解决方式是提高车轮的自造工艺与材质水平，比如通过制造工艺控制来降低材质的内部缺陷、通过消除车轮擦伤和轨面损伤来减小轮轨间的冲击力、通过对轮辐结构、厚度和轮辋厚度的改进设计来预防轮辋过度等方式，消除轨缝过宽、轨面不平、踏面擦伤与剥离等缺陷，使踏面保持合理外形，有效消除和减少踏面、轮缘的偏磨，使其保持良好强度，预防缺损故障。

（二）轮对踏面的擦伤、剥离故障的解决方案

首先，做好制动的控制。制动是引起踏面擦伤的主要原因，通过制动控制可以有效解决擦伤问题，制动控制措施有：①提高司机的操作水平，在空重时及时准确调整手柄，提高制定功能稳定性和制动缓解波速。②从制造工艺和材料上改善制动性能，包括严格把控制动机各个部件的检修过程，提高检修水平；对制动缸勾贝行程进行适当调整；提高铸铁闸瓦的摩擦系数、耐磨性能，保持合成闸瓦摩擦系数的稳定与良好散热功能，做好闸瓦间隙的调整等。其次，增加制动机阶段缓解功能，能够在车辆制动后，适当减小低速时的制动力，使制动力与轮轨粘着力更好地达到匹配状态，有效预防车轮抱死问题，提高制动机的稳定性。第三，增加防滑装置，可以起到消除或者缓解车轮滑行的作用，包括正常制动引起的滑行以及不良制动引起的滑行。第四，可以采取提前制动或缓解波速的方法，来减少制动的制动空走时间，进而减小制动力，预防制动引起滑行；同时，还可以通过对闸瓦性能的改进，来提高闸瓦初始制动能力，进而起到降低、保持终制动力，预防滑行引发擦伤、剥离等故障。第五，除上述措施外，还可以通过人为方式来预防故障发生，比如对制动机功能的全面、仔细检查与维护，使制动机处于良好工作状态，灵活可靠，并将车轮制动情况准确提供给司机，使其能够正确、合理的完成制动机操纵，避免车轮滑行，防止车轮擦伤。

结语

综上所述，在铁路货车车辆行进中，轮对是高速旋转滚动的，不仅承载着车辆及货物的总重量，本身还会产生冲击振动荷载，在此条件下，轮对故障是比较容易出现的。因此，加强对铁路货车车辆轮对故障的研究与了解，采取合适的解决方法，对提高铁路货车车辆行驶安全有着重要意义，有助于促进货物运输行业的进步。

参考文献

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