试分析铁路货车运用中车轮故障的发现和预防

2016-07-13闫卫军

大科技 2016年8期

关键词：钢轮踏面常见故障

闫卫军

（西安铁路局西安东车辆段陕西省西安市 710000）

试分析铁路货车运用中车轮故障的发现和预防

闫卫军

（西安铁路局西安东车辆段陕西省西安市 710000）

铁路是货运的主要形式，铁路火车的载重量非常大，对车轮所产生的压力比较集中，因此，在实际的铁路货运中，车轮比较容易产生一些故障，影响列车安全和货运效率。基于此，本文针对铁路货车的常用车轮作了介绍，然后阐述了车轮的常见故障及测量方法，最后分析了这些故障的危害以及预防处理措施，希望可以对相关工作起到一定参考作用。

铁路货车；车轮故障；测量方法；危害；处理措施

不同的车轮在载重情况下受到的压力是不一样的，由于车轮结构的差异，导致其在相同的环境下会产生不一样的问题。加之在铁路货运中存在不少其他的因素，就更加容易导致车轮出现各种各样的故障。因此，在实际的工作中，必须对车轮的常见故障深入了解，对发现和预防故障制定完善的工作计划，确保铁路货运的风险降至最低。

1 铁路货车常用车轮

就目前的实际情况说来，在铁路货运中，最为常用的车轮主要有四种，分别是弹性车轮、轮箍轮、辗钢轮以及铸造形式车轮。弹性车轮就是在车轮的轮箍和轮心之间设置了橡胶垫作为弹性元件，其在三维方向上的弹性性能比较好。这种车轮的优点是可以显著缩减车辆簧下重量，弱化轮轨之间的相互作用力，同时可以对冲击和切换产生良好的效果，对提升火车运行平稳性具有显著作用。但是这种车轮结构较为复杂，检修比较繁琐，同时会增加运行阻力。轮箍轮是由轮箍、轮心和扣环组成的，其具有耐磨、高强的特点。辗钢轮一般也被称为辗钢整体轮，其是钢锭通过加热碾轧形成的，通过淬火处理，使其具备了良好的韧性以及较高的强度，不会出现崩裂或是轮箍松动的问题。但是，辗钢轮的制造工艺比较复杂，需要投入较多的设备。铸造形式车轮就是在生产线上利用钢水铸造成型的，和辗钢轮相比，其不需要进行铸锭、截断等工艺，因此实现了生产制造环节的简化，但是其性能和辗钢轮存在一定差距，因此在实际的使用中不如辗钢轮的使用频率高。

2 铁路货车车轮常见故障及其测量方法

2.1 常见故障

在铁路货车车轮所出现的故障当中，最为常见的是踏面擦伤磨耗过限以及踏面擦伤、剥离和凹陷。

对于踏面擦伤磨耗过限的问题，其故障发现就是当货车进入时，检车员在接车过程中认真听车轮的声音，如果发现存在声音过大或是杂乱的情况，就应该及时记录车辆位置，然后待车辆停下之后对踏面擦伤进行检查。在确认存在外观象征的时候，需要进一步采用检查器进行确定。之所以会出现踏面擦伤磨耗过限的问题，究其原因，主要和列车运行速度、轴重、制动力以及车辆和钢轨之间的相互状态相关。从理论上讲，车轮与钢轨之间产生滑行，势必会导致出现擦伤，其原因较多。①车辆进行紧急制动，车辆在惯性和重力作用下与钢轨产生强大的摩擦力，若是轴制动率高出了粘着条件，就会产生滑行引起车轮擦伤。②列车司机操作不当，在制动后缓解全部小闸，导致制动距离过长，从而产生擦伤。③道岔上油污过多，导致钢轨和车轮的粘着系数降低，从而产生滑行。④冬季天气条件较差，霜雪覆盖钢轨表面会导致粘着系数降低，从而容易导致滑行产生。⑤车辆存在混编情况，不同车辆的制动条件存在差异，进而在制动过程中部分车辆出现局部擦伤的情况。

对于踏面擦伤、剥离和局部凹陷的问题，其故障发现和踏面擦伤磨耗过限相同，只是表象存在差异。导致这一问题产生原因主要有车轮材质和运行制动两个方面。就材质方面说来，在车轮的制造过程中，若是制造工艺不完善或是质量控制不过关，就可能导致车轮中存在硬点、夹渣和气孔等问题[2]。而在货车的运行过程中，由于运行状态会不断变化，这就导致车轮会出现剥离的问题。而对于运行和制动，这一过程车轮在摩擦作用下会产生高温。尤其是在冬季外界温度较低的情况下，温差过大会导致车轮热胀冷缩的情况严重，反复运行下会导致车轮出现剥离。

2.2 测量方法

在进行故障测量时，第四种检查器是比较常用的，其主要是由测尺、底板和样板三个部分组成。在测量踏面圆周磨耗时，首先应该将尺框推开远离定位块，然后向左移动，再将测尺移至最上端，然后将尺框沿导板向右推移，定于70mm基线位置[1]。在车轮上设置第四种检查器，将其A点置于轮缘定点，将其E边紧靠车轮内侧，而底板需要指向车轴的中心线位置，然后再向下推动测尺，确保其尖端和踏面贴靠。这时，就可以在测尺上读出踏面圆周磨耗数值。在测量剥离长度的时候，需要利用检查器窄边外侧刻度尺，沿着车轮的圆周方向对剥离边缘间距进行测量。在检查时，先检查两端间距不足10mm的部分，然后划线，再测量两条线之间的距离，就可以得出剥离长度。在测量铁路货车的故障时，需要利用相关的仪器设备，合理有效地测量各种故障的相关数据，得出故障具体情况，然后设置对应的解决措施，尽快解除车轮故障[3]。

3 铁路货车车轮故障的危害及处理措施

3.1 故障危害

对于铁路货车车轮出现的各种故障，其对列车产生的影响也是不一样的。因此，对于不同的车轮故障，应该明确其具体危害，以此作为基础开展相关工作。

轮缘磨耗在出现后，其根部断面厚度减小，性能下降，容易出现裂纹。不仅如此，其还会导致钢轨和轮缘的游间增大，使得安全搭载量变小。

出现圆周磨耗的问题后，会导致踏面的几何形状受到破坏，增加了钢轨和车轮之间的接触面积，增大摩擦力，使得列车运行过程中的阻力增大。不仅如此，几何形状的弱化，使得滑行产生的可能增加，加剧了车轮磨损。

出现踏面擦伤之后，其会导致出现大小不均的平面使得车轮无法做出良好的圆周运动，引起振动冲击变大，容易使轴承出现损坏。比如，一个车轮的轮径为840mm，擦伤深度达到2mm，其对应弦长就为82mm，则有长达82mm的平面参与到滚动中，若是擦伤深度超过2mm，就会导致弦长进一步增大，进而引起振动冲击加剧。

3.2 处理措施

对于货车车轮的常见故障，必须设置对应的处理措施，才能确保尽快解决这些问题。对于踏面擦伤磨耗过限的问题：①应该加强车轮的质量的控制，不断提升完善车轮制造工艺，利用先进的技术和高质量的材料进行车轮制造。同时，还需对淬火工艺加强改进，减小车轮的集中应力，提高踏面的性能。②应该加强相关部门的配合工作，改善道岔的实际状态，对其进行进行清杂养护，确保其不会存在油污遗留的情况，确保车轮和钢轨之间具有良好的粘着力。③应该对制动机制进行优化，尤其是对基础制动装置展开全面检查，加强制动缸类检修以及对不良故障进行处理，从而确保列车制动合理可靠。

对于擦伤、剥离和凹陷等问题：①需要对货车车队进行全面检查，对出现的擦伤、剥离和凹陷等问题予以及时发现，同时还需对车辆的编制情况进行排查，尽量避免出现混编的情况。②需要对踏面损伤故障加强预警，并且提高故障测量的方法和质量，按照先关规程及时处理各种问题。③需要加强车轮的制造工艺，加强一些细节处理，避免车轮出现夹渣、气孔和硬点等问题。