关于地铁车辆轮对镟修的几点思考

胡立本

摘 要：本文针对西安地铁2号线的1列电客车镟修前后所测量的多项数据进行对比，通过对比结果分析电客车在正线运行时产生振动的原因，并提出关于轮对镟修的几点思考。

关键词：轮对镟修；踏面外形；平稳性指标；振动加速度

引言

地铁车辆在运行过程中由于诸多因素的影响，轮对会产生擦伤剥离等踏面损伤以及单个车轮失圆的现象。此外由于机械加工精度的局限性以及运行中偏磨等影响，同一个转向架4个车轮的滚动圆直径往往是不相同的，即产生了轮径差。当出现这些轮对异常磨耗问题时，往往采用镟修的方法来处理。以下对一列电客车镟修前后的各项数据进行简要分析。

1.西安地铁2号线0203车镟修前后轮径数据对比

西安地铁2号线从开通至今部分电客车走行公里数已达40余万公里，电客车在运行过程中均不同程度的产生了各种轮对异常磨耗问题。如表1所示，0203车镟修前整车轮径值平均值为840.252mm，镟修后整车轮径值平均值为838.455mm，平均每个车轮的切削量为1.797mm，镟修后消除了前期列车运行过程中产生的轮对踏面擦伤剥离、轮对偏磨失圆、轮径差值超限等问题。

2.轮对外形对比

我们使用Calipri非接触式轮轨外型测量仪扫描出02031车4轮镟修前后的轮对踏面外形，借助AutoCAD绘图软件将镟修前后踏面外形对比如图1，图中蓝色部分为镟修前车轮外形及尺寸，红色部分为镟修后车轮外形及尺寸。图2反映了镟修前后车轮踏面与标准轮形尺的贴合程度，从中可以很直观的看出镟修后车轮踏面外形更加贴合标准轮形尺的外廓。

3.镟修后正线检测数据对比

我们采用RVC-1型铁道车辆舒适度仪对0203车镟修前后振动数据进行测量，分析电客车相同部位在相同区间内车辆运行平稳性指标及振动加速度，将振动数据导入Origin9.0中对比镟修前后平稳性指标变化情况。

RVC-1型铁道车辆舒适度仪由测试设备和接收设备两部分组成。测试设备可以检测三个方向的振动加速度及频率，接收设备依据《GB/T 5599-85 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》中客车运行平稳性指标计算公式对测试设备所采集到的数据进行逻辑运算，并且显示和存储相关数据。当平稳性指标小于2.5时判定为优秀等级，如表2所示。

随机选取02031车1位转向架进行镟修前后在运动公园站至北苑站区间平稳性指标对比分析。平稳性指标波形图中横轴代表时间，单位为秒；纵轴代表平稳性指标值。通过平稳性指标波形图可以看出，车轮镟修后横向平稳性指标和垂向平稳性指标均优于镟修前的平稳性指标。

根据【GB/T 21563--2008/1EC 61373：1999轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验】中规定：基准点是为证实试验要求是否满足而选取的一个点，用来测量基准信号。基准点能代表被试设备的运动情况，它可以是控制点或者是对各控制点信号进行手工或自动处理得出的虚拟点。

对于采用虚拟点进行计算的随机振动，其基准信号的频率谱规定为所有控制点信号的加速度谱密度值（ASD）在每一频率上的算术平均值。此时，基准信号的总方均根值等于各控制点信号方均根值的方均根。

基准点总的方均根值=

式中：n——是控制点的数目。

02031车1位转向架镟修前、后振动加速度波形图如图5、6所示，图中横轴代表时间，单位为秒；纵轴代表振动加速度值，单位为×g m/s ，g的数值取10；黑色波形表示横向加速度，红色波形表示垂向加速度，蓝色波形表示纵向加速度。

通过对比02031车1位转向架镟修前后三个方向振动加速度方均根值能够看出，车轮镟修后三个方向的振动加速度方均根值均得到改善。

4.结束语

本次0203车镟修前后我们均进行了正线添乘，两次添乘过程中横向、垂向平稳性指标以及三个方向的振动加速度互相对比，能够发现镟修后的车辆状态明显优于镟修前的。本次镟修解决了前期轮对踏面擦伤剥离、轮对偏磨失圆、轮径差值超限等问题。车辆轮对失圆会造成轮、轨之间的冲击增大，是垂向振动加大的一个原因。而车辆同轴轮径差值超限，会造成车辆运行过程中横向位移增大，是造成横向振动加大的一个原因。因此在经过镟修修复后，车辆在垂向、横向平稳性指标方面改善较大。

同时在镟修测量过程中发现同侧轮径值统一小于或大于另一侧轮径值的现象以及同侧轮径小相应轮缘厚度也小的现象。对于同侧轮径值统一小于或大于另一侧轮径值的现象，我们正在积极探寻研究通过调整电客车调头周期来改善的解决方案。对于同侧轮径小相应轮缘厚度也小的现象，我们认为车辆在运行过程中，为了保障同轴两轮的行走距离尽可能相等，轮对通过踏面斜度调整车轮的滚动直径，那么在不考虑蛇行运动及蠕滑等情况时，轮对就会向轮径较小的一侧横向移动，于是会加大轮径较小侧的轮缘磨耗，如此反复，这种状况将加剧，使两侧差值越来越大。同轴左右轮径差越大，则横向移动量越大，从而使轮对偏磨更加严重，实际运行过程中如果直径小的车轮处于外轨侧，过弯道时由于曲线离心力的原因，会使外轨轮承重比内轨轮大，造成车轮产生滑滚加快车轮磨损，长期运行将使轮对轮缘磨耗及圆周磨耗逐渐增大。通过镟修能够显著改善电客车运行平稳性，为乘客带来舒适的乘坐体验。

参考文献：

[1] 王刚.客车轮径差对列车运行影响分析.轨道交通装备与技术，2013，（2）.

[2] 謝彦飞.丁军君.轮径差对机车车轮偏磨的影响.神华科技，2010，（6）.