动车组轮对踏面磨耗浅析及解决构架振动措施探究

周兴楠　王明周　王晓东

摘要：动车组在长时间应用的过程中经常会出现轮对踏面磨耗的问题，严重影响使用寿命、稳定性和安全性，不能保证应用的效果。基于此，本文研究动车组轮对踏面磨耗问题，提出几点解决架构振动的措施，旨在为增强动车组轮的应用性能、延长使用寿命提供帮助。

关键词：动车组;轮对踏面磨耗;解决构架振动措施

动车组轮对踏面磨耗问题的发生，主要原因就是车轮缺乏圆度，出现轮对多边形的架构问题，导致出现严重的轮对踏面磨损的现象。在此情况下就应按照问题的发生情况，有效应对架构振动现象，健全相应的振动分析机制、处理模式，避免因为架构振动而产生严重后果。

1 动车组轮对踏面磨耗分析

1.1轮对系统的自激振动分析

如果将相关的车轮动多边形的问题，考虑成为因为轮系统、轨系统相互的自激振动所引发，将车轮的多边形变数设定成为F1/F2，对于F2而言，属于系统的自激振动频率，F2则属于轮转动的频率，按照多阶多边形的特点可以了解到，在车辆的行驶速度是每小时200千米、每小时250千米、每小时300千米的情况下，自激振动的频率是F1=F2=NV/（2π.r），其中的V代表着车辆行驶速度，r代表着车轮运行的圆半径，在圆半径是0.43米的情况下，会出现周期性的车轮不圆顺现象，最终出现震动的现象。

1.2轮轨形成异常振动的规律

在轮轨激励参数较高的情况下，会出现转向架本身模态的振动问题，在激励消失以后，振动也会不断的呈现出衰减的状态。如果相关的轮轨持续激励比车轮转速恒定高，那么，转向架的部分就会在原本模态频率方面持续性的谐振，车轮旋转期间每秒叠加N次的规律性振动，最终出现N阶多边形。据调查，在16阶到21阶的时候，轮对多边形相互对应的系统，自激振动频率在470HZ-610HZ左右，和转向架原本的固定性频率570HZ相互贴近，很容易出现共振的现象。并且在轮对和钢轨相互有超出500HZ的高频率振动情况下，不能快速的向上部分或是轨下部分进行传递，可能会引发轮轨相互强烈性冲击的问题，这也属于出现问题的主要原因。

1.3钢轨波磨和轮对波长

钢轨波磨主要就是钢轨表面有规则类型的波浪形状磨耗现象，有着忽明忽暗并且高低不平的光带，在轮轨的表面区域，存在短波周期类型的不平顺现象。在此过程中应重点执行钢轨测试的工作，按照具体状况明确轮对波长的数据值和情况，对比分析不同車辆行驶速度的轮对波长情况，了解是否和钢轨波磨测试的波长之间相互贴近，针对性的分析问题原因，便于按照具体的情况应对、解决问题。

2 车轮多边形的架构系统振动问题应对措施

2.1 车轮踏面镞修

采用镞修的方式不仅能够减弱多边形后架构的振动现象，还能结合车轮多边形的具体演变规律，及时性的采用镞修方式进行处理，降低架构振动问题、车体振动问题的发生率。

2.2 波磨钢轨打磨处理

通常情况下车体的结构局部区域或者是整体区域的模态与相关的转向架之间互相靠近，就很容易引发车体的振动问题，并且振动的频率很大，在此情况下就可以利用对振动区域阶段的轨形进行修正处理，减少转向架蛇形运动的频率，降低运动幅值，确保有效规避相应的振动现象。除此之外，还需重点结合系统的特点，尽可能减少高频率振动在其中的传递率，降低转向架部分的内部耦合振动程度，例如：使用一系与二系的悬挂设备操作，有效减少高频振动问题发生率，同时使用更换转臂节点的方式，使得动车轮对方面、转臂方面、构架方面的异常振动传递更好的耦合，从根本层面规避车轮多边形的问题。具体的工作中应重点将动车转向架转臂节点更换成为新的设备，同时更换容易出现安全故障问题的转臂节点，之后阶段性、周期性的更换减振部件，起到一定的振动问题控制作用。

2.3 增强轨道系统刚度的适应性

一般情况下，在轨道刚度较低的情况下，列车在振动的过程中将振动力传输到轨道下部分的响应也会有所减小，但是，车内的振动问题发生率会有所提升。在轨道刚度较高的情况下，列车振动传输到轨道下部分的响应有所增加，但是可以确保平温度。在此情况下就应结合具体状况，应用减振类型的扣件材料，形成轨道结构振动的缓解作用，在降低振动力的情况下起到一定的作用。但是需要注意，如若所使用的减震扣件刚度过高，就可能会引发轨道振动频率的问题，在振动达到500HZ以上的情况下，可能会和转向架的零部件相互共振，出现异常性的振动问题，引发波磨现象，因此，应重点关注减振扣件和钢轨之间刚度的关系，增强适应性，形成预防问题的作用。

2.4 改善轮对镞修

建议在工作中转变传统的车轮一刀0.5毫米的经济性镞修方式，将其优化成为两刀0.5毫米、0.5毫米的形式，以此有效解决多边形的问题。同时还需注意，针对不落轮旋床定位手段优化处理，设置转臂支撑的基础设施，降低镞修之后的径跳值，完善在线监测的系统，对镞修之后的质量严格监督控制。这样在一定程度上可以减少动车组转向架车轮的多边形问题，预防因为轮或是轨的高频度冲击所引发的零部件过度磨损，从根源层面减少检查、维修的成本，增强各方面工作的效果。

结语：

综上所述，动车组轮对踏面磨损问题的发生原因很多，主要就是出现了轮对系统自激振动的问题和其他的问题，严重影响着基础设施的使用稳定性和使用寿命。因此，在检查维修期间应结合轮对踏面磨损的发生特点，有效应对架构振动的问题，使用增强轨道系统刚度适应性的方式、改善轮对镞修的方式、波磨钢轨打磨操作的方式等，强化问题的应对和防控效果，延长基础部件的应用寿命。

参考文献：

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