EL2-23型電力機(jī)車輪緣異常磨耗分析

1、EL2-23型電力機(jī)車輪緣異常磨耗分析江西煤炭科技JIANGXICOALSCIENCE&TECHNOLOGY2011年第4期NO.42011EL2/23墅毫力機(jī)車輪緣異常囊耗分析李曼(黑龍江龍煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司鶴崗分公司,黑龍江鶴崗154104)摘要:介紹了目前EL2/23型直流工業(yè)電力機(jī)車的使用情況,分析EL2/23型電力機(jī)車輪緣異常磨耗的現(xiàn)象及危害,探討引起輪緣磨耗異常的主要因素,并根據(jù)筆者多年從事電力機(jī)車的檢修經(jīng)驗(yàn),針對(duì)性地提出消除輪緣異常磨耗的工藝方法.關(guān)鍵詞:電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架;車輪;踏面輪緣;磨耗中圈分類號(hào):U264.931+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1o0625

2、72(2011)O4一OO84一o3.AnalysisofAbnormalWheelFlangeAbrasioninEL2/23-TypedElectricLocomotiveLiMin(HegangBranch,LongmayMiningGroupCo.,Ltd,Hegang,Heilongjiang,154101)Abstract:ByanalysisoftheabnormalwheelflangeabrasionintheprocessofusingEL2/23一typeddirectcur-rentelectriclocomotive,theauthorprobesintothemai

3、nfactorscausingtheabnormalwheelflangeabrasionandputsforwardthefocusedeliminationtechniquesthroughlongtimeexperiencesinmaintenanceofelectriclocomotive.Keywords:electriclocomotive;truck;wheel;tread;flange;abrasion1鶴崗礦區(qū)鐵路運(yùn)輸概況.鶴崗礦區(qū)鐵路總長(zhǎng)240km,全線軌型為TBS0和TB43軌,鐵路主干線最大坡度18,最小曲線半徑200m,一般最大允許速度40km/h.線路運(yùn)距短,彎道坡

4、道多.部分線路穿越煤礦塌陷區(qū),路基不穩(wěn)定,線路平順性差.擔(dān)負(fù)礦區(qū)鐵路運(yùn)輸任務(wù)的是鶴崗分公司鐵路運(yùn)輸部.主要?jiǎng)恿囆蜑榈轮艵L2/23型直流工業(yè)電力機(jī)車.實(shí)際運(yùn)用EL2/23型電力機(jī)車18臺(tái),對(duì)這部分機(jī)車實(shí)行的是定期檢修制度,入廠架修周期為一年,由鐵路運(yùn)輸部車輛廠完成.年架修電力機(jī)車l2臺(tái).這部分機(jī)車都是2O世紀(jì)七八十年代引進(jìn)投入使用,因?yàn)榉燮陂L(zhǎng),都不同程度存在車體各部磨耗,變形及疲勞失效等多種情況.因此,加強(qiáng)對(duì)這部分車輛運(yùn)行維護(hù)和檢修管理,提高其使用周期,無疑可為企業(yè)節(jié)省大量的設(shè)備更新資金,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益.本文專門探討的是電力機(jī)車輪對(duì)輪緣異常磨耗的現(xiàn)象,危害及發(fā)生原因.著重研究在檢修和運(yùn)

5、用當(dāng)中的注意?84'事項(xiàng).2電力機(jī)車輪緣非正常磨耗的特點(diǎn)及其危害輪緣異常磨耗,是指機(jī)車在未跑完一個(gè)規(guī)定的架修期,就出現(xiàn)輪緣厚度減薄量過大或輪緣垂直磨耗過大的現(xiàn)象.輪緣異常磨耗,表現(xiàn)形式有:輪緣過薄,輪緣垂直磨耗,輪緣頂部鋒芒和輾堆等.表現(xiàn)形式不同,但危害大致相同,都會(huì)給行車安全造成隱患".由于歷史原因,我部電力機(jī)車仍然沿用錐型踏面外形,錐形路面的特點(diǎn)是:輪緣的厚度為33mm,高度為28mm,輪緣外側(cè)與水平面成65.角,稱為輪緣角,保證安全通過曲線.踏面有1:20及1:10兩段斜面,在外側(cè)有5×45.倒角.輪緣內(nèi)側(cè)面有RI6的圓弧,以便引導(dǎo)車輛順利通過護(hù)軌.這種踏面形

6、狀對(duì)機(jī)車蛇形穩(wěn)定性有利,但不利于通過曲線,比較適合運(yùn)行速度較低的礦區(qū)鐵路線路.輪緣厚度減小的正常原因是車輪做蛇形運(yùn)動(dòng)時(shí),輪緣經(jīng)常與鋼軌內(nèi)側(cè)面發(fā)生碰撞磨耗其次車輛在曲線上運(yùn)動(dòng)時(shí)外側(cè)車輪輪緣與外鋼軌內(nèi)側(cè)面經(jīng)常發(fā)生摩擦而造成磨耗.這樣的磨耗雖然不可避免但是并不嚴(yán)重.電力機(jī)車輪緣異常磨耗如圖1所示,主要有車輪輪緣過薄圖(a),輪緣垂直磨耗圖(b).這種現(xiàn)象有時(shí)表現(xiàn)在輪對(duì)雙側(cè),有時(shí)會(huì)是單側(cè).尤其l,3軸輪對(duì)比較突出.從照片中我們可以看出兩者明顯的差別.a輪緣過薄b輪緣垂直屠耗圖1電力機(jī)車輪緣非正常磨耗輪緣過薄是影響機(jī)車車輛運(yùn)行的很大隱患.隨著機(jī)車的運(yùn)轉(zhuǎn),輪緣逐漸減薄,如果一旦出現(xiàn)"避開距離&q

7、uot;不足("避開距離"不得小于6mm),車輪通過道岔時(shí),輪緣頂部可能壓傷尖軌或爬上尖軌而造成脫軌事故的發(fā)生.因此,規(guī)定運(yùn)用中的電力機(jī)車輪緣厚度不得小于23mm.輪緣垂直磨耗是指輪緣外側(cè)面被磨耗成與水平面接近垂直狀態(tài).輪緣垂直磨耗的危害是車輪通過道岔時(shí),輪緣外側(cè)磨耗面容易和基本軌密貼,使輪緣頂部更易壓傷尖軌或爬上尖軌造成脫軌,同時(shí)增大了運(yùn)行阻力,使輪緣和鋼軌都會(huì)加速磨損,增加了電力機(jī)車的動(dòng)力消耗.運(yùn)用中的車輛輪緣垂直磨耗量("角點(diǎn)"至輪緣根部的距離)不得大于18mm.隨著輪緣厚度的減少,使得輪軌間橫向游隙增加,導(dǎo)致機(jī)車蛇形運(yùn)動(dòng)加劇,造成輪緣與鋼軌相撞擊

8、,可能使輪緣缺損,甚至可能在機(jī)車通過曲線時(shí),會(huì)因車輪在鋼軌上安全搭載量不足而引起脫軌事故.此外,輪緣出現(xiàn)垂直磨耗時(shí),若要把垂直磨耗的車輪進(jìn)行旋削,恢復(fù)原來形狀,為使輪緣厚度增加1ITtII1,車輪半徑就必須旋削將近2倍的數(shù)值,使輪箍不被用掉而被車掉,造成輪箍壽命降低和材料工時(shí)等的很大浪費(fèi).3造成機(jī)車輪緣非正常磨耗的原因分析輪軌間相互摩擦的機(jī)理比較復(fù)雜,并不是由單一機(jī)理造成,而是由幾個(gè)因素同時(shí)作用的結(jié)果.在整個(gè)磨損過程中,也可能會(huì)由一種機(jī)理轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N機(jī)理,影響輪軌磨耗的因素很多,主要有輪,軌材質(zhì)成份,強(qiáng)度,表面硬度及制造工藝;有電力機(jī)車轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu),如輪對(duì)的定位方式,定位剛度,軸距及軸承型式等

9、;有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配工藝,如兩側(cè)大小齒輪嚙合不同步,抱軸瓦與輪心間隙過大I有線路狀態(tài),如曲線半徑的大小,曲線與線路總長(zhǎng)的比例,坡度,路基質(zhì)量,鋼軌橫向剛度,外軌超高量等;還有軸重,運(yùn)行速度,輪軌斷面的幾何形狀,潤(rùn)滑方式,環(huán)境及氣候的變化等.都會(huì)影響機(jī)車車輪和鋼軌的磨耗.無論什么原因引起的輪緣異常磨耗現(xiàn)象,對(duì)于檢修人員來說都是不容乎視的,下面結(jié)合多年來的檢修經(jīng)驗(yàn),介紹如何在檢修過程中,分析輪緣異常磨耗的原因,并針對(duì)不同原因,采取相應(yīng)措施加以解決.3.1轉(zhuǎn)向架參數(shù)不匹配這是輪緣垂直磨耗的主要原因.EL2/23型電力機(jī)車軸箱定位方式,決定了絕大部分機(jī)車出現(xiàn)輪緣異常磨耗,多數(shù)情況是走行部技術(shù)狀態(tài)不佳引起的

10、.這是電力機(jī)車檢修單位尤其要重視的,由于左右輪徑差,左右軸距差,轉(zhuǎn)向架對(duì)角線差,軸頸兩側(cè)載荷差及機(jī)車軸箱側(cè)擋間隙偏差等因素,引起輪對(duì)的縱向中心線偏向線路的一側(cè),導(dǎo)致輪緣偏磨.轉(zhuǎn)向架參數(shù)不匹配主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)左右輪徑偏差.左右輪徑差超過1mm時(shí)輪對(duì)在運(yùn)行中就必須依靠踏面斜度來調(diào)整左右輪同徑,使輪徑小的一側(cè)輪緣靠近鋼軌,出現(xiàn)輪緣偏磨,踏面異磨.同時(shí)迫使整個(gè)轉(zhuǎn)向架向輪徑小的一側(cè)偏移,其它輪對(duì)也產(chǎn)生同向偏移,導(dǎo)致其它輪對(duì)也產(chǎn)生不同程度的輪緣磨耗.(2)左右軸距偏差.由于輪餅位置不正確,產(chǎn)生左右軸距不一致.左右軸距有偏差時(shí),軸距短的一側(cè)的兩個(gè)輪緣易產(chǎn)生偏磨.(3)軸頸載荷偏差.軸頸兩側(cè)載荷

11、不均時(shí),載荷小的一側(cè)輪緣易產(chǎn)生偏磨.?85'(4)轉(zhuǎn)向架對(duì)角線偏差.轉(zhuǎn)向架對(duì)角線不等時(shí),對(duì)角線較短的兩個(gè)對(duì)角上的輪緣易產(chǎn)生偏磨.(5)軸箱橫,縱間隙偏差.車體側(cè)擋間隙變化時(shí),間隙小的一側(cè)輪緣靠近鋼軌,易出現(xiàn)偏磨.(6)撒砂位置偏差.撒砂管頭位置不當(dāng),撒砂位置接近輪緣,易產(chǎn)生輪緣偏磨.(7)板彈簧失效.由于板彈簧疲勞失效,引起轉(zhuǎn)向架失衡,車體載荷偏向彈簧較弱的一側(cè),載荷小的一側(cè)輪緣易產(chǎn)生偏磨.(8)車輪空轉(zhuǎn).由于車輪承載重不均造成個(gè)別車輪空轉(zhuǎn),或啟動(dòng)時(shí)的空轉(zhuǎn),都會(huì)產(chǎn)生輪緣偏磨.(9)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輪齒上載荷分布不均.電力機(jī)車輪對(duì)為雙側(cè)斜齒輪驅(qū)動(dòng),由于抱軸瓦與車軸間存在間隙,抱軸瓦和輪心間存在

12、間隙等,當(dāng)大小齒輪嚙合不好時(shí),車輪被推向一側(cè)造成輪緣的偏磨.(10)輪箍材料差異.兩側(cè)輪箍材料硬度不同,輪箍材料較軟的一側(cè)踏面磨損快,輪徑減小,輪緣靠近鋼軌,輪緣發(fā)生偏磨.(11)左右制動(dòng)缸行程不一樣,閘瓦間隙不同時(shí),影響兩側(cè)的上閘時(shí)間,也會(huì)出現(xiàn)輪緣偏磨.架修前的車輛,如果發(fā)現(xiàn)輪緣異常磨耗時(shí),首先應(yīng)該對(duì)照以上項(xiàng)目測(cè)量檢查,做好記錄,并對(duì)測(cè)量和觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確認(rèn)異常磨耗主要原因,并在檢修過程中加以解決.檢修后的轉(zhuǎn)向架,在落車前同樣要對(duì)照上述項(xiàng)目,對(duì)轉(zhuǎn)向架各部進(jìn)行尺寸校核,尤其是軸箱及軸箱導(dǎo)框?qū)?yīng)的橫縱向間隙必須符合相應(yīng)規(guī)程之規(guī)定.兩轉(zhuǎn)向架連接后,必須認(rèn)真調(diào)整彈簧吊掛裝置,確保臺(tái)車架之上表面與

13、軌面保持平行.車體上部落裝后,再行檢查是否與軌面平行,若出現(xiàn)傾斜,證明車體重心偏移,必須增減配重進(jìn)行調(diào)整.轉(zhuǎn)向架調(diào)整好后,如果出現(xiàn)走臺(tái)板傾斜時(shí),首先檢查上旁承彈簧及下旁承是否存在問題,并加以調(diào)整,直至水平.總之,嚴(yán)格控制機(jī)車走行部的檢修質(zhì)量,按范圍,工藝及限度進(jìn)行檢修,保證機(jī)車轉(zhuǎn)向架各結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳匹配,從而有效降低機(jī)車轉(zhuǎn)向架在經(jīng)過不平順線路或通過曲線時(shí)產(chǎn)生的橫向沖擊,以減輕輪緣的偏磨.3.2輪軌不匹配這是引起輪緣過薄的主要原因.?86?輪,軌的磨耗與其斷面形狀有較大關(guān)系,礦區(qū)線路情況復(fù)雜,鋼軌使用條件差異也很大,有TB50,TIM3還有其他雜型軌,輪軌的磨耗與其斷面形狀有較大關(guān)系,車輪的磨耗

14、情況既與車輪本身的因素有關(guān),也與其賴以運(yùn)行的軌道有關(guān),因此,機(jī)車踏面很難形成與鋼軌頭部相適應(yīng)的外形有較好的匹配的踏面,踏面外形與鋼軌頭部相對(duì)應(yīng)的形狀沒有良好的匹配,就加大了磨耗,輪緣偏磨程度也較嚴(yán)重.輪軌不匹配發(fā)生輪緣非正常磨耗時(shí),通常會(huì)出現(xiàn)輪緣過薄現(xiàn)象.在輪緣旋削時(shí),輪緣和踏面可以適當(dāng)留黑皮,增強(qiáng)輪緣和踏面耐磨強(qiáng)度.3.3機(jī)車運(yùn)行速度變化及運(yùn)行區(qū)間的影響主要發(fā)生在通過曲線時(shí),機(jī)車牽引重量少,速度高時(shí)外側(cè)輪緣易磨耗,機(jī)車牽引重量多,速度低時(shí)內(nèi)側(cè)輪緣易磨耗,其中第1,3位偏磨較明顯.機(jī)車定期換向,各區(qū)間定期輪換,可以緩解機(jī)車輪緣的偏磨.3.4其他原因輪緣異常磨耗的的原意除上述原因外,還與線路環(huán)境因素,運(yùn)行管護(hù)有關(guān),如司機(jī)操作等有關(guān),這需要各部門之間相互配合,加強(qiáng)管理.4結(jié)語上述重點(diǎn)分析了EL2/23型電力機(jī)車輪緣異常磨耗的主要原因,然而,機(jī)車在運(yùn)行過程中,輪緣異常磨損原因是復(fù)雜的,即有力學(xué)因素,材料學(xué)因素和材料熱影響等等諸多因素,就電力機(jī)車的檢修工廠來說,分析電力機(jī)車輪緣踏面異常磨耗的各種原因,總結(jié)影