鐵路貨車運(yùn)用中車輪故障的發(fā)現(xiàn)和預(yù)防

鐵路貨車運(yùn)用中車輪故障的發(fā)現(xiàn)和預(yù)防【摘要】隨著中國(guó)鐵路貨車高速重載的發(fā)展，萬噸列車的開行，對(duì)貨車的檢修質(zhì)量的要求越來越高，車輪作為轉(zhuǎn)向架的重要組成部分，是其主要的受力部分，是保證車輛安全運(yùn)行的重要保障。但近年來，C80萬噸列車車輪故障比較突出，主要表現(xiàn)為踏面擦傷和剝離，這些故障多數(shù)發(fā)生在列車制動(dòng)過程中，對(duì)鐵路貨物的正常運(yùn)行帶來極大的威脅?！娟P(guān)鍵詞】車輪故障；貨車運(yùn)用；發(fā)現(xiàn)辦法；預(yù)防措施一、 車輪的種類（一） 彈性車輪彈性車輪是在輪心（輪轂）與輪箍之間安裝彈性元件一一橡膠墊，與整體車輪相比，車輪在空間三維方向上的彈性比較柔軟。這樣的車輪稱為彈性車輪。這種車輪的優(yōu)點(diǎn)是：明顯減少了車輛的簧下質(zhì)量，減少了輪軌間的作用力，并切換和沖擊的效果很好，提高了車輛的運(yùn)行平穩(wěn)性，改善了車輪與車軸的運(yùn)用條件，減少輪軌之間摩擦，減少了噪音。車輪的缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造檢修較難，并且會(huì)使車輛運(yùn)用阻力略有增加。（二） 輪箍輪輪箍輪又稱帶箍輪或有箍輪，有輪箍、輪心、和扣環(huán)組成。這中車輪就工作性質(zhì)而言是比較合理的，輪箍輪采用平爐優(yōu)質(zhì)鋼（化學(xué)成分： C含量為0.05%-0.7%，Mn含量為0.06%-0.9%，Si含量為0.15%-0.355，S和P含量都不大于0.005%）壓制而成。優(yōu)點(diǎn)：他具有強(qiáng)度高，耐磨性好。（三） 輾鋼輪輾鋼輪又稱輾鋼整體輪，是有鋼錠經(jīng)加熱碾軋而成，并經(jīng)過淬火處理。輾鋼輪具有強(qiáng)度高、韌性好、自重輕、安全可靠的特點(diǎn)，運(yùn)用中不會(huì)發(fā)生輪箍松動(dòng)和崩裂故障，適應(yīng)重載和運(yùn)行速度高德要求；并且維修費(fèi)用低，輪緣磨耗過限后可堆焊，踏面擦傷后可旋削等優(yōu)點(diǎn)。所以是我國(guó)鐵路的主型車輪。但是輾鋼輪制造技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備投資大。（四） 鑄造形式車輪鑄鋼車輪是有鋼水在生產(chǎn)線上直接鑄造成型。與輾鋼輪相比省去了鑄錠、截?cái)嘣诩訜岬戎T多程序，因而具有生產(chǎn)工序少、勞動(dòng)力消耗少、生產(chǎn)能耗低二、 車輪的各部分名稱及作用輪緣：車輪的內(nèi)側(cè)面邊緣凸起的部分，它的作用是防止車輪跑出軌外，使貨車在曲線和直線上運(yùn)行安全。踏面：車輪與鋼軌接觸的圓周面部分，要求有一定比例的斜度，其作用是軌面與踏面在摩擦力的作用下滾動(dòng)運(yùn)行。輪轂：車輪的中心與車軸連接的圓周部分，車軸與車輪采用過盈配合，以此來保證車輪、車軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。輪輞：車輪踏面的直徑方向的厚度部分，它是保證車輪具有足夠的強(qiáng)度部分，同時(shí)也是便于后期檢修的部分。輻板：連接輪轂與輪輞的部分，呈板狀的為輻板，它使車輪具有一定的彈性，使車輪在運(yùn)動(dòng)時(shí)傳遞力較為緩和。三、 車輪運(yùn)用限度輪對(duì)部分常見運(yùn)用限度表測(cè)量時(shí)規(guī)定如下：（1） 兩端寬度不足10mm的，不計(jì)算在內(nèi)。（2） 長(zhǎng)條狀剝離其最寬處不足20mm的，不計(jì)算在內(nèi)。提速貨物列車中的鐵路貨車，1處＜202處（每1處均）＜40提速貨物列車中的鐵路貨車，2處（每1處均）＜10四、 車輪故障的測(cè)量方法（一） 第四種檢查器的結(jié)構(gòu)：由測(cè)尺、底板、樣板三個(gè)部分組成。（二） 測(cè)量車輪踏面圓周磨耗首先推動(dòng)尺框避開定位塊，向左移，再推螺釘帶動(dòng)踏面磨耗測(cè)尺和輪緣厚度測(cè)尺移到最上端，然后推動(dòng)尺框沿導(dǎo)板向右移至定位塊擋住，定于70毫米基線處。將第四種檢查器置于車輪上，使檢查器A點(diǎn)落于輪緣頂點(diǎn)，E邊定位角鐵靠緊車輪內(nèi)側(cè)，底板指向車軸中心線，再下推踏面磨耗測(cè)尺，使其尖端與踏面接觸，此時(shí)，可在測(cè)尺（下部刻度與零位線對(duì)準(zhǔn)處直接讀數(shù)，（分度值0.5mm），或在游標(biāo)尺上讀數(shù)，精度可達(dá)0.lmm，即為踏面圓周磨耗值。（三）測(cè)量踏面擦傷及局部凹下深度將第四種檢查器置于車輪上，A點(diǎn)接觸輪緣頂點(diǎn)，E邊緊靠車輪內(nèi)側(cè)，尺身底板指向車軸中心線。推動(dòng)尺框帶動(dòng)踏面測(cè)尺，沿導(dǎo)板移至擦傷最深處，緊固水平緊固螺釘，下移踏面測(cè)尺使B點(diǎn)接觸擦傷最深處，磨耗型踏面以零位線為基準(zhǔn)，讀出踏面測(cè)尺與零位線所對(duì)準(zhǔn)的尺寸（錐型踏面則讀出右側(cè)刻線對(duì)應(yīng)處的尺寸）。然后將第四種檢查器沿同一圓周方向移到末擦傷處，量出該處圓周磨耗值，用擦傷處的數(shù)值減去末擦傷處的圓周磨耗值即為車輪踏面擦傷深度。（局部凹下深度測(cè)量方法與擦傷深度測(cè)量方法相同）。值得指出的是：新型的第四種檢查器因取消了零位線，上述尺寸都從測(cè)踏面磨耗游標(biāo)尺上來確認(rèn)刻度尺寸。（四）測(cè)量踏面剝離長(zhǎng)度用第四種檢查器窄邊外側(cè)0—75mm刻度尺，沿車輪圓周方向（不是剝離長(zhǎng)度方向）測(cè)量踏面剝離兩邊緣之間的長(zhǎng)度，為踏面剝離長(zhǎng)度。列檢測(cè)量時(shí)先測(cè)出剝離長(zhǎng)度兩端不足10mm的部分，劃出測(cè)量線，然后用檢查器窄邊刻度尺沿車輪圓周方向測(cè)量?jī)删€之間的長(zhǎng)度，即為踏面剝離長(zhǎng)度。五、常見車輪故障的分析（一）踏面擦傷磨耗過限故障發(fā)現(xiàn)：列車進(jìn)入，檢車員接車時(shí)仔細(xì)聽聲，如果發(fā)現(xiàn)車輪震動(dòng)聲音過大或雜亂，應(yīng)記清車輛位置，停車后詳細(xì)檢查踏面擦傷情況，發(fā)現(xiàn)踏面擦傷有外觀象征時(shí)，及時(shí)用第四種檢查尺進(jìn)行測(cè)量確認(rèn)。分析原因：車輪擦傷它與、列車運(yùn)行速度、制動(dòng)力、車輛軸重以及鋼軌當(dāng)時(shí)的狀態(tài)有關(guān)，理論上車輪與鋼軌的滑行必定擦傷，其主要原因有這么以下幾種：（1）緊急制動(dòng)造成的車輪擦傷。高速行駛中的列車遇到突發(fā)意外情形，司機(jī)進(jìn)行緊急制動(dòng)，產(chǎn)生的慣性引起車輛與輪對(duì)軸重間的變化載荷，使變化輪對(duì)的軸制動(dòng)率有可能超出并加大粘著條件的限制，從而產(chǎn)生滑行導(dǎo)致擦傷。當(dāng)列車接近有坡道的地段，最明顯的是長(zhǎng)大坡道，制動(dòng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，制動(dòng)力量較大，滑行的距離持續(xù)也長(zhǎng)，車輪被閘瓦壓死，就極容易造成車輪踏面擦傷。而在滑行速度較低，距離也不太長(zhǎng)的情形下，輪對(duì)擦傷危害并不明顯，有時(shí)輕微擦傷經(jīng)短期運(yùn)行后可自行沿車輪的幾何形狀而消失。（2）因司機(jī)操作的原因。經(jīng)制動(dòng)后，機(jī)車的小閘全緩解，也就是列車制動(dòng)、機(jī)車緩解的方式會(huì)減少列車每百噸重量的閘瓦制動(dòng)力（一般情況能減少5%至10%左右），導(dǎo)致制動(dòng)距離的延長(zhǎng)。因?yàn)椴僮鞑划?dāng)原因，有時(shí)能使列車管壓力過大，也會(huì)使車輛產(chǎn)生自然制動(dòng)而引起輪對(duì)的輕微擦傷。（3）其它類的緊急制動(dòng)。比如調(diào)車時(shí)，有些人為的開啟折角塞門達(dá)到制動(dòng)的目的，或者有時(shí)列車在運(yùn)行途中因軟管突爆等情況，導(dǎo)致緊急制動(dòng)，閘瓦抱死車輪而造成輪對(duì)的擦傷。（4） 道岔的影響。道岔上油污過多，當(dāng)列車減速進(jìn)站時(shí)，車輪的踏面經(jīng)過有涂油的道岔，使得輪對(duì)與鋼軌的粘著系數(shù)降低，從而導(dǎo)致車輪在鋼軌面上滑行，也會(huì)造成輪對(duì)擦傷。（5） 季節(jié)的影響。尤其在冬季，霜、雪覆蓋過的鋼軌表面，產(chǎn)生制動(dòng)時(shí)，車輪與閘瓦之的劇烈摩擦，產(chǎn)生大量的熱量，從而與外界形成強(qiáng)烈的溫度差，使得輪對(duì)鋼軌之間的粘著系數(shù)大大降低，制動(dòng)力超過粘著力，從而引起輪對(duì)的滑行。（6） 制動(dòng)缸活塞行程調(diào)整不及時(shí)?；钊谐痰拈L(zhǎng)短與制動(dòng)缸的壓力有著密切的關(guān)系，制動(dòng)缸壓力的大小又直接關(guān)系到制動(dòng)力的大小。在試風(fēng)作業(yè)中若不注意調(diào)整活塞行程或稍有疏忽，就會(huì)造成制動(dòng)力強(qiáng)弱不一致而造成車輪擦傷。（7） 車輛的混編。因運(yùn)輸裝載的需要，導(dǎo)致各種不同車型的的混編，有120閥、GK閥以及不常用的103閥，各種閥在施行制動(dòng)時(shí)其靈敏度的不同，導(dǎo)致活塞行程和制動(dòng)缸壓力的不盡相同，制動(dòng)倍率、制動(dòng)率也產(chǎn)生差異，而制動(dòng)率過高的車輛就會(huì)產(chǎn)生輪對(duì)的局部擦傷。（8） 機(jī)車、車輛制動(dòng)機(jī)不良。這種情況比較多，機(jī)車、車輛制動(dòng)機(jī)有故障，部分配件作用不良。如車輛分配閥故障，制動(dòng)緩解不良，或者有時(shí)安全閥作用不良、機(jī)車的給氣閥故障或作用不良，從而使得制動(dòng)管的壓力升高，從而使車輛或機(jī)車在制動(dòng)時(shí)制動(dòng)力加大，還有就是冬季氣溫原因，閥類內(nèi)的油脂粘度下降，從而導(dǎo)致制動(dòng)機(jī)作用不夠靈敏，故障明顯增多，所有這些都使用得運(yùn)行中的車輛制動(dòng)力、制動(dòng)距離等都產(chǎn)生變化，加大了車輪與鋼軌間的摩擦，導(dǎo)致了輪對(duì)的擦傷。防止措施（1）首先從車輪質(zhì)量方面入手，確保輪對(duì)制造質(zhì)量。應(yīng)不斷提高和完善車輪制造工藝，利用先進(jìn)的制造技術(shù)、設(shè)備，以及輪對(duì)外部機(jī)械加工，以改進(jìn)輪對(duì)淬火工藝、減少輪對(duì)材質(zhì)的應(yīng)力集中，提高車輪踏面和輪輞硬度來提高車輪材料的抗切削能力。（3）其次從相關(guān)單位配合入手，來改善道岔實(shí)際狀態(tài)。工務(wù)部門在施工作業(yè)時(shí)，避免將潤(rùn)滑類油脂遺留在鋼軌面，不斷提高或保持輪對(duì)的粘著狀態(tài)等。（5）從防止制動(dòng)機(jī)緩解不良方面入手。首先應(yīng)加強(qiáng)定檢基礎(chǔ)制動(dòng)裝置各拉桿、圓銷孔、杠桿的檢修質(zhì)量，減少個(gè)別別勁、卡死現(xiàn)象，以此來消除基礎(chǔ)制動(dòng)裝置方面的故障。其次，制動(dòng)缸類的檢修，嚴(yán)格執(zhí)行段規(guī)要求，避免出現(xiàn)彈簧折斷或過弱、缸體生銹、缺油等故障。第三是要求列檢部門應(yīng)加強(qiáng)制動(dòng)機(jī)緩解不良故障的檢查和處理、定檢部門加強(qiáng)制動(dòng)閥類的檢修、試驗(yàn)。（4）從防止制動(dòng)機(jī)安定性能不良方面入手。首先強(qiáng)化定檢閥和車輛的檢修和試驗(yàn)質(zhì)量，嚴(yán)格試驗(yàn)要求，以減少人為因素的影響，杜絕漏檢漏修的或其它簡(jiǎn)化作業(yè)的現(xiàn)象。其次，應(yīng)加強(qiáng)或提高列檢列車全部試驗(yàn)的質(zhì)量，保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)每輛車的安定性能得到確認(rèn)或處理。（2）從加強(qiáng)運(yùn)用檢查方面入手。列檢作業(yè)人員要不斷提高檢修水平，嚴(yán)格按《運(yùn)規(guī)》要求，做到列檢人員“七字”檢查要求，嚴(yán)格作業(yè)環(huán)節(jié)，不漏檢漏修，保證車輛各部運(yùn)用限度符合要求，不斷提升列車質(zhì)量。（二）車輪踏面擦傷、剝離和局部凹下故障發(fā)現(xiàn)：同踏面擦傷磨耗過限，只不過是表象不同。分析原因：剝離或局部凹下原因有兩種，一種為材質(zhì)方面的原因，在制造過程中存在缺陷，比如有硬點(diǎn)、氣孔、夾碴等，在運(yùn)行過程中反復(fù)改變狀態(tài)而導(dǎo)致剝離，另外一種是運(yùn)行過程中或制動(dòng)過程中產(chǎn)生高溫，尤其在冬季，氣溫的變化導(dǎo)致輪對(duì)表面熱脹冷縮，反復(fù)運(yùn)行碾壓導(dǎo)致剝離脫落。防止措施：（1） 加強(qiáng)列車隊(duì)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輪踏面擦傷、剝離和局部凹下。（2） 加強(qiáng)TPDS踏面損傷故障的報(bào)警，仔細(xì)確認(rèn)并測(cè)量，按規(guī)程要求及時(shí)進(jìn)行處理。（3） 同踏面擦傷磨耗過限，在輪對(duì)制造質(zhì)量方面入手，加強(qiáng)車輪質(zhì)量。六、車輪故障的危害及運(yùn)用中的檢查方法（一） 輪緣磨耗危害：（1）輪緣磨耗超限后，其根部斷面變薄，強(qiáng)度下降，易在輪緣根部產(chǎn)生裂紋以至缺損。（2）輪緣與鋼軌間的游間增大，減少車輪安全搭載量。檢查：列檢進(jìn)行列車技術(shù)檢查作業(yè)時(shí)，檢車員發(fā)現(xiàn)輪緣明顯變薄等異狀時(shí)，要使用第四種檢查器進(jìn)行輪緣厚度的測(cè)量，輪緣厚度磨耗超限時(shí)要進(jìn)行摘車臨修更換輪軸。（二） 踏面圓周磨耗危害：（1）踏面圓周磨耗深度超限后，破壞了踏面的幾何形狀，使得車輪踏面呈圓柱形，增大了車輪和鋼軌間的接觸面積，使摩擦力增大，增加了鐵路貨車在線路上的運(yùn)行阻力。（2）在鐵路貨車通過曲線時(shí)，由于車輪踏面沒有了幾何形狀，使車輪產(chǎn)生滑行，而加劇了車輪踏面的磨耗。檢查：列檢進(jìn)行列車技術(shù)檢查作業(yè)時(shí)，檢車員發(fā)現(xiàn)車輪踏面存在異常磨耗時(shí)，要使用第四種檢查器進(jìn)行踏面圓周磨耗的測(cè)量，磨耗超限時(shí)要進(jìn)行摘車臨修更換輪軸。（三） 踏面擦傷危害：（1）車輪踏面擦傷超限后，踏面會(huì)出現(xiàn)大小不同的局部平面，使得輪對(duì)不能按圓周滾動(dòng)，滑動(dòng)增加，振動(dòng)沖擊增大，故造成滾動(dòng)軸承內(nèi)部配件損壞問題。例如，輪徑840mm，擦傷深為2mm時(shí)，其弦長(zhǎng)為82mm，就是有82mm長(zhǎng)的平面參與滾動(dòng)。若擦傷深度超過2mm，其弦長(zhǎng)更長(zhǎng)，車輪滾動(dòng)中沖擊振動(dòng)必然加劇。（2）車輪踏面擦傷深度超限后導(dǎo)致車輪進(jìn)一步發(fā)生踏面剝離，縮短車輪使用壽命。（3）車輪踏面擦傷深度超限后，車輪在運(yùn)行過程中對(duì)鋼軌產(chǎn)生劇烈打擊，列車運(yùn)行速度越高，擦傷的危害越嚴(yán)重。檢查：列檢進(jìn)行列車技術(shù)檢查作業(yè)時(shí)，檢車員發(fā)現(xiàn)踏面擦傷或局部凹下故障以及TPDS踏面損傷故障報(bào)警時(shí)，要使用第四種檢查器進(jìn)行踏面擦傷及局部凹下深度的測(cè)量，超限時(shí)要進(jìn)行摘車臨修更換輪軸。（四） 踏面剝離危害：（1）車輪踏面剝離后，車輪在運(yùn)行過程中對(duì)鋼軌進(jìn)行劇烈打擊，易造成鋼軌損傷發(fā)生斷裂。列車運(yùn)行速度越高，剝離的危害越嚴(yán)重。（2）車輪踏面剝離后，車輪踏面會(huì)出現(xiàn)大小不同的局部平面，使得輪對(duì)不能按圓周滾動(dòng)，滑動(dòng)增加，振動(dòng)沖擊增大，故成滾動(dòng)軸承內(nèi)部配件損壞問題。（3）車輪踏面剝離故障扣修后，要對(duì)車輪踏面進(jìn)行旋削加工，將會(huì)縮短車輪使用壽命。檢查：列檢進(jìn)行列車技術(shù)檢查作業(yè)，檢車員在對(duì)列車接進(jìn)入檢查時(shí)，根據(jù)車輪產(chǎn)生的振動(dòng)力來發(fā)現(xiàn)踏面剝離故障，同時(shí)也可根據(jù)TPDS踏面損傷故障的報(bào)警，進(jìn)行認(rèn)真檢查踏面有幾處剝離，并正