铁路货车车辆轮对故障分析及改进措施研究

铁路货车车辆轮对故障分析及改进措施研究

张明伟

中车齐齐哈尔车辆有限公司黑龙江省齐齐哈尔市161002

摘要：铁路作为国民经济大动脉、国家基础设施和大众化交通工具，在我国经济社会发展中的地位和作用至关重要。为了更好地满足国民经济的发展需求，必须要提高铁路货车运输的速度，并增大货车的载重量。相对的，铁路货车运输中速度和载重量的改变给铁路运输的安全带来了更大的威胁，这也是对我国铁路货车的运行检修水平和质量是否达标的考验，为保障安全提出了更高的要求。就目前轮对故障仍然是铁路货车运行故障中占据比重最大的。由于这些故障的存在，导致我国的铁路建设在很长一段时间内踟躅不前，对于铁路货车运输来说，也存在着较大的安全隐患，因此限制了货车提速的步伐。如何在满足国民经济发展的前提下保证我国铁路货车运输安全，以下详细分析铁路货车运输中轮对存在的常见故障进行分析和总结，并就相应的解决措施提出自己的建议和看法。

关键词：铁路货车车辆轮对故障改进措施

近几年，铁路货车车辆的制造技术和工艺不断更新，货车车辆在运行时发生故障的概率大幅度降低，但是轮对的故障，诸如轮对的擦伤、磨耗与剥离等故障依然大量存在，并且严重影响到货运车辆的正常运行。这样不仅影响到货运的安全性和可靠性，而且还带来了大量的车辆检修工作，给检修岗位造成极大的负担。

一、结构

长期以来，车轮踏面在外形结构上始终呈现为两段锥度大于零的直线所构成的锥形，而通过对锥形踏面的生产和应用进行长期追踪后发现，锥形容易出现镟削时切削量过多，造成踏面外形无法匹配钢轨顶部断面形状等问题，踏面则存在初期磨耗产生较快等缺陷。通过梳理车轮踏面的应用实践发现:不管最初为何种形状，当磨耗发生后，车轮踏面将在形状上最终趋于稳定，而且该稳定一经形成，磨耗就将有所减慢。当认识到锥形踏面的固有短板与踏面磨耗的发展规律后，中国开始将LM磨耗型踏面应用于铁路货车。为我国铁路货运列车长时间、长距离，安全、高效运行提供了有力的支持与保障。

二、货车车辆轮对的主要故障

1.铁路货车为完全满足重载和高速的运输要求，就必须适当增加制动距离，以便延长轮对与闸瓦发生粘着摩擦的时间，加大摩擦力。货车制动时，闸瓦还必须相应地增大与车轮踏面圆周之间的摩擦，导致两者的磨损有所增加。不过闸瓦若出现故障，要想更换能够随时进行，而轮对一旦发生故障，无论是处理还是更换，都必须及时将其从车辆上拆解下来送至具备相应资质的单位或机构进行检修，否则踏面圆周将出现磨耗超限并致使货车车辆发生故障。

2.司机未能正确进行缓解操作或制动，制动机未能有效制动或出现故障，造成车辆长时间带闸行进，车轮踏面与闸瓦的磨损量过大，轮对在钢轨上滑行过远导致滑动摩擦力过大等等，上述情况均将使车轮踏面圆周发生磨耗超限的现象。

3.闸瓦原材料品质不理想，工艺标准不达标的后果。某些闸瓦制造商不能严格依据工艺标准来生产闸瓦，导致闸瓦的总硬度超标，当它与车轮形成摩擦副时，将无法有效控制车轮踏面的实际磨耗。同时若闸瓦内金属粉沫的硬度、数量超标、分布参差不齐，局部存在硬面或硬点，假如车辆高速行进时突然对其实施制动，则该硬面或硬点容易将车轮踏面刮坏。再加上某些材质本身的特性，即受热后易氧化，则车辆行进时，踏面与闸瓦间将出现金属镶嵌等问题，造成车轮踏面产生宽度为10～60mm的划痕、磨耗而损害踏面斜度。

4.现阶段，我国将国外的优良技术引入到铁路货车轮对的生产上，并逐步发展出以铸钢为核心的生产技术。因为闸瓦无法有效散热，所以车辆制动时所释放的绝大部分热负荷均将由车轮踏面所吸收，此时踏面圆周将被迫经受加热一冷却循环发生的过程，此时轮对由于是铸钢所造，因此车轮踏面圆周将非常容易形成疲劳裂纹并逐层脱落，当脱落进行到一定程度，就将出现磨耗超限现象。车辆使用过久疏于修理、定期检修间隔过久、扣修部门未能依据工艺标准进行修理，如:用于更换的轮对没有达标、车轮换修后轮径差超出允许值等，均将缩短车轮踏面圆周出现磨耗超限现象的时间。

三、磨耗的危害

当车辆行进在曲线线路上时，若不能确保横向稳定性，则极有可能会出现晃车乃至脱轨等恶性事故。若车轮踏面圆周发生磨耗过限现象，则必须适当增加它的轮缘高度，当钢轨顶面与踏面的最大磨耗分别到达10mm与8mm时，钢轨鱼尾板的连接螺栓极易与轮缘顶点进行碰撞，导致螺栓被切断，最终造成车辆脱轨。若踏面圆周发生磨耗过限现象，则车轮与钢轨进行接触的面积将有所增加，因为车轮踏面和钢轨进行接触时各点与车轴中心的相隔距离会存在差异，所以各点对应的滚动距离同样会存在差异，但是在纵向上钢轨各处均具备一样的长度，这种情况下车轮与钢轨势必在局部形成滑动摩擦。同时若踏面圆周磨耗持续增加，则踏面与钢轨进行接触时各点与车轴中心相隔距离的偏差也将持续增加，导致车辆行进时的摩擦阻力进一步增加。若单侧车轮的踏面因为闸瓦不良等缘由出现严重磨耗，致使对应轮对产生超过最大限值2mm的轮颈差，则铁路货车在行进过程中，车轮将持续处在偏斜状态，即大轮颈侧车轮轮缘将偏离钢轨，车轮将引发非均匀的碾边现象，小轮颈侧车轮轮缘将向钢轨倾斜，导致小轮颈侧车轮轮缘以及局部车轮踏面出现严重磨耗，最终将严重损害车辆的行车安全。若踏面圆周的实际磨耗超出允许值，将引发辗堆并造成踏面外侧出现下垂，则货车车辆行经道岔时，下垂的踏面外侧将卡在尖轨与基本轨之间，将基本轨向外推开，导致脱轨。若车轮历经多次镟修或其踏面圆周磨耗超标，则其轮辋将出现裂损，或厚度不能达标甚至超出限值，将给行车安全造成重大危害。

四、改进措施

1.优化车辆的相关操作。司机必须完全依据机车操作规范来进行操作，尽量减少紧急制动的使用次数，一旦进行此操作必须待车辆完全缓解后才能再次启动。高磨合成闸瓦的制造商必须持续优化闸瓦的适用材质、生产配方以及制造技术，以彻底消除闸瓦内存在局部硬点或硬度超标的金属材质等情况，尽量延缓车轮踏面的实际磨耗。

2.定期对配件实施检修。定期检修是确保车辆具备优良的整体性能的有力手段，检修配件时，必须严格遵循操作流程。并且要为有关单位的抽样检查与检验提供协助，要着重检修关键部件，尽量减少不规范操作引发的轮对故障。

3.提升车辆性能。车辆性能涵盖诸多内容，闸瓦、钢轨材质、车轮均为体现车辆整体性能的关键指标，只有从综合角度来兼顾它们的性能，才能在真正意义上提升车辆性能。提升车辆性能，应该以车轮的设计与生产为突破口，借助现代的优良技术，完善车轮结构。除此以外，有效改善制动闸瓦的实际性能也将有助于获得更理想的制动效果。

在铁路货车运行过程中客观存在的轮对故障虽然无法避免，但此类故障也是可以对它进行有效的控制和约束。工作人员在对货车车辆轮对进行检修保养时，通过一些有效的方法和措施使车辆轮对发生故障的概率得到最大的控制，减少因轮对故障引起的各项损失，达到节约铁路货车运行的成本和列车提速的要求，并有效的推动我国的铁路行业向着重载、高速、现代化的方向前进。

参考文献：

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