HXD3型电力机车车轮踏面剥离问题原因及对策

HXD 3型电力 机车车轮踏面剥离问题原因及对策

杨星

中车大连机车车辆有限公司转向架分厂 辽宁大连 116000

摘要：HXD3型电力机车在使用的过程中车轮踏面剥离问题相对比较突出，是此类电力机车在维修维护工作当中需要解决的一个重要问题，导致车轮踏面波轮问题产生的原因也比较复杂，不同的原因所导致的车轮踏面剥离的类型也有明显的不同。本文根据现有研究资料，结合自身在HXD3型电力机车驱动检修中的一些经验，在研究当中分析了此种电力机车车轮踏面剥离主要体现极其危害，以及车轮踏面剥离问题的类型及其特点，重点分析了车轮踏面剥离的主要原因，并针对此种电力机车车轮踏面剥离问题的解决提出了相应的对策建议。通过研究，希望能够对HXD3型内燃机车的维修管理工作提供一些帮助和启示。

关键词：HXD3型电力机车；车轮；踏面；剥离；对策

机车车轮是各电力种机车重要的走行部件，但是机车车轮在长期的使用过程中也会出现一些问题，其中车轮踏面剥离是一个比较突出并且容易发生的问题。导致车轮踏面剥离的原因也比较复杂，一般情况下是因为在长时间的使用过程中出现了制动热，或者是轮轨活动接触疲劳作用导致的老化或损坏现象，当然其他方面的一些因素也会影响车轮踏面，通常情况下表现圆周上出现了裂纹萌生或者是金属剥落损伤等现象。从此种问题的性质来看，属于比较典型的惯性质量问题。几乎在所有的电力机车当中都会存在踏面剥离问题，一旦出现严重的踏面剥离，如果在维修过程中没有及时发现，可能会导致行驶过程中出现一些安全隐患。所以，电力机车在维修维护工作当中，必须重视和加强车轮踏面剥离问题的分析和检查，并采取有效的措施控制此类问题的发生。

1HXD3型机车车轮踏面剥离的主要危害

HXD3型机车车轮踏面剥离是指老化及损坏现象，这种现象的危害非常大，当然其危害性主要受此种问题严重程度决定，其危害性主要集中在以下几个方面。剥离以后，车轮表面的平整度明显下降，在行驶的时候会产生较大的振动和冲击，影响行车的安全性。剥离以后，车轮在行驶过程中的振动会增加，加剧车轮与其他行走部件之间的磨损，相关零部件的使用寿命会明显下降，零部件维修更加的成本增加。剥离对行车安全的影响非常明显，如果处理不及时，在长时间使用过程中会出现燃轴事故，造成重大的安全事故。剥离因为振动和接触面积增加等多种因素，行车的噪音会明显增加，产生的噪音污染会影响铁路周边居民的生活质量。踏面剥离如果不及时处理，在长时间的使用过程中因为振动和摩擦会损害轴承，一旦出现损坏，机车的维修成本会明显增加，影响铁路单位的利润。从上面的分析中可以看出，HXD3型机车车轮踏面剥离的危害非常大，必须引起维修管理单位的重视。

2HXD3型机车机车车轮踏面剥离的类型及其原因

机车车轮踏面剥离在电力机车中非常常见，在实践中也可以分为不同的类型，结合现有的研究成果，结合自己的认识和理解，将其分为以下几种类型。

2.1制动剥离

制动剥离在实践中比较常见，一般情况下出现在踏面闸瓦制动的车轮上，导致此种的踏面剥离问题产生的原因也比较复杂，主要原因是HX型电力机车制动时闸瓦同踏面的有效接触面比较大，在制动的过程中产生的摩擦力比较大，在长时间的使用过程中容易出现损伤。另外，机车的架构形式设计也是导致此种故障问题产生重要原因，在使用的过程中因为结构形式出现变化，基础制动装置形式不合理，或者制动闸瓦的材质不符合标准和要求等，这些都可能导致制动剥离问题出现。

2.2接触性疲劳剥离

接触性疲劳剥离在实践中也经常遇到，主要表现为车轮踏面的周状剥离，导致此种踏面剥离问题产生的原因也比较复杂，一般情况时因为轨匹配得不合适，造成轮轨接触应力超过车轮材质的疲劳极限等密切相关，当然也有长期使用过程中缺乏有效的维护等密切相关。

2.3局部擦伤剥离

局部擦伤剥离在实践中并不多见，但是也是一种非常重要的类型，这种踏面剥离的问题主要是因为牵引状态变化导致车轮发生空转、滑行，形成表面局部擦伤等。其中，影响牵引状态的因素有很多，包括气候、线路变化、牵引重量等因素等都会产生一定的影响。

2.4局部接触性疲劳剥离

局部接触性疲劳剥离不太多见，其中车轮材质不达标是一个重要原因，另外车轮的不均匀性在车轮接触应力的作用下可能会出现一些变化，这种变化也会对车轮均匀性产生一定的负面影响。

3HXD3型机车机车车轮踏面剥离的技术对策

3.1严格按照特殊制定标准用砂

特殊制动是导致HXD3型电力机车车轮踏面剥离的一个非常重要的原因，特殊制动一般是在长大坡道或者是下雨天采取的一种制动措施，在机车运行的时候会采取撒沙的方式来增加连着牵引力，通过摩擦力的提升，确保车辆运行的稳定性，避免因为特殊自动出现运行故障。但是撒沙也会导致机车踏面剥离，主要是因为撒沙的标准，没有严格按照规定的要求进行。其中，撒沙的粒度非常重要，一般情况下要控制在0.5~1 MM之间，超出了这一标准，就可能会导致踏面剥离，除此之外在含土量和杂质量等方面也有一定的要求，在采购的过程中这些必须严格按照规定的标准进行，最大速度，避免不符合标准和规范的沙进入车轨，这是有效的预防和避免踏面剥离问题出现的一个非常重要的措施。

3.2提高轮轨材料及闸瓦的质量

材料内部缺陷和车轮与钢轨材料强度不匹配是导致车轮踏面剥离的重要原因，其中材质上的原因最为重要，在生产的过程中，如何选择一个良好的材质来生产整体碾钢轮，这是从技术上做好相应预防措施的关键。材料的选择必须符合国家的标准和要求，每一批次生产的过程中生产的企业都应该做好相应的质量控制工作。当然，在此基础上，作为企业还需要进行材料的无损性检测实验，通过实验的方式来模拟这些材料的具体使用环境，在它的基础上确定其是否能够满足该种型号内燃机车的运行要求。当然在无损性检验的基础上，还需要增加车轮与钢轨材料强度的匹配试验，通过实验确定两者之间的最佳的配合系数和具体的工艺标准，这样也可以有效的预防车轮踏板剥离。另外，提高车轮的表面硬度也是一项非常重要的措施，在这一过程中相应的处理工艺有很多，比如说表面喷涂、渗金属、激光处理等工艺，不管是国产产品还是进口产品多元机构相应的检测才能使用，若不能通过检测，其质量就很难得到有效的保证。另外闸瓦的选择也非常重要，不同的地区，适合的类型有一定的差异，比如说在寒冷地区一般都会使用摩擦系数相对比较稳定，散热性能相对比较好的含磷铸铁闸瓦。

3.3实时监控轮对质量

要想从技术上解决HXD3型电力机车车轮踏面剥离问题及其产生的危害，首先要减少这种现象发生的概率。实际上从技术的角度来讲，这一问题出现的主要原因是对车轮质量控制的不到位导致的，在解决这些问题的过程中，关键是要及时发现潜在的危害并加以排除。在这一过程中实施监控是非常重要的，通过实时监控可以及时发现车轮踏面出现的麻点状，所以可以在下一个位置安装车载监控设施，实时监控每一个车轮的运行状况。当然，从电力机车技术的角度来讲，也应该从技术上进行升级和改造，进一步提高机车的减震性能等，这些也可以有效的解决车轮踏面剥离问题。

总之，HXD3型电力机车车轮踏面剥离问题形成的原因比较复杂，在预防和控制上要以技术预防为主，详细了解不同类型的车轮踏面剥离问题形成的因素，针对每一种因素进行有效的控制，这样才能的有效的减少此类问题发生的概率，以及对此种电力机车运行安全的影响。

参考文献：

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[1] 马卫华,罗世辉,王自力.提速机车车轮踏面剥离问题研究[J].电力机车与城轨车辆. 2005(05)