车轮踏面擦伤检测

丁瑞东

中图分类号：TM633 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0251-01

随着铁路改革发展，列车向大吨位和高速度飞速发展，虽然新车型、新技术的货车不断投入使用，但旧型车辆不能全部淘汰，保证铁路运营，就必须满足车辆新旧型混编。这就是当前我国车辆型号多，车型杂，列车中各种车辆混编运营情况，其次车轮直径大小有差异，同样踏面擦伤深度或长度在不同直径的车轮上产生的振动力不同，直径越小危害越大。我国地域广阔，铁路运营条件复杂、南北温差大，越是列车提速车辆材质受到应力变化大，加上检车员对轮对检查存在的困难，有的擦伤部位如果在里侧或被闸瓦压住，不容易发现。这些因素都说明车轮在运行中很容易受到伤害，要引起高度重视。

一、车轮擦伤常见故障

从车轮踏面剥离产生的形式看，有接触疲劳剥离、制动剥离、局部擦伤剥离、局部接触疲劳剥离4种。其中制动剥离是指车轮踏面在闸瓦制动条件下产生的剥离现象，主要有二种形式，即踏面整圈刻度状热裂纹和踏面整圈层片状剥离掉块。擦伤剥离是由车轮与钢轨之间的强烈摩擦所致，主要表现为车轮踏面局部擦伤及在轮轨接触应力作用下导致的剥离掉块。

从材料失效机理上可以归结为两类，一类是由交变接触应力引起的接触疲劳损伤；另一类是由摩擦热循环引起的热疲劳损伤。

二、车轮擦伤故障的调查。

1、对临修组修车情况进行调查。从2015年4月至2017年3月，临修组处理轮对擦伤过限或到限轮对192条，其中124条轮对进行了更换，68条经过打磨处理。对更换的124条轮对故障进行分析，踏面擦伤57条，踏面剥离46条，其它故障为21条。因此，车轮的主要故障为踏面擦伤和剥离。

2、产生车轮踏面擦伤、剥离的原因：主要是车轮材质不良，车辆制动机系统故障、线路不良、调车作业、机车操纵不当、车辆装载不良及不正确使用闸瓦等因素，使车轮造成运用不良，发生故障。

三、造成车轮擦伤剥离的问题分析

1、转向架结构不合要求：同一转向架、同—车辆装用不同型式的制动梁，特别是对旧型转向架提速改造，容易发生配件件配合不协调，轮对受力不均衡，产生踏面擦伤等故障。

2、用不同型式闸瓦，或由于闸瓦厚度差超限，导致同一轮对、同一转向架、同一车轮间的闸瓦制动力不均衡，制动力大的车轮或先受制动力的车轮，就很容易被擦伤。

3、车辆制动机系统故障。车辆在运用中，制动机突发性故障，造成闸瓦压力过大，产生车轮滑行从而造成擦伤。

4、列检修理人员在始发检修过程中漏检漏修如：手闸未松，制动机试验不符合规定，致使车辆在运行中车轮长期抱闸运行或制动力过大，导致车轮擦伤或磨耗。

5、机车操纵不当：一是由于司机过量充风使付风缸压力增大，制动时使制动力过大：二是不同型制动机混编，各类阀灵敏度不同，受制动波速的影响，使列车中的车辆在制动或缓解时，动作不一致，最先发生制动或最后发生缓解的车辆很容易造成踏面擦伤或剥离。

6、车轮材质不良。主要是车轮钢材质量不合要求，造成其各种性能不足，如塑性、弹性、耐磨性、硬度等，使车轮抗老化性和耐疲勞性降低。提前发生车轮踏面擦伤、剥离等故障。

7、线路不良、装载不良等因素对车轮的影响。线路钢轨缝过大，轨头过限，或列车通过弯道、坡道时，使车轮受力加大，加速踏面疲劳；装载货物时，由于超载、偏载或集重等原因，使各车轮承重不均，易使承重大的车轮擦伤。

四、车轮擦伤、剥离故障，对铁路列车运行安全的危害

1、车轮踏面擦伤、剥离后，轮对圆弧面上出现较大局部平面，使车轮不能圆滑滚动，增加冲击振动。当前滚动轴承踏面擦伤深度规定不得超过1毫米。若轮径840mm，擦伤深为1mm，其弦长58mm，即有58mm长的平面参与滚动。若擦伤超过1mm时，其弦长就会更长，增加车辆的冲击振动。加剧车轮与钢轨间的振动，严重者出现热轴或冷切，造成列车颠覆。

2、车辆踏面擦伤后加剧了车轮圆周磨耗，破坏了磨耗型踏面的作用，在曲线上两轮不能同时滚动，外轮产生滑行，造成车轮踏面擦伤，在直线上出现导前滞后现象不能自行纠正位置，加剧轮缘与钢轨的磨耗。车轮踏面圆周磨耗超限后使轮缘的相对高度增加，易与鱼尾板连接螺栓之螺母相碰或切断螺栓。

五、减少车轮擦伤、剥离的对策

根据我国铁路货车检修使用定期检修和日常检修的特点，防止车轮踏面故障应从两个方面入手：一是加强检修工艺，提高检修质量；二是开发研究新技术，如改进车轮材质、采用盘型制动，电磁制动等方法，以减少车轮擦伤剥离的产生。

1、严格控制转向架及轮对的制造、检修质量。转向架及轮对的技术状态优劣，对车辆的运行品质、对车轮的擦伤、剥离均有很大影响，尤其在提速和重载运行条件下，速度越高，动载荷越大，将加剧轮轨间接触疲劳引起的剥离。为此，应严格控制其制造、检修质量，在段修或换轮时还应进行动平衡检验，以保证转向架及轮对一直处于良好的技术状态，从而降低车轮擦伤、剥离的程度。

2、加强列车制动系统的检查和检修。基础制动杠杆磨耗或变形造成受力不平衡、个别车辆缓解不良、制动机及阀件故障、闸瓦厚度超限、列车中各种车型制动率不统—、各车辆制动缸活塞行程不统一、传感阀或限压阀作用不可靠、闸瓦间隙自动调整器故障或调整不当等，上述故障往往使车辆制动作用不协调，不仅易造成列车纵向冲动加剧，而且易造成制动率发生改变、制动力过大的车辆发生车轮滑行擦伤。因此，严格制动配件检修标准，执行寿命管理，做好制动性能试验，以消除事故隐患，保证行车安全。

3、严格落实各项作业标准。列检作业加强试风程序的落实，特别对基础制动装置、闸调器、手制动机的检查，使其消除故障隐患。车站调车作业时，要控制好车速，减少对铁鞋制动器的使用。装载货物时，要使货物均衡装载，杜绝超载，偏载和集重现象的发生。

4、不断改进车辆制动机系统和走行部各装置。一要尽快淘汰旧型制动机，加快统一制动机型号步伐，使列车整体制动性能协调一致，动作同步。二要改进转向架结构，减少其振动，增加运行平稳性，如侧架增加稳定性，两侧架间需增加类似于弹簧托板作用的支撑装置：旁承增加液压旁承或橡胶旁承垫；侧架与承载鞍间增加橡胶减振垫，以避免各部件刚性接触及运行中过大振动或位移，使车轮与钢轨减少不必要的刚性力。

5、研究开新产品、新技术。如研制增粘块，提高防滑能力；改进转向架性能，提高曲线径向通过能力等等。

四、结束语

综上所述，尽管车轮擦伤、剥离问题解决起来难度较大，但有铁道部有关部门的高度重视和大力支持，在科研、车轮制造厂及运用部门的密切配合下，对车轮擦伤、剥离进行联合攻关，这一难题必将会早日得以解决，以更好地为我国铁路运输的发展服务。

参考文献

[l] 铁道车辆检修工艺及其管理（中国铁道出版社）.

[2] 铁路货车轮对和滚动轴承组装及检修：（铁辆[199812]2号）.

[3] 车辆构造及检修（中国铁道出版社）.