轮对故障（共9篇）
轮对故障 篇1
摘要：铁路货运的主要载体是铁路货车车辆, 轮对作为铁道车辆走行部的重要部件, 承载着铁路货车车辆的全部重量, 在运行过程中经常会出现故障。这些故障制约着货车的正常运行, 对铁路货车在运行中的安全造成严重的威胁与影响。本文通过对铁路货车车辆轮对故障进行分析, 并在此基础上提出一些相对应的解决措施, 期待铁路货车运行安全性的提高, 促进我国铁路行业快速稳定发展。
关键词：铁路货车,车辆轮对,故障分析,安全提高
我国幅员辽阔, 人口众多, 资源分布极不协调, 铁路运输行业的发展为资源不平衡的地区带来了优势, 同时, 铁路在各种运输方式中凸显出优越的地位。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[1,2]。
1 车辆轮对的概述
所谓轮对就是指机车车辆上与钢轨之间相互接触的部分, 它由左右两个车轮牢固地压装在同一个车轴上组合而成。车辆轮对的主要作用是保证机动车车辆在钢轨上正常运行和转向, 机动车辆的全部载荷由它来承受, 继而传递给钢轨, 还能将因为路面不平所产生的载荷传递给其他各零部件。
车辆轮对要求, 一方面要具有足够的强度和刚度, 在外力的作用下不会轻易变形, 并且轮对的弹性保持在正常的工作范围内;另一方面车轴与车轮的结合要牢固, 耐磨性和阻力优势都要好, 这样可以大大节省牵引动力。
2 铁路货车轮对的发展趋势
铁路运输作为我国主要的运输方式, 是国民经济的大动脉。要想提高我国铁路货车的运输技术, 逐渐减小与发达国家之间的差距, 货车的制造技术必须与时俱进。轮对作为直接与轨面接触的部件, 影响着货车运行的安全, 它的质量必须保证。
3 货车车辆轮对的主要故障分析
3.1 常见轮对踏面与轮缘故障
轮对作为铁道车辆走行部的重要部件, 承载着铁路货车车辆的全部重量, 又由于经常处于高速旋转滚动中, 所以常见的轮对踏面与轮缘故障有踏面磨损、踏面裂纹、踏面剥离、踏面擦伤、局部凹入等, 是经常的故障指前三种。[1,2]
3.1.1 踏面磨损
无论什么东西, 用多了都会产生磨损, 轮对也是一样。轮对的踏面磨损是由于轮对踏面在工作的过程中, 尺寸会沿着车轮半径的方向而减少, 使用得越多, 多踏面磨损的程度就越大。车轮的材质、制造工艺;车辆的载荷程度;车辆的运行速度;转向架的结构都是影响车辆轮对踏面磨损的因素。轮对踏面的磨损度可以通过专门的检查器测量。
3.1.2 踏面裂纹
轮对踏面裂纹的产生, 是由于踏面的表层在制动滑行或空转的过程中相互摩擦产生了大量的摩擦热, 轮对金属在高温的环境下被急剧加热, 从而迅速在踏面的内外部进行扩散与传输导热, 导致轮对踏面的温度又迅速下降, 冷热极度不均匀, 造成轮对踏面裂纹的产生。踏面裂纹产生可以根据温度升高形式的不同进行分类, 一类是踏面在急速升温的同时又迅速降温, 这种情况下踏面会出现硬化层, 俗称为“淬火效应”;另一类则没有发生组织上的变化, 只是在温度升高后膨胀使轮对踏面塑性变形了。
3.1.3 踏面剥离
剥离从字面意思上可以理解为两件物体的分离, 轮对踏面的剥离主要指的是表层金属成片状形式剥落后, 轮对踏面形成了一个个小凹坑。这种踏面剥离的形式主要分为两种, 一是疲劳型剥离, 二是热剥离。
疲劳型剥离是由于疲劳裂纹在车轮转动的过程中不断向轮对踏面进行扩散, 踏面表层附近会有一个和踏面平行的舌状物, 这种舌状物在车轮较强的碾压中发生塑性变形, 最终从踏面被剥离出来。
热剥离主要是在踏面裂纹产生之后, 裂纹会沿着踏面直角方向朝轮周的方向扩散, 从而导致两个相邻的裂纹在表面层形成片状剥离。
3.2 轮缘磨损故障
车辆轮在正常运行过程中, 轮缘磨损一般不会太严重, 但车辆在通过弯路或是岔路时, 轮缘承受比平常更大的水平力, 这种水平力在与车轮外侧轨道发生摩擦时, 会使轮缘发生一定程度的磨损。若是车辆轮对与钢轨之间的相对位置不正常, 在运行的过程中会偏向靠路面的一侧, 造成车轮轮缘的磨损。
3.3 轴颈到达限度以及轴身发生锈蚀
货车在行驶过程中加速或是加载都会使滚动轴承的故障率上升。货车在装货卸货的过程中, 随着载荷量的不断加大或减少, 车轮的承受力度也会随之变化, 但轮对的轴颈是有承受限度的, 它不会无限度地根据主观意愿去更改。
轴身锈蚀是由于轮对长期暴露在外界环境中, 轮对上的油漆也没有定期做防护, 货车在风吹雨淋中, 轮对受到自然环境的侵蚀;另外, 如果货车经常装载硫酸一类的化学物品也会对车辆造成锈蚀。
4 铁路货车车辆轮对改进措施
4.1 优化车辆自身性能
车辆的性能包括很多方面, 车轮、钢轨材质和闸瓦都是整体性能好坏的重要性因素, 保持车轮、钢轨材质与闸瓦的综合性, 对优化车辆性能有重要的意义。优化车辆的自身性能, 可以在车轮设计和制造工艺上下功夫, 利用现代高科技手段, 优化车轮结构。同时, 研制出高性能的制动闸瓦使制动效果更好。
4.2 定期进行配件检修
定期检修是维护车辆整体性能良好的保障, 配件在检修过程中, 要严格执行“三检一验”的检修制度。同时配合相关部门的抽查和抽验, 对重要部件进行重点检修, 减少因不当操作而使车轮轮对发生故障。
4.3 改善车辆运行状况
铁路货车司机一定要严格按照机车操作标准操作, 操作中要减少紧急制动, 采取紧急制动一定要在车辆已经缓解了的情况下重新启动。
5 总结
轮对作为铁路货车车辆最重要的部件, 其性能好坏直接关系着整个货车行驶的安全。货车轮对的故障虽然不可避免, 但只要采取合理的措施及时防护, 可以将故障率控制在一个较低的程度上。
参考文献
[1]杨忠良.铁路货车轮对常见故障分析[J].黑龙江科技信息, 2009 (13) :124.
[2]朱岐波.货车轮对故障分析和改进措施探讨[J].上海铁道科技, 2010 (3) :161-162.
轮对故障 篇2
这静静的夜空，一轮月亮斜挂在天空，笑盈盈的，星星挤满了月亮的周围，眨巴着眼睛。让我想起那晚的事，至今历历在目。
那是一个月光昏暗的夜晚，我与妈妈闹别扭生气冲出家门，当时我头也不回的冲出去，丝毫不给妈妈作解释的机会。我迈着沉重的步伐一步一步地离开妈妈的视线。独自一人走在街道上。就在我低头踌躇的时候，我隐约感觉到不远处有个人，微微抬头，看见一位头发花白的老人在桥边徘徊者。立刻，我奔向老婆婆的身旁，问：“老婆婆，天黑了，您在这儿做什么啊?”只听老婆婆嘴里絮絮叨叨地说：“儿子啊，你怎么还不回来啊?妈在家等你回来呢!”听完，我知道了老人在渴望儿子的归来。这时，老人发现了一旁的我，轻轻地用她那充满茧子的.手抚摸着我的头，问：“小姑娘，你知道我的儿子在哪儿吗?”我望着她那无助的双眼和那微颤的嘴，突然间想起了我的妈妈。当妈妈也和这位婆婆一样变老了，脸上爬满皱纹，拄着拐杖在等着我回家……
这时，老婆婆慢慢地在靠近桥边，我连忙拉住她的手，轻声安慰道：“老婆婆，您的儿子已经在家等着你了，您应该早点回家，不要让你的儿子等急了。”说完，老婆婆的眼神似有闪烁，转过身望着远处的一幢幢房子，嘴里喃喃地说：“儿子在家等我，那我的赶紧回家。”于是，我又继续盘问她家地址，儿子的电话，但是她只是重复着一句话：“我要回家，儿子在家等我。”望着她那满脸的倦意和听着那已经有点沙哑的声音，我决定带她回家。可是我不知道她住在哪?于是我领着婆婆在路上问着路人是否认识她，可是路上的人几乎不认识她，我的心有点焦急起来，望着街边那灯火通明的已经爱家，我决定领着婆婆一家一家的询问。找了几家，没有一家人是认识婆婆的。我更加着急了，望着天空中那轮躲在云朵下的月亮，我累得趴在一旁休息。这时，我听见远处一个呼喊声：“妈，你在哪?”寻声望去，一个中年妇女的身影，她跑着喊着。于是我猜测她可能认识老人，立刻双手高高举起挥舞着。她看到我们，接走老人，并向我表示感谢。这时，天空中的月亮脱离了云朵的束缚，露出了一点光亮，好似在向我微微浅笑。
我加紧步伐向家冲去，心里想：我和妈妈闹了别扭，妈妈不会已经关门睡觉了吧，不会不理我了吧。越是快到家门，我的心跳得越快。就在到家门的一个转弯处，我看见一个疲倦的身影在原地徘徊，走近一看，原来是妈妈，我冲过去，挽着妈妈的手不停地说：“对不起，对不起，我再也不这样了。”妈妈轻轻的开口道：“孩子，我不怪你，快，快进屋睡觉吧!”顿时，我的双眼红了一圈，对妈妈一直低着头，然后乖乖进屋了，这时，天空中的那轮月亮，越发的明亮，我能感觉到月亮冲我微笑。
地铁转向架轮对的磨耗及其镟修 篇3
转向架轮对是地铁车辆中的易损易耗件，其轮缘磨耗和踏面磨耗直接关系到行车安全、车辆舒适性及钢轨寿命。在车辆运行过程中，转向架轮对承载着车辆的全部重量，受力情况复杂，车轮的磨损不可避免，必须及时的进行镟修或者更换。转向架轮对的维修费占了地铁车辆维修费用的主要部分，优化轮对镟修的切削量，对于延长轮对使用寿命，降低地铁车辆运行成本有着非常重要的意义。
一、转向架轮对的磨耗分析
地铁转向架轮对的磨耗是车轮与钢轨接触，两者相互作用的结果，其磨损情况取决于车轮和钢轨的材料性能、线路和车辆的工作状况。虽然转向架轮对磨损的情况较为复杂，但是根据其磨损后表现出的情况可以简单分为轮缘磨耗厚度超限和踏面磨耗厚度超限两种。
轮缘损耗是指在地铁车辆的运行过程中，由轮缘与钢轨摩擦所产生的磨损。轮缘磨损可以分为轮缘厚度变薄，垂直磨损以及车轮轮缘形成锋芒三种。当轮缘的厚度变薄时，轮对的强度就会下降，列车曲线运动时钢轨施加水平作用力会使车轮崩损，造成行车事故。轮缘垂直磨损过度或者车轮轮缘形成锋芒时，车轮经过道岔时，轮对可能撞击、挤开尖轨或者爬上辙叉心，从而造成车辆脱轨。
在地铁车辆沿直线运行时，踏面的斜度可以保证列车处于轨道中间位置，防止轮缘偏磨，而当车辆曲线运行时时，轮对则偏向曲线外侧，踏面的斜面可以保证轮对圆滑地通过曲线。当踏面磨损厚度超过极限时，踏面的斜度将被破坏，这就加剧了车轮与钢轨之间的磨损，提高车辆运行的阻力，导致车辆蛇形运动、无法顺利通过曲线。此外，由于踏面的磨损，轮缘相对高度也会随之增加，当踏面磨耗厚度超限后，轮缘根部可能碰到并切断钢轨的鱼尾板连接螺栓，从而造成事故。
二、镟修切削量的优化探讨
磨损的轮对经过镟修后，轮辋将会变薄，轮辋厚度当不符合限度时，轮对将会报废。为了保证轮对使用寿命，就需要在镟修过程中，对加工量进行控制，综合考虑轮缘磨损量和踏面磨损量，在保证车辆运行安全性的前提下，选择合适的加工量，提高切削的经济性，延长车轮的使用寿命。
我们以LM型磨耗踏面的地铁转向架轮对为例，采用LM-32程序进行镟修，以按照标准轮廓清除磨耗为目标。由于LM轮缘踏面的轮缘一致性，机加工镟修踏面磨损时要切削轮缘，而修理轮缘时则需要切削踏面。
根据LM轮缘踏面的外形尺寸，我们可以分别计算出机加工镟修时，轮缘磨耗量、踏面磨耗量与切削加工量的关系。当轮缘磨损量为2mm时，需要切削5.05mm的踏面厚度，当踏面磨损量为2mm时，则需要切削0.75mm的轮缘厚度。由此我们可以得知，采用LM-32程序对轮对进行机加工镟修时，踏面厚度和轮缘厚度方向的切削加工量是成一定比例的。每加工1mm的轮缘时，需要切削2.53mm的踏面，每加工1mm的踏面时，需要加工0.325mm的轮缘。对于不同的磨损量而言，通过作图，我们可以得知，轮缘厚度和踏面厚度的切削量为1：（2.37～3.10）。由于车辆实际运行中造成的轮缘厚度方向的磨损与踏面厚度方向的磨损通常大于上述比例关系，因此在轮对的镟修过程中，我们往往根据轮缘的磨损情况确定踏面厚度方向上的加工量，然后由踏面厚度方向的加工量决定轮辋的加工量。
我们假设采用LM-32程序镟修，对于加工前轮辋的厚度小于32.4 mm的轮对，如果对于轮缘厚度磨耗達到了1mm，进行镟修后，轮辋厚度将小于30mm，不符合车轮厂修轮辋的厚度限度，该轮对将报废处理。根据这一原理，我们可以相应求出保证轮辋厚度满足标准的前提下，不同轮缘磨耗量所允许轮辋加工前的最小厚度。而如果采用LM-28.2程序镟修时，将会减少轮缘厚度方向的切削加工，从而也会相应减少轮辋方向上的切削加工量。当轮缘磨耗为2mm、3mm、4mm时，通过作图可以得知，踏面的切削加工量都为1.4mm。因此，对于轮缘厚度大于28mm的轮对，以LM-28.2程序进行镟修时，只需要切削踏面磨耗量。对于轮缘厚度小于28mm的轮对，轮缘厚度方向每切削1mm，才需要在踏面厚度方向上相应切削2.37～3.10mm。
从以上分析我们可以得知，当采用不同的踏面加工程序时，镟修的切削加工量和轮辋厚度各不相同。以LM型轮缘踏面镟修为例，如果采用LM-32程序进行镟修时，对于轮缘磨耗为27mm的轮对，需要在踏面厚度方向上至少需要切削8mm，而改用LM-28.2程序只需要切削2 mm，更小的切削量意味着更长的轮对的使用寿命。
因此，我们在加工程序的选择时，要首先考虑轮辋厚度，其次在考虑整体的切削量。对于厚度不小于29mm的车轮，以轮缘尺寸相近的原则相应选择LM-32、LM-31.5、LM-31、LM-30.2、LM-29.5、LM-29等程序镟修，而厚度小于29 mm的车轮则统一采用LM-28.2镟修。
三、结束语
轮对的磨耗形式是复杂的，在轮对的镟修过程中，要针对轮对的不同磨耗形式，有针对性的选择合适的切削加工量，可以有效提供镟修加工的工作效率，节约成本。作为工作人员，我们要学会变通，在工作中不断的分析、总结，才能制定出具有经济性、科学合理性的加工工艺。
参考文献
[1]员华，肖胜强，汪洋等.基于磨耗量统计的轮对等级镟修可行性分析[J].城市轨道交通研究，2006，9（1）：43-45，49.
[2]李小文.对不同磨耗的地铁车辆车轮的镟修工艺分析[J].科学与财富，2012，（3）：26-26，19.
[3]臧磊.城轨车辆车轮轮缘运用限度探讨[J].//2013年交通反光膜新技术交流会论文集，2013：108-110.
作者简介
轮对故障 篇4
一、铁路货车车辆轮对的常见故障及原因
(一) 轮缘、踏面的磨耗与缺损故障
首先, 轮缘的磨耗是指在运行过程中, 轮对与钢轨阳部侧面摩擦形成的磨耗, 有正常和非正常两种情况, 其中, 正常摩擦是不可避免的, 磨耗也并不严重;非正常摩擦是轮缘磨耗的主要原因, 主要是由于轮对与钢轨的相对位置出现偏差, 轮对向线路一侧偏离, 使此侧轮对摩擦程度加重, 产生严重磨耗, 包括转向架严重变形、转向架两侧固定轴距差过大以及在固定段车辆长期不变向运行等情况。非正常摩擦会形成较大程度的损耗, 但可以通过修正轮对与钢轨相对位置来消除。其次, 踏面的磨耗是指轮对在滚动、制动等过程中, 闸瓦摩擦形成的自然损耗, 其发生原因主要有:闸瓦制动摩擦踏面产生磨耗、与钢轨接触的踏面材料在反复挤压、剪切作用下出现金属疲劳引发磨耗。其中, 踏面滚动磨耗主要取决于接触面情况, 与表面形状、材料有直接关系。第三, 踏面与轮缘的缺损主要是因为轮对在不良磨耗或者磨耗量过大后, 强度降低, 运行冲击力过大, 超出磨损轮对的极限引起的, 比如车轮踏面有擦伤、剥离情况时, 车辆调整运行时冲击力增大, 就容易引发车轮踏面的缺损。
(二) 轮对踏面的擦伤、剥离故障
首先, 轮对踏面的擦伤直接原因是轮对在钢轨上滑行, 而这种滑行多是因为制动性能未能达到列车运行的要求, 制动力超过轮轨间沾着力, 闸瓦抱死车轮造成的。轮对踏面的擦伤情况与车辆承载成正比例关系, 车轮承载越大, 在惯性作用下, 滑行距离就会越长, 相应的擦伤也会更加严重。其次, 车轮踏面的剥离主要是因为轮对材质问题影响的, 轮对踏面金属存在缺陷, 在挤压变形后, 避免会出现金属疲劳与硬化, 在制动闸瓦的摩擦作用下, 会出现摩擦热, 引起表面显微裂纹, 进而在轮对滑行的“玻璃作用力”下, 出现踏面剥离的情况。此外, 在车轮发生擦伤后, 车轮滚动过程中圆周方向上受力是不均匀的, 在擦伤部位会受到更大的力, 当行驶速度增大时, 踏面所受冲击力急剧增加, 也会比较容易产生剥离问题。
二、铁路货车车辆轮对故障的解决方案
(一) 轮缘、踏面的磨耗与缺损故障的解决方案
首先, 针对轮缘、踏面磨损的原因, 其解决方案有以下两种:一是对货车制动方式进行更新, 向盘形制动、盘形与踏面制动相结合的方式转变, 并利用现代电阻、电磁制动等先进制动技术, 降低轮缘与踏面的磨耗速度。二是要提高车轮本身的性能, 包括刚度和耐磨性能等, 以有效减少踏面、轨面的擦伤与剥离等缺陷, 同时, 还要将踏面闸瓦上的其它附着物清理干净, 避免摩擦过大。在车轮性能的提升当中, 主要应从制造过程入手, 对各个部位的尺寸进行严格检修, 适当调整各部间隙, 控制车轮切削量, 保持磨耗踏面的外形。如此以来, 就能够消除或者降低非正常磨耗, 降低正常磨耗的速度, 起到减小故障发生概率的作用。其次, 针对轮缘、踏面的缺损故障, 主要解决方式是提高车轮的自造工艺与材质水平, 比如通过制造工艺控制来降低材质的内部缺陷、通过消除车轮擦伤和轨面损伤来减小轮轨间的冲击力、通过对轮辐结构、厚度和轮辋厚度的改进设计来预防轮辋过度等方式, 消除轨缝过宽、轨面不平、踏面擦伤与剥离等缺陷, 使踏面保持合理外形, 有效消除和减少踏面、轮缘的偏磨, 使其保持良好强度, 预防缺损故障。
(二) 轮对踏面的擦伤、剥离故障的解决方案
首先, 做好制动的控制。制动是引起踏面擦伤的主要原因, 通过制动控制可以有效解决擦伤问题, 制动控制措施有:①提高司机的操作水平, 在空重时及时准确调整手柄, 提高制定功能稳定性和制动缓解波速。②从制造工艺和材料上改善制动性能, 包括严格把控制动机各个部件的检修过程, 提高检修水平;对制动缸勾贝行程进行适当调整;提高铸铁闸瓦的摩擦系数、耐磨性能, 保持合成闸瓦摩擦系数的稳定与良好散热功能, 做好闸瓦间隙的调整等。其次, 增加制动机阶段缓解功能, 能够在车辆制动后, 适当减小低速时的制动力, 使制动力与轮轨粘着力更好地达到匹配状态, 有效预防车轮抱死问题, 提高制动机的稳定性。第三, 增加防滑装置, 可以起到消除或者缓解车轮滑行的作用, 包括正常制动引起的滑行以及不良制动引起的滑行。第四, 可以采取提前制动或缓解波速的方法, 来减少制动的制动空走时间, 进而减小制动力, 预防制动引起滑行;同时, 还可以通过对闸瓦性能的改进, 来提高闸瓦初始制动能力, 进而起到降低、保持终制动力, 预防滑行引发擦伤、剥离等故障。第五, 除上述措施外, 还可以通过人为方式来预防故障发生, 比如对制动机功能的全面、仔细检查与维护, 使制动机处于良好工作状态, 灵活可靠, 并将车轮制动情况准确提供给司机, 使其能够正确、合理的完成制动机操纵, 避免车轮滑行, 防止车轮擦伤。
结语
综上所述, 在铁路货车车辆行进中, 轮对是高速旋转滚动的, 不仅承载着车辆及货物的总重量, 本身还会产生冲击振动荷载, 在此条件下, 轮对故障是比较容易出现的。因此, 加强对铁路货车车辆轮对故障的研究与了解, 采取合适的解决方法, 对提高铁路货车车辆行驶安全有着重要意义, 有助于促进货物运输行业的进步。
摘要：铁路是我国运输体系的重要组成部分, 铁路货车在我国物流业中占据着重要地位, 对我国社会经济的发展有着重要影响。在铁路货车车辆行驶中, 荷载全部由轮对承载, 在高速旋转滚动过程中, 经常容易发生故障, 给铁路货车安全造成威胁。本文就简要阐述铁路货车车辆轮对的常见故障及发生原因, 并提出相应的解决方案, 为铁路货车车辆安全提供一定保障。
关键词：铁路,货车车辆,轮对故障,解决方案
参考文献
[1]陈立新.铁路货车车辆轮对故障分析及改进措施[J].科技创新导报, 2014 (36) :52.
[2]宫海龙.铁路货车车辆轮对故障及其解决方案思考[J].中国高新技术企业, 2015 (08) :114-115.
地铁车辆轮对压装工艺研究 篇5
1试验相关参数
该地铁车辆轮对的车轴轮座平均直径dm为200 mm,压装配合面长度L为168 mm,按EN 13260标准要求设计。
( 1) 过盈量。根据BS EN 13260—2009标准,轮对压装过盈量j在0. 001 0dm≤j≤( 0. 001 5dm + 0. 06) ,其中: dm为轮座平均直径,mm。由上述可知dm = 200 mm,因此,轮对的设计过盈量为0. 20 ~ 0. 36 mm。
( 2) 最终压装力。EN标准规定对于压装配合面长度L在0. 8dm≤L≤1. 1dm时,最终压装力F1应满足: 0. 85F < F1< 1. 45F,F = 4 × 10- 3dm( MN) 。 轮对的最终压装力应为680 k N ~ 1 160 k N。
( 3) 检压力。EN标准规定对于压装配合面长度L在0. 8dm≤L≤1. 1dm时,检压力F0= 4 × 10- 3dm( MN) 。按上述要求,轮对检压力为800 k N。
( 4) 压装曲线。按EN标准要求,轮对压装曲线必须在图1所示的压装曲线范围内。图中,AB、BC、 HE和ED为直线部分,AG等于轮座长度。
( 5) 相关要求。为保证试验的可靠性及稳定性,在试验某一因素变化对轮对压装影响时,须保证其他工艺要点相对稳定。
2轮对压装工艺试验
2.1表面粗糙度与轮对压装质量的关系
为保证装配后的车轴与车轮能够紧密结合,配合表面需要有一定粗糙度[1]。为验证表面粗糙度与轮对组成质量的关系,试验分3轮进行,车轮、车轴表面粗糙度满足表1中的要求。
( 1) 试验条件
过盈量: 0. 25 ~ 0. 26 mm; 润滑剂: Molykote G n plus; 3轮试验车轴、车轮表面粗糙度分布情况如图2、图3所示。
( 2) 试验结果
对上述试验轮对进行压装,最终压装力分布情况如图4所示。以800 k N检压力对试验轮对进行检压,所有轮对通过检压试验。
试验结果表明: 在润滑介质、压装速度、过盈量等其他因素保持稳定的情况下,配合表面粗糙度与轮对组装质量无明显关系。
2.2不同润滑介质对轮对压装的影响
为减少配合表面划伤风险,降低车轴与车轮结合面的摩擦因数 μ,保证压装质量,在轮对压装之前,需在轮座和内孔表面涂抹一层润滑介质。目前轨道交通行业有3种常用压装润滑介质: Molykote G - n plus、植物油( 花生油) 、2号极压锂基脂,用上述3种润滑介质分别进行压装试验。
( 1) 试验条件
过盈量选择为0. 25 ~ 0. 26 mm。配合表面粗糙度Ra: 车轴表面粗糙度Ra为0. 7 μm ~ 0. 9 μm,车轮内孔表面粗糙度Ra为1. 7 μm ~ 1. 9 μm。
( 2) 试验结果
对3种润滑介质的分析如表2所示。
压力曲线及最终压装力不合格的轮对主要表现为: 压装曲线不在图1所示的曲线范围内,轮对压装时压力曲线均有异常波动,最终压装力不满足在680 k N ~ 1 160 k N范围内的要求。不合格压装曲线如图5、图6所示。检压不合格表现为: 在800 k N检压力作用下,车轮与车轴之间发生轴向移动。
试验结果表明: 在过盈量、配合面表面粗糙度等因素相同的情况下,Molykote G - n plus润滑油比花生油、2号防锈极压锂基脂更适合作为轮对压装的润滑介质。
2.3过盈量与压装力的关系
为验证轮对配合过盈量与轮对压装质量的关系,寻找过盈量大小对压装力和检压力的影响,试验将过盈量均匀分布于0. 21 ~ 0. 35 mm,选取40个车轮进行压装试验[2,3]。
( 1) 试验条件
配合表面粗糙度: 车轴表面粗糙度在Ra为0. 7 μm ~ 0. 9 μm,车轮内孔表面粗糙度Ra为1. 7 μm ~ 1. 9 μm。润滑剂为Molykote G - n plus。
( 2) 试验结果
试验轮对过盈量及最终压装力分布如图7所示,从图中可以看出随着过盈量的增大,轮对最终压装力有增大趋势。对上述压装合格的轮对进行检压,有3个车轮在800 k N的检压力下发生移动,其余车轮均通过检压试验。轮对压装及检压不合格的车轮信息如表3所示。
试验结果表明: 通过对比轮对过盈量变化对最终压装力、检压力的影响可知,过盈量在下限的情况下,最终压装力较小,随着过盈量的增大,轮对最终压装力有增大趋势。当过盈量接近下限或上限的情况下,压装力小于或超出许应压装力。
3结论
( 1) 轮对压装时,配合表面加工粗糙度对轮对压装的影响较小,因此推荐在配合面表面加工时保证车轴表面粗糙度Ra在0. 4 μm ~ 1. 3 μm,车轮内孔表面粗糙度Ra在1. 2 μm ~ 2. 5 μm即可满足轮对压装要求。
( 2) 轮对压装时,配合表面所涂润滑介质对压装状态影响较大,建议在压装轮对时选用Molykote G - n plus润滑剂作为润滑介质。
矿井运输车辆轮对的管理与维护 篇6
矿井运输车辆是煤矿运输设备中数量最多、周转最频繁的一种设备, 而轮对是车辆上的最重要部件, 既是行走机构, 又是承载机构。在车辆故障中, 轮对损坏又是最常见且最具危险性的。因此, 分析轮对常见故障, 加强车辆管理与维护工作, 对提高轮对的可靠性, 保证周转能力, 延长服务年限, 降低生产成本具有十分重要的意义。
1 车辆轮对的基本情况
1) 轮对的组成和基本载荷情况。轮对主要由车轮、轴、轴承、密封材料等组成。车辆在行驶过程中, 主要受载重物料设备的重量影响, 受到重力、摩擦力、离心力和大量冲击载荷的作用。
2) 工作条件。矿井运输车辆在煤矿井下的运行速度不高, 一般不超过15 km/h, 车轮的转速一般不超过300 r/min。但轮对上的载荷较大, 因车辆经常在平整度和磨损度超标的轨道上行驶, 常要承受大量的冲击负荷。因为井下环境所限, 车轮还要经常被煤泥水浸泡, 对轮对轴承的密封有较高要求。
3) 由于工作环境恶劣, 加之管理不当, 轮对的使用寿命较短。在调查中发现, 轮对在井下一般使用不到半年就需要进行大修。维修过程中发现, 车辆轮对的失效形式通常不是因轴承疲劳损坏而引起的, 而主要以密封失效造成的轴承损坏为主。当带有酸、碱成分的煤泥水通过密封件的间隙进入轴承滚道内时, 引起钢球被煤泥堵塞, 导致轴承卡死并抱死车轮。轴承被卡死不转时, 还容易引起轴承的内外圈与车轴或轮毂之间相对转动, 从而造成车轴或轮毂严重磨损, 造成车轮大幅晃动或断轴事故。
2 车辆轮对的故障原因
2.1 密封结构不合理
轮对密封多采用迷宫式加普通密封加堵盖的结构, 有的甚至没有密封圈, 由于轮对的冲击载荷较大, 在冲击载荷的长期作用下, 这样的密封结构极易造成润滑油脂的泄漏和污水粉尘的进入, 从而加剧车轮磨损。另外, 由于轮对润滑普遍使用钙基润滑脂, 存在机械稳定性差, 抗水性差的问题, 同时遇水易皂化, 变质结块, 也是造成轴承失效的一大原因。
2.2 轴承的适应性差
矿车轴承普遍采用普通圆锥滚子轴承, 它的承载能力和轴向止推能力虽较高, 但防卡性能很差, 使用过程中一旦煤泥水进入, 则会堵塞轴承管道, 导致润滑失效。轮对内密封圈磨损后, 煤泥水进入轴承内, 导致轴承内外圈大面积锈蚀, 进一步扩大了异物进入轴承的速度, 加上车辆行驶中的受到冲击载荷, 更加剧轴承磨损。
2.3 车辆管理缺陷导致车辆轮对损坏
矿井条件复杂, 矿井生产作业的特点决定了矿井车辆管理的难度, 由于管理不到位, 区队交接常常不能按要求进行, 导致有些车辆周转周期太长, 有的甚至半年都不出井, 车辆被常年带负载存放于复杂的盘区巷道内, 环境潮湿, 长期得不到保养, 轮对损坏十分严重。
1) 轨道造成的磨损问题。矿井轨道很多都是临时轨道, 规范程度差, 平整度不达标, 矿井轨道中的弯道多, 在弯道处, 由于有离心力的作用, 会使车辆轮对不均匀受力, 车轮与轨道存在较大的摩擦力, 不但使轮对轮沿磨损增大, 也给轴承增加了负荷, 使轴承磨损增大。在平整度不达标的轨道上行驶, 更会使车轮的冲击载荷大量增加, 造成轴承疲劳破坏。
2) 矿井运输车辆周转率高, 故障检查处理困难。矿井的车辆检修制度不合理, 检修人员不够专业, 缺乏专业的检查工具, 同时, 经手区队较多, 不易统筹管理。这样的现状造成了车辆检修不到位, 很多车辆提前损坏。
3 改进措施
1) 选用新型矿用车辆专用轴承, 提高使用寿命。选用大直径钢球轴承, 增大轴承的径向游隙, 提高耐冲击能力和承载能力, 同时用柔性尼龙保持架代替原钢质保持架。因尼龙质地较软, 具有自润滑、耐磨及异物进入的可溶性能, 延长轴承的使用寿命。
2) 采用带弹簧的M型组合式样密封件。这种密封在主唇口内侧装有弹簧, 使之与轴颈之间保持严密的接触, 并能自动补偿振动和唇口少量磨损出现的间隙, 能有效地阻止水和煤泥的进入, 具有优良的防尘和防水能力。
3) 选用矿用2号锂基润滑脂。轮对的润滑脂除起润滑轴承和橡胶唇口的作用外, 还起防尘和防水作用。该锂基脂具有良好的机械安全性和抗水性, 遇水不易皂化, 不易流失, 符合车辆轮对的使用要求。
4) 严格按照铺轨要求检查矿井轨道完好情况, 及时维修严重不达标的轨道。同时, 加强弯道的管理, 按轨道运输标准校正不符合标准的弯道。保证弯道稍宽的轨距和内外轨道高度差, 减小车辆轮对的运行冲击载荷和运行阻力。
5) 车辆运行过程中, 严格控制弯道车辆运行速度, 使离心力与重力分布平衡, 减少轮对的磨损和运行事故。
4 加强管理和维护
针对矿井运输车辆的使用特点, 必须要建立完整的车辆编码管理制度和定点周期检修制度。
为了避免矿井运输车辆的管理缺陷, 必须对矿井车辆全部实行编码管理, 建议有条件的矿井实行电子扫码和微机软件管理系统, 统筹管理全矿车辆。严格车辆领用制度, 搞好交接工作, 有效保障车辆的查询和定位, 从而指导车辆的管理和检修。
由于车辆数量较多, 严格检修制度, 实行定点周期检修是十分必要的。
1) 建立定点周期检修的规则制度及检验验收制度。
2) 设立专门的检验场所、检查检修设备, 配备相应的专业检修人员等。
3) 严格填写检修记录, 及时更新车辆管理系统数据。
4) 对检修人员实行定额计件管理, 保证检修到位和检修质量。
5) 严格实行检修验收制度, 检修不合格, 严禁上轨运行。
6) 车辆周期检修的资金和材料要切实落实。
通过车辆运行环境和车辆轮对的改进, 结合车辆的编码管理和定点周期检修, 进一步加强了车辆的管理, 使矿井运输车辆轮对能够得到很好的维护和保养, 大大提高了运输车辆的使用寿命, 故障率明显下降, 车辆完好率提高了, 既节约了材料费用支出, 减少了运输事故, 又使矿井运输作业的安全性有了很大的提高, 具有十分积极的意义。
摘要：针对煤矿运输现状, 结合现有箱式矿车和平板车的轮对结构和受力情况、工作条件及轮对失效形式, 分析了矿井运输车辆轮对的使用情况、常见故障及其产生原因, 提出了维护和管理措施, 指出应加强矿井运输车辆编码管理和和周期维护工作, 从而进一步提高轮对的可靠性和使用寿命, 提升矿井运输管理水平, 降低生产成本。
关键词：配合,维护,摩擦力,离心力,磨损
参考文献
[1]李士军.机械维护士修理与安装[M].北京:化学工业出版社, 2010.
浅谈城轨车辆轮对的更换 篇7
目前城市轨道车辆基本都采用B2型车, 以大连快轨为例, 车辆车轮轮径范围为840mm (新轮) ~770mm (最大磨耗) , 而轮缘最小值不能小于23mm。
经表1数据计算如该车轮要再镟修则镟修后的轮径值应该在757mm, 则超出了标准的轮径范围, 所以该车辆需要进行换轮操作。
2轮对更换
1) 车体与转向架分离。
a.使待更换轮对的车辆进入驾车线, 并用驾车机将车辆架起。b.拆卸电机线、电机接地线、连接风管, 并对接头密封处理。c.拆卸轴箱接线 (接地线、KNORR速度传感器线、ATP传感器) , 并对接头进行密封处理。d.拆卸抗侧滚扭杆连杆、高度阀调整杆并对接头密封处理。e.拆卸吊环。f.拆卸中央牵引体螺母、压盖、尼龙垫圈、垫圈、销。g.确定车体与转向架连接部分均已拆除后, 推出转向架并将其移至转向架拆卸工作区, 推进工艺转向架, 使驾车机将车体平稳落至转向架上。
2) 转向架的拆卸。
a.拆卸垂向液压减震器、空气弹簧。b.拆卸横向止档, 取出横向止档橡胶。c.联轴器分离, 并密封联轴器。d.拆卸电机。e.拆卸齿轮箱吊装, 齿轮箱油倒出。f.拆卸单元制动机, 并拆卸闸瓦。g.拆卸横向液压减震器。h.拆卸轴箱托盘螺栓。i.轮对与构架分离, 确定轮对与转向架连接部分均已拆除, 用天车吊起构架, 使构架与轮对分离, 并对轮对和转向架构架进行编号。j.拆卸圆锥橡胶弹簧。k.拆卸轴箱:拆卸轴箱端盖、齿盘、导电盘、压盖、轴箱体、轴箱后盖;拆卸轴承, 从车体内取出轴承并编号;清洁轴箱, 用抹布清洁轴箱体、端盖、后端盖, 用煤油清洗导电盘及齿盘;轮对发往厂家进行换轮操作。
3) 转向架的组装。
a.安装横向止档, 将横向止档橡胶固定在横向止档座上, 然后将横向止档通过螺栓固定到构架上。b.安装空气弹簧, 在空气弹簧座上涂Mu S2, 用天车将新的空气弹簧吊到空气弹簧座上并安装到位, 安装连接空气弹簧和转向架的螺栓。c.安装垂向液压减震器。d.安装圆锥橡胶弹簧, 将圆锥橡胶弹簧固定在构架上 (注意安装时颜色搭配:红色的不能和白色的圆锥橡胶弹簧安装在同一轴箱上, 同一个构架不能用3种颜色的圆锥橡胶弹簧) 。e.安装轴承及轴箱。安装密封圈并将后盖固定在轴箱上;安装轴承, 将对应的轴承外圈放入轴箱内 (注意型号与方向) , 并在轴承外圈内表面涂一层润滑脂;对新的轮对进行编号, 并将轴箱安装到对应的新轮对上 (注意安装的方向) ;安装压盖, 并安装好防松钢丝、安装齿盘、安装导电盘;加轴箱油, 安装轴箱端盖。f.将构架安装到轴箱上 (轴箱弹簧与轴箱接触处涂Mu S2) 。g.安装轴箱托盘。h.安装单元制动机。i.安装电机。j.安装齿轮箱吊装, 安装齿轮箱支撑装置。k.检查单元制动机动作是否正常, 并进行管路密封测试, 使用移动空压机送风于单元制动机常用制动风管, 观察动作是否正常, 取消风源, 挑开弹停吊环, 检查动作是否正常, 空压机送风, 风管接头涂肥皂液检查密封性 (1MPa下1min内无泄漏) 。
4) 转向架与车体组装。
a.用驾车机将车体架起, 将工艺转向架推出, 将已组装好的转向架推到指定位置 (注意转向架的方向以及转向架与车体的对应) 。b.牵引装置的安装。拆卸下牵引体, 将液压升降车 (带工装) 放到指定位置并调整到合适高度固定住下牵引体, 拆下防松钢丝后拆卸牵引拉杆螺栓, 拆下下牵引体;依次安装挡圈、套筒、隔环、复合弹簧;安装下牵引体, 安装牵引拉杆, 并安装防松钢丝固定;安装压盖, 用千斤顶将压盖顶到指定位置 (保证压盖与下引体下沿有20-25mm间隙) ;安装牵引螺母、销以及托盘螺栓;安装横向液压减震器。c.安装电机接地线。d.安装车体与转向架连接风管软管。e.安装轴箱装置接地线、KNORR速度传感器线、ATP传感器线。f.安装抗侧滚扭杆连杆、高度阀调整杆、闸瓦。g.在齿轮箱内注入适量的齿轮箱油。h.将车调到水平轨。i.调整联轴节高度, 使得电机端比齿轮箱端高2mm到4mm之。j.在联轴节内注入适量的联轴节油脂。k.将联轴节法兰盘接触面涂5699、安装联轴节螺栓。l.调整四角高为30mm到35mm之间。m.升起受电弓让空压机打气, 然后调整抗侧滚妞杆连杆高度为374mm±10mm, 调整高度阀调整杆空气弹簧附近构架到与空气弹簧接触的车体距离为302mm。
5) 静态调试。
6) 质检。
7) 动态调试。
摘要：轮对性能的好坏对轨道交通运输的安全极为重要, 随着运营时间以及运营公里数的增长, 车轮的擦伤、剥离以及轮缘轮径的磨损使得车轮出现到限情况, 机车必须进行换轮作业, 文章提出了对轮对更换作业的具体流程供读者参考。
关键词：转向架,轮对,到限,更换
参考文献
[1]王伯铭.城市轨道交通车辆总体及转向架.科学出版社, 2013.
铁路车辆轮对自动检测系统的研制 篇8
根据对轮对的检测技术以及车间的真实状况, 检测装备使用龙门架经过样式的构造, 图1所展现的图片就是其外貌。主要的工作内容包括带动总成、进给总成、抬升降低总成、测量设备以及各种各样的测试传感设备等。当轮对顺着车间的铁道到了对轮对进行测试的设备之后, 经过各种各样的测试传感设备和每个配件的协助, 不依靠外力自动实现对轮对的测试。龙门架要使用全密封式的构造, 从龙门架的外表上看不见任意的一根电线或者气管, 整体构造简单明了、美观易懂。图2是龙门架体系的构造图。下面主要讲解其装备体系的主要构造和作用。
1.1升降总成装置
起落设备的用途是把轮对升起来, 让它可以转动。起落设备的工作原理是利用工业掌控电脑掌控电磁阀, 使用气动装备把轮对升到最高的位置同时顶死。起落设备两侧都有气缸, 其功能是支撑轮对两侧的轴承同时能够升起轮对。为了避免在轮对被升起时出现倾斜的现象, 两侧的气缸同时工作。轮对的中心轴就是测试的标准。起落设备升起的速度要均匀, 不能太快也不能太慢, 太快会出现猛烈的冲击现象, 太慢用的时间又会太长。
1.2 带转总成装置
带转设备其用处就是带动轮对运转, 从而对轮对进行测试。其工作原理分为两个部分:首先, 利用电脑、电磁阀以及气缸掌控带转设备升起, 以便让主动以及从动的轮子和轮对进行接触产生转动摩擦现象;其次, 利用电脑、变频设备、具备减速功能的交流电动设备M1和传动设备来完成对轮对滚动的掌控。其转动速度分为两个类别, 一个是三十转每分钟, 另外一个是十转每分钟, 主要作用是轮动的点动。带转设备要和旋转编码设备连接, 把轮对转动的速度和转动的圈数传送给电脑。
1.3 轮对参数测量系统
在龙门架的中间以上部位是进给设备, 能够完成竖直上下的活动, 能够检测出轮对和轨道接触、轮缘等很多轮对的参变量。它是由两侧各有一个测量箱、中间安装了需要使用的多种传感设备, 如电锅流移动传感设备、光栅移动传感设备以及接近设备, 在轮对运转时就能够实现对轮对大小规模、接触磨损以及剥离等参变量的检测。其垂直活动是使用工业计算机、变频设备、带有减速功能的M2来完成的。进给设备垂直向下的活动有两种速度。首先是高进给速度, 当传感设备临近轮对的过程中就变成低进给速度, 传感设备检测到的数据是有用的, 就会通过计算机停止进给设备的下降。
2 轮对参数测量方法
2.1 轮对参数
表l给出厂轮对参数及其技术要求。测量范围中某些参数负值的含义是轮对参数实际值小于标准值。
2.2 轮对参数测量方法
对轮对很多参变量的检测是使用进给设备两侧的测量箱实现的, 测量箱能够向两侧方向水平挪动, 对任何大小的轮对都可以进行检测。挪动的位置多少是经过光栅传感设备进行掌控的。按照莫尔条纹定律, 假如形成一个能够和光栅移动为正比的讯号, 就能够经过对讯号的处理知道光栅移动的位置距离。这套体系使用的光栅传感设备能够分辨出单位是微米的移动。测量箱里面安装了滑台, 按照轮对的形状决定装置在什么地方, 其上方装置了电蜗流于东传感设备, 它的活动都是经过步进电动设备进行掌控的, 实现对轮与轨就出面、轮对大小等检测的活动。防止电涡流传感设备在运行中发生碰撞而损坏, 当步进电动设备在掌控电涡流感设备挪动时, 同时也挪动了一些光电开关设备对电涡流传感设备进行保护。
步进电动设备的主要功能是掌控住电涡流传感设备的挪动同时把它挪动到需要进行检测的地方。经过电脑、步进电动设备的驱动装置、细分驱动设备能够把电涡流感传设备需要挪动的距离进行精准的掌控, 具有很高的分辨率, 能够用微米来计算移动量。按照电涡流设备检测到的结果综合脉冲数量, 就能够精准的获得轮对相关的参数量。除此之外, 步进电动设备还能够一次掌控两个接近开关设备, 对其进行挪动, 检测轮辋内部的直径大小。
轮对踏面擦伤和剥离的测量是整个系统重要功能之一。由于刹车、轮对与钢轨间隙的冲撞以及轮对与钢轨面在转弯时的相对滑动等因素造成的踏面擦伤或剥离, 给车辆运行带来额外的冲击振动, 必须及时检测并指出其数量和准确位置。由于每个轮对踏面剥离形状、大小及擦伤深度都有很大差别, 难以找到其规律, 所以对轮对踏面擦伤和剥离的测量一直是铁路系统中要解决的难题。本系统设计一种新的检测方法, 由电涡流传感器动态扫描踏面, 通过建立踏面数字矩阵、数字滤波、基准校正、二维插值和边缘检测等技术实现了踏面擦伤和剥离的精确检测, 并可显示踏面检测结果的维和三维图形。
2.3 轮对自动检测系统测量误差分析
自动检测体系检测存在偏差有两种情况, 其中一个是在生产装置设施时出现的偏差, 这种偏差会因为装置的设备固定之后成为固定偏差, 对设备进行校正定位之后, 就会消失;另一种误差为随机误差, 主要由轮对定位轴承外径、内外圈间隙误差, 设备机械结构运动部件间隙、运动控制精度和传感器温度漂移所造成, 这种误差必须加以控制, 否则将对系统测量精度和重复精度造成较大影响。
电涡流设备能够检测出车轮大小、轮边厚度以及损伤参变量, 其工作原理就是利用精准的传动设备主动确定车轮的位置开展检测。步进电机设备的脉冲量能够精确到微米, 在确定位置上十分精确。当轮对是压装状态时, 因为车轮和其轴承之间不是垂直的状态, 所以在刚起步时车轮会出现左右摇摆的现象, 轮对两侧的测量箱也会跟着出现晃动的现象。因为晃动产生的测量差可以利用数字滤波解除。电涡流传感设备在运行时温度最好在零下五十到一百二十五摄氏度, 经过校准之后温度发生变化也不会有多大的晃动现象, 产生的随机偏差可以不用进行考虑。使用分辨率能够精确到微米的光栅和机械灵巧的进行综合, 能够检测到车轮底座的大小、中心轴长度、轮辋宽度、损耗、轮对内侧距离、内距离最大偏差等参变量。对于测量到的数据可以使用数字滤波解除掉因为车轮上的异物对参变量产生的影响。
3 结束语
所研究制作的测量轮对参变量的设备, 是经过使用工业掌控电脑精密的传感设备和相应的检测以及掌控措施, 不依靠人力, 全面在线完成了对轮对二十多个参变量的检测。现在, 这项体系已经在铁路机构成功的运营, 并且工作情况很好。这项设备的研究制作的完成, 不但能够全面自动化的在线检测轮对参变量, 同时还进一步提升了检测的精确度以及速度, 很大程度上提高了经济利益。
参考文献
轮对故障 篇9
1 矿区铁路机车轮对磨耗的现状分析
机车轮对是机车最重要的部件之一, 机车的全部重量通过轮对支承在钢轨上, 轮对与钢轨粘着产生的牵引力或制动力, 控制着机车的运行状态。轮箍是按一定过盈量嵌装在车轮轮心外圈上的钢环, 直接和钢轨作用, 承受全部垂向和侧向冲力, 受载情况比较繁重。轮箍与钢轨顶面接触的部分称为踏面, 踏面与钢轨内侧面接触的部分称为轮缘。轮箍的轮缘和踏面是和钢轨直接接触的部分, 由于受到钢轨的作用, 经过长时间运动要发生磨耗。原铁道部《技规》123条规定:轮缘厚度在34mm-23mm之间, 踏面磨耗不超过7mm。
自2009年以来, 运用机车轮对轮缘磨耗速率较以前相比磨耗增快, 同时轮对轮缘还存在单侧偏磨病害问题, 即机车两侧轮对轮缘磨耗值差较大, 一侧磨耗较快, 另一侧磨耗较慢问题, 轮对使用周期仅为8-10个月, 并由此产生以下问题:
(1) 每年因轮对镟修、更换轮箍检修作业需产生额外材料费用。
(2) 尤其是2010年路企直通后, 作为国铁的一个货运始发站, 对矿区铁路运输要求更为严格、苛刻, 因轮对检修需办理铁路过轨手续并到国铁机务部门进行, 每次检修周期需8-10个工作日, 故机车轮对病害对矿区铁路正常的运输动力保障也造成了较大的影响。
(3) 机车轮对轮缘在磨耗接近使用限值时, 机车轮对与钢轨的接触面积、距离会发生变化, 严重时, 可导致机车挤岔事故或机车脱线事故的发生。
因此机车轮对病害问题多年来一直困扰着机务部门, 如何使机车轮对的技术管理有序可控, 提高轮对使用寿命, 运用先进的技术装备和各项技术措施来保障铁路运输生产的安全, 越来越得到铁路企业的重视和加强。
2 造成机车轮缘磨耗的原因分析
2.1 机车运行条件受矿区铁路外部环境限制
矿区铁路由于受外部环境限制, 铁路线路的坡度大、弯道多、曲线半径小, 造成机车轮缘磨耗速度快, 这是机车轮对磨耗加速的主要原因。特别是更新大功率干线机车, 轴距加大, 加之运量增加, 运行距离及次数明显增加。最严重的机车轮缘磨耗量达到7.8mm/a, 机车在中修时常因为轮缘磨耗量过大, 需要对机车轮缘进行旋削, 加大了机车检修的工作量, 浪费了大量的人力、物力, 延长了机车检修的停时, 影响了机车的使用效率。
2.2 机车换向不及时
由于矿区铁路的牵引区段为单线区段, 并且上、下行列车的牵引重量相差很大, 牵引区段没有机车转向设备, 致使机车长期单向运行, 导致机车轮缘一侧偏磨严重, 轮缘厚度易于达到极限值, 而恢复轮缘厚度到正常值又要旋削较多的轮缘踏面, 并将导致其他轮缘厚的轮对跟着一起旋削, 造成整台机车轮对的浪费。
2.3 铁路线路和轮对踏面的外形不一致
由于钢轨、道岔的外形长期磨损变形, 使机车的标准型轮缘踏面与铁路线路的实际形状不匹配, 进而加速了机车轮缘的磨损速度。
2.4 机车轮缘润滑不足
之前的机车轮对轮缘没有安装轮缘润滑装置, 不能对机车轮缘起到稳定、可靠的润滑作用, 使机车轮缘与铁轨、道岔之间经常超负荷摩擦, 容易造成机车轮缘磨耗超限。
3 治理矿区铁路机车轮对磨耗所采取的技术措施
根据矿区铁路机车轮对病害成因, 结合矿区铁路实际条件, 采取多种技术措施方案并举, 综合治理机车轮对病害。
3.1 改善机车轮对轮缘与钢轨之间的摩擦条件
改善机车轮对轮缘与钢轨之间的摩擦条件, 在机车轮对上加装轮对轮缘干式润滑装置。
干式轮缘润滑器工作原理 (如图一) , 在机车运行过程中, 当机车轮对在转动时, 使石墨炭棒与机车轮缘发生摩擦, 固体润滑材料碳棒与车轮产生滑动摩擦, 使润滑剂附着在轮缘上形成一层薄膜, 避免轮缘与钢轨直接摩擦。
3.2 根据各机车轮对磨耗情况, 合理安排机车使用频率和运用方向
通过每月对机车轮对磨耗数据进行检测统计, 对轮对磨耗较快, 轮缘磨厚度磨耗达到26mm的机车 (轮缘厚度使用限制为不小于23mm) , 适当多安排进行小区间短途作业, 因此充分利用运行距离短、曲线少等有利条件, 可适当减缓机车轮对的磨耗。
3.3 机车转车技术实现铁路机车在原地调头或变道, 延缓机车轮对使用周期
引进机车转头技术及装置———机车转车盘, 通过适时进行机车转头, 改变机车运行方向, 防止机车单侧轮对偏磨问题, 有效延长机车轮对检修周期。
机车转车盘由地面转车设备系统和地下基础设施两部分组成。使用时将机车开上转车盘, 停在中央位置, 转车盘在人工控制下由电动机驱动原地迴转180°使机车调头或转换至变换股道再开下转车盘。地下基础设施安装在圆形地坑内, 地坑基础将承受转车盘及机车的重量及动载荷。基坑内装有圆环形轨道其直径及标高应与转车盘设计尺寸严格相符。
主要技术指标:转车长度, 30m;额定载重, 160t;轨距, 1435mm;车轮直径, 690mm;车轮轴距, 4200mm;主传动方式, 电机-减速机-车轮;旋转180°消耗时间, 约1.5min;对轨时间, 约0.6min;轮周最大牵引力, 20k N。
4 使用效果验证
结合矿区铁路机车轮对磨耗病害形成的特殊成因, 结合矿区铁路实际条件, 多种技术措施并举, 开展了机车轮对病害综合治理。
(1) 2009年, 对10台机车加装机车轮对轮缘干式润滑装置, 有效改善轮轨的摩擦条件, 可使机车轮对使用周期延长2-4个月。通过对加装机车与未安装轮缘润滑系统的机车比较, 可以得出:运用干式轮缘润滑器的机车轮对轮缘磨耗明显减慢, 有效延长了轮对镟修周期。
(2) 2012年5月投入使用机车转车盘后, 机务段根据各机车轮对轮缘磨耗情况, 当某台机车同一轮对两侧轮缘磨耗值相差2-3mm时, 及时安排对该机车进行转头作业, 使机车两侧轮对轮缘均匀磨耗, 避免因长时间单侧偏磨, 造成轮对轮缘使用周期缩短, 截至目前, 共进行转头作业15台次, 根据目前机车轮对轮缘磨耗情况, 通过合理安排转头, 可以有效延长机车轮对使用周期。
5 结束语
根据各机车轮对检测数据统计, 经过采用治理病害的各项技术措施后, 轮对使用周期估测可达到2.5年-3年, 可利用机车正常中修 (2.5年-3年) 、大修时机 (8年-10年) 对轮对进行镟修或更换轮箍。可以节约相应材料费用, 避免频繁进行机车过轨到国铁作业, 为矿区铁路运输提供优质充足的动力保证;可有效保证机车轮对安全技术状态, 防止机车挤叉或脱线事故的发生, 为圆满完成运输任务发挥巨大作用。
参考文献
[1]王俊峰.机车干式轮缘润滑装置的应用实践[J].柳钢科技, 2007, 4 (26) .