摘要：转向架是车辆高速平稳、安全运行的基础，其重要组成部件为轮对驱动系统，主要作用是为轮对提供驱动力。作为车辆重要的部件之一，随着车辆运行频率的不断增高，转向架在车辆运营中出现了一些问题。轮对作为转向架的重要组成部件，在车辆运营中由于轮缘与钢轨的接触磨耗，制约了转向架运行速度进一步提升的要求。在车辆正常运行中，转向架轮对运行条件基本上一致，但往往会出现一侧车轮轮缘磨耗严重的异常偏磨现象。当车辆质量检修、测量轮缘厚度时，工作人员通常会发现仅有一侧轮子轮缘厚度减少，而另外一侧轮子厚度不变或者变化很小。本文介绍了地铁工程车辆转向架轮对的结构和主要技术参数，对转向架轮对的偏磨故障进行了详细地分析，找出造成偏磨故障的原因，并针对出现的问题提出了一些建议和防范措施。
关键词：转向架轮对；偏磨故障；分析；建议
1 车辆转向架简介
1.1 转向架主要技术参数
随着国内轨道交通运输行业的高速发展，转向架技术也逐渐朝着技术先进、安全可靠为特点的方向发展。本文对HX D 1 和 HX D 2型机车所采用的转向架技术进行了比较，其中HX D 1 型机车是南车株洲电力机车有限公司在引进西门子公司技术的基础上制造的一种货运机车；而 HX D 2 型电力机车是法国ALSTOM 公司与大同电力机车有限公司合作，以法国PRI-MA 机车为原型共同开发研制的改进型货运机车。表 1 为两种机车及转向架主要技术参数比较。
1.2 转向架主要结构
车辆转向架主要由轮对、横梁、心盘、制动装置、轴箱、均衡梁和弹簧组部分组成。车轮的轮箍直径为500 mm，采用 B型踏面，轴箱采用调心滚子轴承。转向架中的弹簧组主要是为了承受和传载车辆负荷，从而有效缓解车辆在运行中的振动及冲击，保证车辆运行状态良好。传统车辆转向架弹簧组采用板式或者螺旋式，这种结构造成转向架无法添加制动装置。随着国内轨道交通行业的发展，制动装置在转向架中的采用已成为转向架发展的主要方向之一。一般情况下应用在转向架中的制动装置由闸瓦、倍率制动臂和制动汽缸组成。
2 车辆转向架轮对偏磨故障原因分析
车辆运行过程中，转向架轮对轮缘与钢轨接触是造成轮对偏磨的最主要的原因，本文从两个方面探讨了轮缘与钢轨接触的因素。
2.1 轮对直径差别过大
车辆运行在曲线轨道处，由于同一轮对的两个车轮存在一定的直径差，导致轮对中心线偏离轨线中心线，使得两者的接触面积减小，导致轮缘与钢轨侧面单位面积上的压力增大，造成轮对偏磨。因此，同一轮对直径差对轮缘厚度影响较大，也是造成轮对偏磨的一种因素。从轮对检修经验来看，当轮对直径差超过1 mm时，车辆在运行中必须依据车轮踏面倾斜度来调整轮对中心线与轨线中心线一致，致使轮缘偏磨。当同轴两轮直径差过大时，轮缘偏磨现象会更加明显。在检修车辆时发现，当轮对左右两轮直径差大于 1～ 2mm时，车辆运行一段时间后，由于轮径小的一侧承受较大的摩擦力，导致轮缘踏面及轮缘磨耗异常；当左右轮径差进一步增大，轮缘偏磨现象更加突出。另一方面，当某一轮对左右存在轮径差时，车辆在运行时会使转向架偏向轮径小的一侧，这种情况下，转向架其他轮对也会产生偏移，导致轮径产生偏差，造成恶性循环。
2.2 转向架侧架不正位
转向架在交叉支撑装置的作用下，抗菱形刚度大，因而抑制车辆蛇形运行性能提升较大。这种支撑装置中包含 2 个侧架，侧架正位与否对车辆正常运行有着很大影响，转向架侧架正位是转向架运行质量的重要衡量标准，侧架组成最基本的要求是保证两侧架之差不大于5 mm。若转向架侧架不正位，会严重影响车辆运行中轮对与钢轨中心线一致性；若侧架不正位，会造成轮缘中心线与钢轨中心线偏移，导致轮缘与钢轨接触异常，产生轮对偏磨现象。造成车辆转向架不正位的因素很多，其中组装时侧架不正位是比较常见的影响因素；其次，交叉杆在车辆运行时产生形变或者交叉杆橡胶垫由于温度变化发生弹性形变，均会使侧架变形从而产生不正位现象。转向架侧架不正位，发生轮对偏磨，很大程度上缩减了轮对的使用寿命。
3 建议
通过对以上造成轮对偏磨的因素进行分析，为降低轮对偏磨造成的非正常磨耗，本文提出了以下改进措施：
3.1 改进转向架各部件
首先，为了解决转向架基础制动装置的作用，建议改造转向架固定支点与其底座的连接方式，例如采用铰接式连接方式，解决制动装置对轮缘的磨损。其次，可改进踏面形状，可以在车辆检修时对踏面形状进行改进。另外，还可适当调整转向架各轮对的横动量，使各个轮对轮缘磨耗得以均衡，该种方式可通过加减一定厚度的调整片来进行改造。
3.2 进行转向架正位检测
目前，车辆在进行检修时，需对其转向架进行正位检测，以排除转向架侧架不正位对轮缘造成的异常偏磨现象的发生。然而，一般的检修未对采用交叉支撑装置的转向架进行正位检测做出比较明确的要求。若检查过程中交叉支撑装置外观检测未发现问题，便不再进行转向架正位检测。在此情况下，若转向架本身已不正位，检修过程忽视了该问题的存在，从而不能及时处理。因此，为提高车辆转向架检修质量，建议有关部门对转向架检修时进行正位检测，从而及时调整侧架，降低轮对偏磨。
3.3 提高转向架各部件质量
交叉支撑装置对转向架侧架影响较大，以上我们分析发现提高交叉杆橡胶垫质量，可降低温度对其的影响，提高其使用寿命，从而保证侧架正位，减少轮对偏磨。因此，建议生产厂家提高产品质量，用户也需对产品质量进行严格检验，保证车辆转向架配件质量。
3.4 改善轮轨材质及线路质量
轮轨及线路质量是影响转向架正常运行的重要因素。从轮轨的使用性能来看，轮轨需具有良好的耐磨性、抗疲劳损失性、耐热损失性，这些性能均对轮轨的材质有较高要求。因此，建议选用具有高性能要求的轮轨材质，且轮轨的可焊性也应较好；同时，也要改善线路质量，在环境恶劣的地区实施防尘治沙工程，降低沙尘暴对车辆转向架轮对偏磨的影响。
4 结语
转向架对车辆正常运营有着极其重要的作用，如何降低转向架轮对偏磨，是目前提高转向架技术的一个难题。本文对车辆转向架轮对偏磨故障进行了简要分析并提出了改进措施，以为国内转向架技术提供技术支持。
参考文献：
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[2] 吕士勇，封全保，刘辉，等.HX D 2 型电力机车转向架轮对驱动系统[ J].机车电传动，2009（6）：6.
[3] 黄平华.新型轨道车辆转向架简介[ J].铁道车辆，2004，42（7）：12-13.
论文作者:刘伟权
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
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