铁路货车车辆轮对故障原因、危害分析及解决措施研究论文_罗静

铁路货车车辆轮对故障原因、危害分析及解决措施研究论文_罗静

中国铁道科学研究院集团有限公司研究生部 北京 100081

摘要:随着我国经济不断向前发展,铁路事业也取得了瞩目的成绩,在我国经济体系中占有重要地位。近年,铁路货车在不断提速、增载的同时,对车辆的运用管理及检修能力也提出了更高的要求。轮对承担着整个车辆的重量,由于工况复杂在高速旋转过程中极易出现问题和故障。在铁路货车车辆运用过程中,如果对轮对出现的故障缺乏重视,势必会对铁路货车的正常运行造成影响,并且还会存在一定的风险和安全隐患。所以在运用过程中要充分给予重视,避免造成安全事故。

关键词:铁路货车;轮对故障;解决措施

在我国国民经济中,铁路往往会起到极为重要的作用。随着我国科学技术的进步和社会的快速发展,铁路货车也正在朝着高速、重载的方向前进,这就对我国铁路货车的运行质量和运行检修水平提出了更高的要求。而轮对通常是呈高速旋转滚动,且承载着铁路货车车辆的全部重量,很容易出现运行故障,这些故障会对货车运行的提速造成较大的制约,也会对铁路货车的运行安全造成严重威胁和影响,不利于铁路行业的可持续发展。

一、铁路货车车辆轮对存在的常见故障

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)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。

(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)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。

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、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。

二、车轮踏面圆周磨耗的危害

1、它会导致踏面原本具备的标准外形被破坏。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而踏面和钢轨所接触的部分假如锥度有所增加,则将造成轮对进行蛇形运动时其波长有所减少,并且频率有所增加,最终损害车辆行进的稳定性。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。

2、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。

3、显著增加车辆行进阻力。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

三、铁路货车车辆轮对故障的解决方案

1、进一步改善货车的行车状态

(1)对编组规定进行严格的遵守和执行。铁路车站要严格按照相关制动机的型号对货车车辆进行相应的编组,同时尽量避免混编不同类型制动机的货车车辆,进而确保货车在行驶制动过程当中行为动作的统一,以便减少车轮间的擦伤。

(2)对机车的操作标准予以严格的执行。铁路货车的司机要严格的按照有关的操作要求和技术标准来进行货车的运行操作。同时,还要尽可能的在运行过程中减少紧急制动的次数,当进行制动后要等到全部车辆得到缓解后才能进行再次的启动。另外,由于调车过程中货车的踏面会受到铁鞋的较大影响和危害,因此,工作人员要在进行制动时尽可能的减少铁鞋制动模式的使用,从而减少踏面的剥离和擦伤。

(3)改善货车的运行状态。货车的运行环境能够直接影响到其轮对的状态,因此,要想减少货车车轮的磨耗、擦伤和剥离等问题,就必须要积极的改善铁路货车的线路运行状态,改善运行和维护环境,减少偏载情况的发生。

2、加强优化货车的自身性能

(1)进一步优化货车的制动系统和结构设计。要加强加载和提速后的货车制动系统和结构方面的设计优化,从而不断的提高货车的整体安全系数和运行性能,提高货车运行中的灵敏度和制动效果,以便降低之前不恰当结构设计对车辆轮对所造成的危害。

(2)加强货车综合性能的提升。这里主要指的是通过对铁路货车在钢轨材质、车轮以及闸瓦质量等方面的研究,提高车辆整体的综合性能和安全指数,从而使车辆能更好的满足当前的铁路运行要求。

(3)加强对制动配件的质量控制以及检修。良好的保养和检修工作是确保货车能够正常运行,减少轮对故障的重要保证条件和措施。铁路工作人员要认真做好对相关制动配件的试验和检修,特别是对闸调器、对阀类部件等的检修。同时提高其检修的质量和技术水平,从而减少车轮的擦伤、剥离故障。

结束语

总之,铁路货车运行过程中的轮对故障是客观存在的,它无法避免,但同时这一故障也是可以进行控制和约束的。在铁路货车的运行过程中,工作人员要通过采用一些必要、有效的方法和措施来最大限度的控制货车的轮对故障的发生,从而将轮对故障造成的各项损失降到最低,以满足铁路货车在成本节约和列车提速方面的要求,进而更好的推动和促进我国铁路行业向着重载、高速、现代化的方向迈进。

参考文献

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[4]滕学鹏.铁路货车轮对压装烧轴和烧孔问题的解决[J].轨道交通装备与技术,2016(3):50-52.

论文作者:罗静

论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期

论文发表时间:2020/3/11

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