客車車輪踏面故障原因分析及對(duì)策

杜金光

（上海鐵路局 合肥車輛段，安徽合肥230011）

近些年，既有客車經(jīng)多次提速后，運(yùn)行速度基本已接近設(shè)計(jì)速度，客車車輪在運(yùn)行一段時(shí)間后，集中出現(xiàn)車輪踏面剝離、車輪失圓等輪對(duì)故障，造成車輛運(yùn)行振動(dòng)大，運(yùn)行品質(zhì)差，對(duì)客車安全構(gòu)成了不利影響。為減少車輪故障對(duì)車輛運(yùn)行品質(zhì)、運(yùn)行安全的影響，分析車輪損傷原因、規(guī)律，我們對(duì)臨修輪對(duì)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析并參考相關(guān)研究資料，提出實(shí)施方案和解決對(duì)策。

1 調(diào)查及分類統(tǒng)計(jì)

2011年11月～2012年10月對(duì)上海鐵路局運(yùn)用客車臨修輪對(duì)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。全鐵路局運(yùn)用客車總數(shù)3 364輛，更換輪對(duì)2 775條。主要原因分析如下：

（1）故障率與車型分析

由表1可見，25G型客車輪對(duì)臨修量占總量的88%，臨修率是25K型車的3.8倍、25T型車的9倍，遠(yuǎn)高于其他車型。分析原因?yàn)椋?/p>

① 對(duì)于25T、25K型客車，由于主要開行直達(dá)列車或特快列車，停站少、制動(dòng)少；轉(zhuǎn)向架有空氣彈簧、使用盤形制動(dòng)并且安裝了電子防滑器，車輪踏面受沖擊、磨耗小，客車輪對(duì)臨修率明顯較少。反之，25G型客車，由于停站多、制動(dòng)多；轉(zhuǎn)向架無空氣彈簧；大部分采用踏面制動(dòng)且未安裝電子防滑器，車輪踏面受沖擊、磨耗大，輪對(duì)臨修率明顯較高。

② 對(duì)于普通綠皮客車，由于上海鐵路局主要開行管內(nèi)或作為通勤車使用，且大部分客車日常處于備用狀態(tài)，使用率低、運(yùn)行時(shí)間短，輪對(duì)臨修率較低。

表1 故障率與車型

2 故障原因與車型分析（見表2）

由表2可見，踏面剝離、凹陷、局部輾寬、不圓故障在各車型臨修輪對(duì)中均占有較高比率。

表2 故障原因與車型分布

3 輪對(duì)故障與走行公里分析（見表3、表4）

（1）由表3可見：踏面剝離、凹陷、局部輾寬、失圓、擦傷、磨耗到限，隨走行公里而變化，特別是到30萬km以上時(shí)，臨修量明顯增加，增幅較大，上升趨勢較快且保持高位。

（2）由表4可見，25G、25K、25T型客車在40萬kmkm以下時(shí)，臨修量隨走行公里增加而增加，特別是到30萬km以上時(shí)，臨修量明顯增加，上升趨勢較快；而且25G型客車表現(xiàn)更為明顯，30～40萬km內(nèi)臨修輪對(duì)幾乎與0～30萬km內(nèi)臨修輪對(duì)總量相當(dāng)，30～60萬km內(nèi)臨修輪對(duì)量是0～30萬km內(nèi)臨修輪對(duì)量的3.4倍。

表3 故障原因與走行公里分布

表4 車型、故障原因與走行公里分布

（3）在表4中，25K、25T型客車在走行到40～50萬km、25G型客車在走行到60萬km以上后輪對(duì)故障數(shù)大幅下降，主要原因?yàn)?5K、25T型在走行40～50萬km后施行A2修，25G型客車在走行到60萬km以上時(shí)進(jìn)行段修，對(duì)輪對(duì)進(jìn)行旋修，輪對(duì)質(zhì)量基本得到全面恢復(fù)。

（4）由表4各車型對(duì)比，更直觀看出，25G型客車踏面剝離、凹陷、局部輾寬、失圓、擦傷、磨耗到限這類故障，在走行公里數(shù)在30萬km以下時(shí)，臨修輪對(duì)數(shù)量較少，臨修量隨走行公里上升趨勢較緩。走行公里數(shù)到30萬km以上時(shí)，臨修量明顯增加，上升趨勢較快且保持高位。

（5）普通客車由于使用不正常，故障原因雖與走行公里有關(guān)聯(lián)，但規(guī)律不明顯。

4 結(jié)束語

上海鐵路局運(yùn)用客車臨修輪對(duì)主要為25G型客車，臨修原因主要為踏面剝離、凹陷、局部輾寬、失圓、擦傷、磨耗到限，輪對(duì)故障隨走行公里增加而增加，走行公里到30萬km以上時(shí)臨修量激增，在30～60萬km內(nèi)，故障量、故障率有高位分布。

根據(jù)專業(yè)院所研究表明，車輪產(chǎn)生踏面剝離和失圓故障的直接原因是由于車輛運(yùn)行中經(jīng)過曲線時(shí)與鋼軌（特別是曲線內(nèi)軌）接觸應(yīng)力較高，加之曲線區(qū)段的鋼軌硬度均較高，導(dǎo)致車輪踏面局部出現(xiàn)材料接觸疲勞、塑性變形和剝離等故障。

因此造成車輪故障的影響因素包括以下幾個(gè)方面：

（1）車輪材質(zhì)方面。現(xiàn)有KKD車輪強(qiáng)度和硬度與目前鋼軌（特別是曲線區(qū)段）的匹配不理想，鋼軌材質(zhì)明顯高于車輪。

（2）線路條件方面。曲線區(qū)段鋼軌的硬度明顯高于直線區(qū)段鋼軌，對(duì)車輪的適應(yīng)性提出了更高要求。

（3）車體轉(zhuǎn)向架方面。25G型客車為鋼彈簧轉(zhuǎn)向架，且大部分車為踏面制動(dòng)、無防滑器，其車輪踏面沖擊、磨耗高于采用空氣彈簧、制動(dòng)盤、防滑器的25K、25T型車。

（4）目前車輪的檢修周期較長，大部分車長期帶故障運(yùn)行，故障不斷惡化、增加。

基于現(xiàn)場臨修數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，從輪軌關(guān)系角度分析，定期對(duì)車輪進(jìn)行踏面旋修，不僅能從輪軌型面匹配和車輪失圓方面改善輪軌受力狀態(tài)，還可將踏面裂紋及早去除掉，避免裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展形成大面積剝離。

建議：

（1）25G型及非提速客車走行公里數(shù)到達(dá)30±3萬km時(shí)，進(jìn)行輪對(duì)旋修或更換。在主要客車整備所安裝客車不落輪旋修車床，客車走行公里到達(dá)30±3萬km時(shí)全面檢測車輪踏面狀況，嚴(yán)格輪對(duì)限度，不符合要求的進(jìn)行旋修或換輪。

（2）25K、25T型運(yùn)用客車走行公里數(shù)到達(dá)40±10萬km時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行A2修旋輪要求。