閆衛(wèi)軍
(西安鐵路局西安東車輛段 陜西省西安市 710000)
試分析鐵路貨車運用中車輪故障的發(fā)現(xiàn)和預(yù)防
閆衛(wèi)軍
(西安鐵路局西安東車輛段 陜西省西安市 710000)
鐵路是貨運的主要形式,鐵路火車的載重量非常大,對車輪所產(chǎn)生的壓力比較集中,因此,在實際的鐵路貨運中,車輪比較容易產(chǎn)生一些故障,影響列車安全和貨運效率。基于此,本文針對鐵路貨車的常用車輪作了介紹,然后闡述了車輪的常見故障及測量方法,最后分析了這些故障的危害以及預(yù)防處理措施,希望可以對相關(guān)工作起到一定參考作用。
鐵路貨車;車輪故障;測量方法;危害;處理措施
不同的車輪在載重情況下受到的壓力是不一樣的,由于車輪結(jié)構(gòu)的差異,導(dǎo)致其在相同的環(huán)境下會產(chǎn)生不一樣的問題。加之在鐵路貨運中存在不少其他的因素,就更加容易導(dǎo)致車輪出現(xiàn)各種各樣的故障。因此,在實際的工作中,必須對車輪的常見故障深入了解,對發(fā)現(xiàn)和預(yù)防故障制定完善的工作計劃,確保鐵路貨運的風(fēng)險降至最低。
就目前的實際情況說來,在鐵路貨運中,最為常用的車輪主要有四種,分別是彈性車輪、輪箍輪、輾鋼輪以及鑄造形式車輪。彈性車輪就是在車輪的輪箍和輪心之間設(shè)置了橡膠墊作為彈性元件,其在三維方向上的彈性性能比較好。這種車輪的優(yōu)點是可以顯著縮減車輛簧下重量,弱化輪軌之間的相互作用力,同時可以對沖擊和切換產(chǎn)生良好的效果,對提升火車運行平穩(wěn)性具有顯著作用。但是這種車輪結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,檢修比較繁瑣,同時會增加運行阻力。輪箍輪是由輪箍、輪心和扣環(huán)組成的,其具有耐磨、高強的特點。輾鋼輪一般也被稱為輾鋼整體輪,其是鋼錠通過加熱碾軋形成的,通過淬火處理,使其具備了良好的韌性以及較高的強度,不會出現(xiàn)崩裂或是輪箍松動的問題。但是,輾鋼輪的制造工藝比較復(fù)雜,需要投入較多的設(shè)備。鑄造形式車輪就是在生產(chǎn)線上利用鋼水鑄造成型的,和輾鋼輪相比,其不需要進行鑄錠、截斷等工藝,因此實現(xiàn)了生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的簡化,但是其性能和輾鋼輪存在一定差距,因此在實際的使用中不如輾鋼輪的使用頻率高。
2.1 常見故障
在鐵路貨車車輪所出現(xiàn)的故障當(dāng)中,最為常見的是踏面擦傷磨耗過限以及踏面擦傷、剝離和凹陷。
對于踏面擦傷磨耗過限的問題,其故障發(fā)現(xiàn)就是當(dāng)貨車進入時,檢車員在接車過程中認真聽車輪的聲音,如果發(fā)現(xiàn)存在聲音過大或是雜亂的情況,就應(yīng)該及時記錄車輛位置,然后待車輛停下之后對踏面擦傷進行檢查。在確認存在外觀象征的時候,需要進一步采用檢查器進行確定。之所以會出現(xiàn)踏面擦傷磨耗過限的問題,究其原因,主要和列車運行速度、軸重、制動力以及車輛和鋼軌之間的相互狀態(tài)相關(guān)。從理論上講,車輪與鋼軌之間產(chǎn)生滑行,勢必會導(dǎo)致出現(xiàn)擦傷,其原因較多。①車輛進行緊急制動,車輛在慣性和重力作用下與鋼軌產(chǎn)生強大的摩擦力,若是軸制動率高出了粘著條件,就會產(chǎn)生滑行引起車輪擦傷。②列車司機操作不當(dāng),在制動后緩解全部小閘,導(dǎo)致制動距離過長,從而產(chǎn)生擦傷。③道岔上油污過多,導(dǎo)致鋼軌和車輪的粘著系數(shù)降低,從而產(chǎn)生滑行。④冬季天氣條件較差,霜雪覆蓋鋼軌表面會導(dǎo)致粘著系數(shù)降低,從而容易導(dǎo)致滑行產(chǎn)生。⑤車輛存在混編情況,不同車輛的制動條件存在差異,進而在制動過程中部分車輛出現(xiàn)局部擦傷的情況。
對于踏面擦傷、剝離和局部凹陷的問題,其故障發(fā)現(xiàn)和踏面擦傷磨耗過限相同,只是表象存在差異。導(dǎo)致這一問題產(chǎn)生原因主要有車輪材質(zhì)和運行制動兩個方面。就材質(zhì)方面說來,在車輪的制造過程中,若是制造工藝不完善或是質(zhì)量控制不過關(guān),就可能導(dǎo)致車輪中存在硬點、夾渣和氣孔等問題[2]。而在貨車的運行過程中,由于運行狀態(tài)會不斷變化,這就導(dǎo)致車輪會出現(xiàn)剝離的問題。而對于運行和制動,這一過程車輪在摩擦作用下會產(chǎn)生高溫。尤其是在冬季外界溫度較低的情況下,溫差過大會導(dǎo)致車輪熱脹冷縮的情況嚴重,反復(fù)運行下會導(dǎo)致車輪出現(xiàn)剝離。
2.2 測量方法
在進行故障測量時,第四種檢查器是比較常用的,其主要是由測尺、底板和樣板三個部分組成。在測量踏面圓周磨耗時,首先應(yīng)該將尺框推開遠離定位塊,然后向左移動,再將測尺移至最上端,然后將尺框沿導(dǎo)板向右推移,定于70mm基線位置[1]。在車輪上設(shè)置第四種檢查器,將其A點置于輪緣定點,將其E邊緊靠車輪內(nèi)側(cè),而底板需要指向車軸的中心線位置,然后再向下推動測尺,確保其尖端和踏面貼靠。這時,就可以在測尺上讀出踏面圓周磨耗數(shù)值。在測量剝離長度的時候,需要利用檢查器窄邊外側(cè)刻度尺,沿著車輪的圓周方向?qū)冸x邊緣間距進行測量。在檢查時,先檢查兩端間距不足10mm的部分,然后劃線,再測量兩條線之間的距離,就可以得出剝離長度。在測量鐵路貨車的故障時,需要利用相關(guān)的儀器設(shè)備,合理有效地測量各種故障的相關(guān)數(shù)據(jù),得出故障具體情況,然后設(shè)置對應(yīng)的解決措施,盡快解除車輪故障[3]。
3.1 故障危害
對于鐵路貨車車輪出現(xiàn)的各種故障,其對列車產(chǎn)生的影響也是不一樣的。因此,對于不同的車輪故障,應(yīng)該明確其具體危害,以此作為基礎(chǔ)開展相關(guān)工作。
輪緣磨耗在出現(xiàn)后,其根部斷面厚度減小,性能下降,容易出現(xiàn)裂紋。不僅如此,其還會導(dǎo)致鋼軌和輪緣的游間增大,使得安全搭載量變小。
出現(xiàn)圓周磨耗的問題后,會導(dǎo)致踏面的幾何形狀受到破壞,增加了鋼軌和車輪之間的接觸面積,增大摩擦力,使得列車運行過程中的阻力增大。不僅如此,幾何形狀的弱化,使得滑行產(chǎn)生的可能增加,加劇了車輪磨損。
出現(xiàn)踏面擦傷之后,其會導(dǎo)致出現(xiàn)大小不均的平面使得車輪無法做出良好的圓周運動,引起振動沖擊變大,容易使軸承出現(xiàn)損壞。比如,一個車輪的輪徑為840mm,擦傷深度達到2mm,其對應(yīng)弦長就為82mm,則有長達82mm的平面參與到滾動中,若是擦傷深度超過2mm,就會導(dǎo)致弦長進一步增大,進而引起振動沖擊加劇。
3.2 處理措施
對于貨車車輪的常見故障,必須設(shè)置對應(yīng)的處理措施,才能確保盡快解決這些問題。對于踏面擦傷磨耗過限的問題:①應(yīng)該加強車輪的質(zhì)量的控制,不斷提升完善車輪制造工藝,利用先進的技術(shù)和高質(zhì)量的材料進行車輪制造。同時,還需對淬火工藝加強改進,減小車輪的集中應(yīng)力,提高踏面的性能。②應(yīng)該加強相關(guān)部門的配合工作,改善道岔的實際狀態(tài),對其進行進行清雜養(yǎng)護,確保其不會存在油污遺留的情況,確保車輪和鋼軌之間具有良好的粘著力。③應(yīng)該對制動機制進行優(yōu)化,尤其是對基礎(chǔ)制動裝置展開全面檢查,加強制動缸類檢修以及對不良故障進行處理,從而確保列車制動合理可靠。
對于擦傷、剝離和凹陷等問題:①需要對貨車車隊進行全面檢查,對出現(xiàn)的擦傷、剝離和凹陷等問題予以及時發(fā)現(xiàn),同時還需對車輛的編制情況進行排查,盡量避免出現(xiàn)混編的情況。②需要對踏面損傷故障加強預(yù)警,并且提高故障測量的方法和質(zhì)量,按照先關(guān)規(guī)程及時處理各種問題。③需要加強車輪的制造工藝,加強一些細節(jié)處理,避免車輪出現(xiàn)夾渣、氣孔和硬點等問題。
在鐵路貨車的運行中,車輪出現(xiàn)的故障較多,對貨運工作造成了不小的影響。因此,對于相關(guān)工作人員而言,必須對車輪出現(xiàn)的常見故障形成深入認識,同時明確故障測量方法和故障產(chǎn)生的危害,最后利用可靠的措施及時處理這些問題,避免貨運列車出現(xiàn)更大問題。
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[2]徐永孝.鐵路貨車運用中車輪故障的發(fā)現(xiàn)和預(yù)防[J].科技與企業(yè),2013,19:322~323.
[3]丁勇,王新銳,曲金娟.鐵路貨車車輪傷損及踏面磨耗規(guī)律的研究[J].鐵道機車車輛,2011,06:32~37.
U270.33
A
1004-7344(2016)08-0135-02
2016-3-1
閆衛(wèi)軍(1974-),男,河南開封人,助工,本科,研究方向為鐵路貨車17型車鉤故障。