昆明地鐵輪對偏磨分析及預(yù)防措施

張繼能 李家宇 朱維杰

【摘 ?要】“安全第一”、“質(zhì)量為先”、“保養(yǎng)并重”、“預(yù)防為主”是目前軌道交通維護(hù)保養(yǎng)需要切實遵循的維修思想，由于多種原因造成電客列車輪對踏面偏磨、輪緣偏磨及垂直磨耗，引起電客列車輪對頻繁鏇輪，影響輪對使用壽命。本文對提前到限鏇輪的問題進(jìn)行原因分析，并提出提出了切實有效的解決方案和措施。對改善電客列車車輪偏磨有一定的效果。

【關(guān)鍵詞】軌道交通;電客列車;踏面偏磨;輪緣偏磨;垂直磨耗;鏇輪;措施

第一章 引言

1概述

2013年5月1日，交三橋站-東風(fēng)廣場站洞通，標(biāo)志著昆明軌道交通首期工程全線洞通。5月20日，昆明軌道交通1號線南段（曉東村站-大學(xué)城南站）開始載客運(yùn)營。間隔8分鐘，運(yùn)營時間34分鐘，這是我國開通的首條高原全功能軌道交通。運(yùn)營區(qū)間為北部客運(yùn)站至大學(xué)城南站，全長42公里，部分區(qū)段軌道曲率半徑較小，如昆明火車站到福德站曲率半徑為330m，在列車運(yùn)用過程中出現(xiàn)輪對輪緣厚度增大，同一輪對輪徑差大，造成輪緣偏磨和垂直磨耗大，從而縮短鏇輪周期。

1.2輪緣偏磨的危害

昆明地鐵首期工程輪對踏面外形為DIN5573磨耗型踏面，如圖1，圖中規(guī)定，輪緣厚度：26㎜≤Sd≤33㎜;輪緣高度：28㎜≤Sh≤36㎜;qR值：6.5㎜≤qR≤12.7㎜。本文只討論輪緣變薄和變厚的危害。

2.1 輪徑差和徑向跳動超差

2.2.1 整列車輪徑超差

電客列車規(guī)定，同輪對輪徑差不大于2mm，同轉(zhuǎn)向架輪徑差不大于4mm，同節(jié)車輪徑差不大于7mm，整列車由于載荷變化，引起軸重差超，同時導(dǎo)致輪徑變化。

2.2.2 同輪對左右輪徑超差

當(dāng)左右輪徑超差時，車輪將向輪徑小的一側(cè)偏移，受力不均，造成踏面、輪緣偏磨的惡性循環(huán)，輪徑差越大，偏磨現(xiàn)象就越嚴(yán)重。而當(dāng)同軸兩輪直徑差過大時，就會使此種現(xiàn)象更為明顯，即當(dāng)左右輪徑差大于 1-2mm，機(jī)車運(yùn)行一段時間后，輪徑小的一方由于受的磨擦力比另一側(cè)大，因此踏面、輪緣均磨耗較快，使左右輪徑差進(jìn)一步加大，從而使偏倚現(xiàn)象更為突出，輪對偏磨加快，直至輪緣、踏面磨耗到限。

2.2.2徑向跳動超差

昆明地鐵首期工程從2012年運(yùn)營到2015年底，一系彈簧斷裂28起，經(jīng)分析，造成該轉(zhuǎn)向架故障是由于列車在運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)向架振動較大，直接導(dǎo)致一系彈簧和減振器振動頻率及振幅增加，降低彈簧和減振器疲勞壽命。并結(jié)合轉(zhuǎn)向架異響分析，通過輪對尺寸測量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，輪對徑向跳動超差是造成轉(zhuǎn)向架振動頻率及振幅增加，部分嚴(yán)重的產(chǎn)生共振，此種情況會導(dǎo)致踏面垂直磨耗增大和輪緣厚度磨耗。

2.2 軌道曲率半徑較小

當(dāng)輪對進(jìn)入曲線時，由于軌距變窄，輪對在慣性力的作用下自動地向外軌方向偏移，輪對的一個車輪以較大直徑沿外軌滾動，而另一個車輪則以較小的直徑沿內(nèi)軌滾動，實現(xiàn)自動地選擇曲線通過時所需要的踏面直徑。曲線半徑愈小，輪對相對于鋼軌的橫向位移以及車輪踏面直徑的差值就愈大。如果曲線線路的軌距不允許輪對橫向位移到必須的限度，那么外側(cè)車輪將撞到外軌，造成輪緣或鋼軌的金屬剝離。輪緣與軌側(cè)發(fā)生接觸，輪緣和鋼軌產(chǎn)生磨耗。因此，對軌距要嚴(yán)格控制，過曲線時踏面與鋼軌接觸簡圖，見圖3。

2.3空轉(zhuǎn)打滑

由于昆明地鐵夏季雨水較多，首期工程有五站為高架橋線路，下雨時輪軌關(guān)系不好，也就是靜摩擦力變小，容易空轉(zhuǎn)打滑，造成踏面垂直磨耗增加。

2.4輪緣潤滑原因

輪緣噴脂器噴嘴位置調(diào)整不當(dāng)，造成輪緣無油、缺油，輪緣與鋼軌沒有潤滑，直接接觸，加劇輪緣的磨耗;油脂噴到輪對踏面上從而機(jī)車空轉(zhuǎn)，加劇踏面磨耗，甚至踏面擦傷而鏇輪。

第3章 整改措施

3.1輪徑差和徑向跳動超差整改

由于我國軌道交通起步較晚，整列車輪徑差暫時還沒明確定規(guī)定，這待以后研究分析。

電客列車規(guī)定，同輪對輪徑差不大于2mm，同轉(zhuǎn)向架輪徑差不大于4mm，同節(jié)車輪徑差不大于7mm，均修測量輪對尺寸，輪徑超差的鏇輪處理。

針對輪對徑向跳動超差，通過輪徑跳動量數(shù)據(jù)分析，我們制定計劃鏇鏇修標(biāo)準(zhǔn)（一年鏇）和狀態(tài)修鏇修標(biāo)準(zhǔn)，鏇修標(biāo)準(zhǔn)見表2。

3.2 軌道曲率半徑較小的處理意見

軌道曲率半徑小、彎道多，列車在經(jīng)過此路段時會使某輪對某一側(cè)輪緣在上下行都緊貼鋼軌運(yùn)行，長期下來，這條輪對就會發(fā)生偏磨的現(xiàn)象，消除此類問題引起的偏磨很簡單，列車運(yùn)行一段時間后將列車來回掉頭，這樣，使不同轉(zhuǎn)向架的輪對輪換磨耗，減輕了只磨損固定輪對的弊端。地鐵行業(yè)將廠段線設(shè)計成列車可以掉頭，有諸多因素，實施起來較為不易。

3.3 列車空轉(zhuǎn)打滑的處理意見

列車空轉(zhuǎn)打滑多數(shù)為軌面濕滑，常見于雨雪氣候，摩擦力減小。機(jī)車在運(yùn)行中很少空轉(zhuǎn)打滑，因機(jī)車軸重較大，一般都設(shè)計在23噸左右，重量增加，摩擦力也增加，在加之機(jī)車有撒砂裝置。電客列車設(shè)計時考慮到列車在隧道中運(yùn)行，軌面不受氣候影響，再加上列車自重較輕，軸承只有14噸，易導(dǎo)致空轉(zhuǎn)打滑。建議司機(jī)在操作列車時，提速時加速度不易過大，不要緊急制動，如條件允許可以加裝撒砂裝置。

3.4改善輪緣潤滑

定期檢查輪緣潤滑噴嘴位置，輪噴噴嘴位置不當(dāng)?shù)囊皶r調(diào)整，輪噴狀態(tài)良好正確位置見圖4。另外，對輪噴儲油罐和噴頭定期清潔，保證兩側(cè)裝置作用良好，此類偏磨可大大減少。

首期工程一共有12列車裝有輪緣潤滑裝置，根據(jù)輪緣厚度分析，決定關(guān)閉部分輪噴，后續(xù)可以根據(jù)輪緣厚度變化趨勢再做調(diào)整，具體關(guān)閉輪噴數(shù)量見表3。

經(jīng)分析，關(guān)閉TC1車或TC2車的輪緣潤滑較為簡單（通過TC車電控箱的空氣開關(guān)來實現(xiàn)），若只關(guān)閉TC1車A側(cè)，但B側(cè)須打開就較為復(fù)雜。如圖5所示，需關(guān)閉A側(cè)輪緣潤滑噴頭，拆除A側(cè)接頭，用一個螺堵堵住三通接頭的螺紋孔。組裝完后見圖6，螺堵1堵住三通不會漏油，螺堵2堵住管路不讓異物進(jìn)入。

第4章 結(jié)論

根據(jù)以上分析，輪緣、踏面異常磨耗與諸多因素有關(guān)，本文重點介紹輪對徑向跳動超差對轉(zhuǎn)向架的影響及鏇輪方案，改變輪緣潤滑裝置噴頭數(shù)量降低輪緣的異常磨耗。2017年這幾種措施的實施，輪對狀態(tài)有所改善，對電客列車轉(zhuǎn)向架的運(yùn)用安全起到了一定的作用。

統(tǒng)計T04車和T28車部分輪對經(jīng)整改后，輪緣厚度趨于變薄，2017年1-12月統(tǒng)計見圖7和圖8。

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（作者單位：昆明地鐵運(yùn)營有限公司車輛中心）