試論軌道列車轉(zhuǎn)向架輪徑差

劉宗仁 李英杰 李志高

摘要：輪對(duì)是轉(zhuǎn)向架的重要部件之一，也是影響年輛運(yùn)行安全性的關(guān)鍵部件之一，故在新造、廠段修、運(yùn)用中，對(duì)輪對(duì)都有嚴(yán)密的技術(shù)要求和嚴(yán)格的管理制度。在不同運(yùn)行條件下，車輪受力很復(fù)雜，各種動(dòng)靜力對(duì)高速動(dòng)車組車輪踏面和輪緣厚度產(chǎn)生許多不利的影響，造成車輪輪徑差。本文主要介紹軌道列車車輪輪徑差產(chǎn)生的原因、種類以及影響。以期能夠?qū)ο嚓P(guān)從業(yè)者起到一定幫助，歡迎相關(guān)從業(yè)者能夠共同探討與思考。

關(guān)鍵詞：軌道列車;輪徑差形式;檢修要求

1.引言

目前，隨著軌道交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)軌道交通運(yùn)載設(shè)備已大量投入運(yùn)用?，F(xiàn)代軌道交通列車的基本特點(diǎn)是高速，這就對(duì)其運(yùn)行的安全性、可靠性、時(shí)間性提出較高要求，而軌道交通列車的維護(hù)與檢修是滿足上述要求的根本保證。輪軌本身的外形尺寸、材質(zhì)不匹配，軌道線路沒有良好的養(yǎng)護(hù)條件，以及列車轉(zhuǎn)向架技術(shù)的不完善等各種方面因素的影響，就會(huì)加快車輪輪緣和踏面磨耗速率，致使車輪外形尺寸不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，進(jìn)而降低了車輪的使用壽命，影響軌道交通列車正常的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，因此一定及時(shí)準(zhǔn)確的了解車輪磨耗狀態(tài)，有利于提高動(dòng)軌道交通列車車輪運(yùn)行中的使用壽命。

2.輪對(duì)組成簡(jiǎn)介

輪對(duì)由左右兩邊車輪過盈配合在-根車軸上組成的，車輛輪對(duì)是車輛和鋼軌直接接觸的部件，輪對(duì)是保證列車車輛在軌道上的運(yùn)行的關(guān)鍵，承載著鋼軌來自列車車輛制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)的反作用力，因此車輛車軸和車輪在組裝的過程中有著非常嚴(yán)格的要求。軌道交通列車輪對(duì)組成分動(dòng)車輪對(duì)和拖車輪對(duì)兩種。拖車輪對(duì)組成由車輪、車軸、制動(dòng)盤等部件組成。動(dòng)車輪對(duì)組成由車輪、車軸、齒輪箱、制動(dòng)盤等部件組成。

3.輪徑差概念及產(chǎn)生的原因

車輪輪徑差是指在同一列車中，各個(gè)車輪滾動(dòng)圓直徑之間的差值。在理想狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向架同軸兩車輪具有相同直徑，若由于某種原因?qū)е螺唽?duì)兩側(cè)車輪直徑不一致就會(huì)產(chǎn)生輪徑差。在新輪組裝過程中，由于受到機(jī)械加工精度的影響，導(dǎo)致同軸車輪直徑不相等，稱為初始輪徑差。同時(shí)，車輛在服役過程中車輪由于踏面圓周磨耗而導(dǎo)致同軸、同轉(zhuǎn)向架甚至同車車輪直徑不相等，稱為運(yùn)用中輪徑差。

4.輪徑差的形式

一般軌道交通列車由多個(gè)車廂組成，一節(jié)車廂中包括八個(gè)車輪，整列車至少包括幾十個(gè)車輪，按照排列組的順序，輪徑差的種類相當(dāng)繁多。國(guó)內(nèi)外學(xué)者為了方便研究，通常按照一個(gè)轉(zhuǎn)向架中的輪徑差為研究對(duì)象，將其分為四種形式。等值同相輪徑差：轉(zhuǎn)向架中前輪對(duì)與后輪對(duì)同側(cè)車輪直徑相等。等值反向輪徑差：轉(zhuǎn)向架中對(duì)角線車輪直徑相等。前輪對(duì)輪徑差：轉(zhuǎn)向架中前輪對(duì)存在輪徑差，后輪對(duì)兩車輪直徑相等。后輪對(duì)輪徑差：轉(zhuǎn)向架中后輪對(duì)存在輪徑差，前輪對(duì)兩車輪直徑相等。

5.輪徑差的危害

由于每列軌道交通列車包含幾十個(gè)車輪，所以輪徑差的種類非常多且復(fù)雜的，總的來說輪徑差滿足給定的范圍標(biāo)準(zhǔn)，同一輪對(duì)的車輪輪徑差越小，對(duì)于列車運(yùn)行的安全影響就會(huì)越小。列車在運(yùn)行過程中同軸上的兩車輪的角速度相等，若兩個(gè)車輪之間有輪徑差的存在，列車將會(huì)向輪徑小的一側(cè)偏斜，直到兩個(gè)車輪的滾動(dòng)圓內(nèi)徑相等時(shí)才可以達(dá)到純滾線的位置上，因此輪徑差是導(dǎo)致輪對(duì)的純滾線不在軌道中心線上的原因，且列車輪對(duì)將會(huì)偏離線路軌道中心-點(diǎn)距離。轉(zhuǎn)向架是整個(gè)列車在規(guī)定合理范圍不同線路運(yùn)行上的重要保證。轉(zhuǎn)向架還承載著車輛在運(yùn)行過程中車輪和軌道之間的作用力以及其他不同形式的負(fù)荷。所以說列車車輛轉(zhuǎn)向架的質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)列車運(yùn)行的安全。

6.輪徑差檢修要求

在一級(jí)檢修中，只對(duì)輪對(duì)進(jìn)行外觀檢査，不涉及測(cè)最尺寸、璇輪等工作內(nèi)界。從二級(jí)檢修幵始，也就是車輛運(yùn)行30 天（或三萬(wàn)公里）時(shí)，需要對(duì)車輪尺寸進(jìn)行測(cè)量。車輛運(yùn)行六萬(wàn)公里時(shí)，對(duì)空心車軸進(jìn)行探傷，檢査車軸有無(wú)裂損;運(yùn)行二十萬(wàn)至二十五萬(wàn)公里時(shí)，到達(dá)車輪鏇修周期，進(jìn)行輪對(duì)修形，恢復(fù)車輪踏面與輪緣正常廊型，保持輪徑差在正常范圍內(nèi);以上均厲于二級(jí)修修程內(nèi)容。三級(jí)修檢修周期為距上次三級(jí)或三級(jí)修以上修程運(yùn)行五十七至六十三萬(wàn)公里（或運(yùn)行不超過一年），主要對(duì)轉(zhuǎn)向架進(jìn)行分解檢修，其中軸箱組成、牽引電機(jī)、空氣彈簧等關(guān)鍵部件經(jīng)過三級(jí)修后必須具備良好的運(yùn)用狀態(tài)，保證安全運(yùn)行六十萬(wàn)公里;車輪鏇修，恢復(fù)原型面，這種經(jīng)過狀態(tài)修的部位需保證到下一次二級(jí)修（車輪鏇修周期），但高一級(jí)修程一般要為低一級(jí)修程維修提供便利條件，因此三級(jí)修的輪對(duì)檢修限度要比一、二級(jí)修的檢修限度制訂的更加嚴(yán)格，質(zhì)最保證期也更久。

以此類推，四級(jí)修分解轉(zhuǎn)向架，需要進(jìn)行史仔細(xì)的檢修;五級(jí)修返廠，重新進(jìn)行線路試驗(yàn)。

7.結(jié)語(yǔ)

隨著近幾年我國(guó)軌道列車運(yùn)行公里不斷增加，越來越多的軌道交通列車投入使用，成為中華民族復(fù)興樂章的強(qiáng)勁音符。軌道交通列車在軌道上運(yùn)行時(shí)，車輪不斷和鋼軌相互接觸、沖擊，這樣就會(huì)加快車輪踏面的磨耗。

另外，軌道交通列車通過彎道時(shí)車體會(huì)受到離心力，導(dǎo)致車輪輪緣承受較大的橫向力，因此造成了整車車輪輪緣的快速磨耗。軌道交通列車車輛的運(yùn)用與維護(hù)是非常重要的環(huán)節(jié)，輪對(duì)作為列車運(yùn)行中行走部件對(duì)于鐵路交通運(yùn)輸有著非常重要作用和意義。本文主要介紹軌道交通列車車輪輪徑差產(chǎn)生的原因、形式以及檢修要求。以期能夠?qū)ο嚓P(guān)從業(yè)者起到一定幫助，提高我國(guó)車輪設(shè)計(jì)制造水平，保障軌道交通列車安全可靠的運(yùn)營(yíng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]司道林，王樹國(guó)，楊東升，王璞，葛晶.動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)小半徑曲線段輪軌型面匹配特性[J].鐵道建筑，2021，61（11）：131-134.

[2]彭波.動(dòng)車組運(yùn)用中輪徑數(shù)據(jù)錯(cuò)誤引發(fā)故障的原因分析及解決措施[J].鐵道車輛，2021，59（04）：90-93+97.

[3]于勇，馬周聰，劉亞云.高速動(dòng)車組輪徑差與牽引電機(jī)功率及溫升耦合性研究[J].電源學(xué)報(bào)，2021，19（04）：103-111.

[4]俞喆，楊光，王有能，蔣富根，張金，張訓(xùn)全.鋼軌廓形對(duì)動(dòng)車組車體低頻橫向晃動(dòng)影響研究[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2020，37（07）：23-28.

[5]于遠(yuǎn)航.CRH5 型動(dòng)車組運(yùn)行速度與輪徑值之間關(guān)系[J].哈爾濱鐵道科技，2018（01）：3-4.

[6]李艷，張衛(wèi)華，池茂儒，周文祥.車輪踏面外形及輪徑差對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)性能的影響[J].鐵道學(xué)報(bào)，2010，32（01）：104-108.