軌道車輛輪對故障淺談

于海源 劉方杰 孟憲鑫

摘要：輪對組成是鐵路軌道車輛的關(guān)鍵零部件，在軌道交通運(yùn)輸中起著重要作用，是軌道列車安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本保障。本文主要介紹軌道列車輪對的組成及其主要的故障形式，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;輪對;故障

1.引言

近年來，軌道交通行業(yè)迎來了蓬勃的大發(fā)展，尤其是高速鐵路列車的覆蓋率和開行數(shù)量不斷擴(kuò)大。高速鐵路列車（圖1）作為新一代軌道列車更是承載著我國鐵路復(fù)興和民族復(fù)興的重任。世界高速鐵路經(jīng)過五十多年的快速發(fā)展，高速鐵路技術(shù)取得了極大的進(jìn)步，高鐵具有速度快力高、能源消耗低、安全便捷舒適，且能夠全天候的運(yùn)行技術(shù)優(yōu)勢其優(yōu)勢隨之帶來的巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益推動了高鐵在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，高速鐵路已經(jīng)成為全球各國客運(yùn)發(fā)展的趨勢。輪對是通列車的重要組成部分，開展軌道交通列車輪對故障研究具有十分重要的意義。

2.輪對介紹

車輪總體上可以分成整體輪和輪箍輪兩種。輪對由左右兩邊配合在-根車軸上組成的，車輛輪對是車輛和鋼軌直接接觸的部件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制動和驅(qū)動的反作用力，因此車軸和車輪在組裝的過程中有著非常嚴(yán)格的要求根車軸上兩個車輪內(nèi)側(cè)距離有著嚴(yán)格的控制要求。高鐵列車由動車和拖車編組而成，輪對組成也分為動車輪對和拖車輪對兩種。圖2 所示為拖車輪對組成圖示。

3.踏面形式

最常用的車輪踏面外形有一下幾種型號：車輪踏面型號分別是LM、LMA、S1002CN。車輪踏面幾何形狀主要是輪徑尺寸用D 表示，輪對內(nèi)側(cè)的距離用L表示，以及輪緣厚度用δ表示，輪緣高度用h 表示，輪緣的綜合值QR，車輪在日常檢修時整車車輪輪徑必須滿足輪緣厚度和整車輪徑差要求。

4.輪對的主要故障

高速軌道列車在快速行駛過程中，車輛本身以及鋼軌道路原因，會導(dǎo)致車輪輪緣和車輪踏面各種各樣的磨耗和損傷。車輛在運(yùn)行通過曲線時受到離心力的作用，車輪輪緣受到鋼軌給予的側(cè)向力，嚴(yán)重時能致使輪緣根部產(chǎn)生較為明顯的裂紋，導(dǎo)致輪緣缺陷，一般情況都是磨耗輪緣，使得輪緣厚度減小。當(dāng)輪緣厚度小到一定范圍內(nèi)，車輛通過曲線時輪緣頂點(diǎn)易于爬上尖軌從而導(dǎo)致列車車輛脫軌。

車輛在運(yùn)行過程中，輪對和鋼軌之間存在滾動摩擦和滑動摩擦，兩種摩擦都會導(dǎo)致車輪踏面圓周磨耗。踏面磨耗其實是一種正常磨耗，踏面磨耗的速度是由車輪的材質(zhì)，和軌道線路共同決定的。如果車輪踏面磨耗相對較多，就會破壞踏面幾何形狀，車輪將會產(chǎn)生蛇形運(yùn)動，進(jìn)而影響車輛運(yùn)行時的平穩(wěn)性和安全性。

車輛在運(yùn)行過程中由于制動力過大，抱閘過緊，會引起車輪在鋼軌面滑行運(yùn)動，從而產(chǎn)生了車輪踏面擦傷。踏面擦傷造成的平面會引起車輛比較危險的劇烈沖擊，嚴(yán)重的將會導(dǎo)致列車車輛無法運(yùn)行;而踏面剝離是由于踏面表面金屬分層脫落的表現(xiàn)，這種危害和踏面擦傷比較類似。

車輪在長期運(yùn)行中遭受過大的沖擊或是車輪材質(zhì)疲勞就會產(chǎn)生裂紋，車輪產(chǎn)生裂紋后，對于列車行車安全有著非常大的影響。輻板弧形處裂紋、輻板孔處裂紋、輪緣根部裂紋、輪輞外側(cè)裂紋都是比較常見的車輪裂紋。

5.結(jié)語

軌道列車近年來呈現(xiàn)出高增漲的發(fā)展趨勢，市場需求旺盛，市場規(guī)模迅速擴(kuò)大，產(chǎn)品技術(shù)不斷升級，系統(tǒng)集成度提高。本文主要介紹軌道列車輪對的組成主要的故障形式，以期能夠?qū)ο嚓P(guān)從業(yè)者起到一定幫助，提高我國輪對設(shè)計制造水平，保障軌道交通列車安全可靠的運(yùn)營。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣宇涵，華春蓉，董大偉，熊麗波，王瑞.基于優(yōu)化VMD的車軸裂紋和車輪扁疤故障診斷[J].噪聲與振動控制，2021，41（06）：71-76.

[2]曾隆隆.軌道交通車輛輪對磨耗特征分析與鏇修策略優(yōu)化[J].裝備機(jī)械，2021（03）：42-46+50.

[3]閆金陽，方素平.列車輪對踏面故障在線檢測系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代機(jī)械，2021（03）：61-64.