SS4改型電力機(jī)車輪對失圓故障分析

1、ss4改型電力機(jī)車輪對失圓故障分析輪對踏面的最表層因制動、滑行或空轉(zhuǎn)的摩擦而急速加熱，接著這種被加熱表面的熱能很快向踏面內(nèi)外部傳導(dǎo)、擴(kuò)散使之急速冷卻，根據(jù)被加熱的踏面溫度不同，產(chǎn)生了兩種形式的熱裂紋。一種是踏面被加熱后急速冷卻，使表面起到淬火作用，而形成硬化層。另一種是沒有發(fā)生組織上的變化，踏面表面金屬因制動被加熱后膨脹，由熱脹而產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力大部分會因塑性變形而消失。機(jī)車長期在長大、重載、制動電流過大的工作環(huán)境下工作使先產(chǎn)生塑性變形的部分產(chǎn)生缺陷，而人的肉眼又無法觀察出來，從而產(chǎn)生輪對的失圓。 朔黃鐵路運輸公司所屬十臺機(jī)車，從2002年底開始，相繼出現(xiàn)抱軸箱、齒輪箱、電機(jī)承掉桿等多處裂紋，最

2、嚴(yán)重的時候出現(xiàn)走行部圓彈簧裂損、齒輪箱5條安裝螺絲全部斷裂、電機(jī)刷架圈定位塊松脫、引起刷架轉(zhuǎn)動引起電機(jī)環(huán)火、放炮等狀況。最后經(jīng)過分析，認(rèn)為是由走行部工作狀況惡化、振動劇烈所引起，而引起振動劇烈的唯一原因就是輪對失圓。下面對輪對失圓產(chǎn)生原因進(jìn)行簡單分析：1.1 電阻制動電流過大機(jī)車最大制動電流771a，輪周制動功率可達(dá)5300kw，輪周制動力可達(dá)412kn。而由于機(jī)車長期處于最大制動電流中工作，使輪對與鋼軌長期處在最大的接觸力上，輪對軌面上極易產(chǎn)生一種不致于引起機(jī)車防空轉(zhuǎn)動作的小滑行，而把圓形踏面磨成一塊或數(shù)塊平面的現(xiàn)象。它多數(shù)是由于制動力過大等原因造成的導(dǎo)致輪對相對失圓。發(fā)生了失圓的車輪由于不

3、能圓滑地旋轉(zhuǎn)，所以還會進(jìn)一步引起滑行。這樣，輪對對鋼軌產(chǎn)生一種啃食作用，朔黃鐵路北大牛上行出站和龍宮下行進(jìn)站馬圈大橋上鋼軌已形成魚鱗壯的片狀軌面，對輪對的傷害較大，是產(chǎn)生輪對失圓的主要原因。1.2 牽引及線路狀況機(jī)車牽引5544噸、66輛、長大下坡道（最大12）、曲線多、半徑小、橋遂相連、線路采用25米軌、接頭多、輪對與接頭的撞擊力以及重載超長列車更加劇輪對的破壞作用。列車的全部載荷(包括自重和載重)，都是經(jīng)車輪而傳遞給鋼軌的。列車運行時，車輪在鋼軌上不斷地滾動，車輪踏面與鋼軌形成一對摩擦副。所謂踏面的磨損，是指踏面在工作過程中，沿車輪半徑方向尺寸的減小，由于踏面磨損，使踏面的斜度受到破壞，機(jī)

4、車在持續(xù)長大下坡道上行駛，再加上電阻制動的使用，加劇了機(jī)車動輪塌面的磨損程度，造成輪對失圓。1.3 司機(jī)操縱不當(dāng)一方面，在長大下坡道（最大12）時，部分司機(jī)為了省事，責(zé)任心不強(qiáng)，在使用機(jī)車電阻制動時，對區(qū)間線路不熟悉、區(qū)間盲目搶點、天氣不良時沒有及時采取措施、為防止列車運行記錄監(jiān)控裝置自停放風(fēng)而直接將調(diào)速手輪由10級提到1級或由1級退回10級，造成機(jī)車輪對滑行；另一方面，運行中機(jī)車制動電流始終保持在771a的最大制動電流，使輪對相對軌面的接觸力過大，輪對工作狀況惡化，輪對破壞加劇。部分司機(jī)運行中未嚴(yán)格執(zhí)行操規(guī)中對制動機(jī)的使用規(guī)定，造成機(jī)車動輪的輕微擦傷，最終導(dǎo)致輪對失圓。1.4 輪箍本身材質(zhì)不

5、良ss4型電力機(jī)車輪箍是由輪箍鋼軋制而成，輪箍是在加熱狀態(tài)下套上輪輞的，技術(shù)要求高，工作不可靠，而且軋剛的工藝水平遠(yuǎn)比不上整體鑄剛的工藝和質(zhì)量。1.5 基礎(chǔ)制動故障或調(diào)整不當(dāng)極少數(shù)機(jī)車在運行中，由于制動杠桿系統(tǒng)發(fā)生故障且得不到及時處理，使機(jī)車抱閘運行，造成輪對擦傷。另外，由于基礎(chǔ)制動裝置杠桿和拉桿等調(diào)整不好，造成同一制動梁閘瓦之間制動力不均，制動力大的車輪就可能被擦傷。這些原因最終都會導(dǎo)致輪對失圓。2 輪對失圓故障的處理方法輪對失圓故障的處理方法是車削踏面。由于以上幾種原因，車輪磨損達(dá)到一定尺寸，致使機(jī)車走行部工作狀況惡化，振動加劇，大量裂紋產(chǎn)生，車輪就不能繼續(xù)使用，必須進(jìn)行旋修，以恢復(fù)踏面原

6、有幾何圖形。而踏面由于一次又一次地旋修，使輪箍厚度不斷減薄，直至超過運用限度而報廢，對生產(chǎn)造成極大的損失及材料的浪費。3 ss4型電力機(jī)車輪對旋修公里統(tǒng)計報表朔黃鐵路運輸公司2003年7月2004年7月機(jī)車旋修公里統(tǒng)計表序號事由機(jī)車號走行公里1旋輪ss4579657312旋輪ss4580765433旋輪ss4581872314旋輪ss4582774965旋輪ss4583695416旋輪ss4584886347旋輪ss4585732918旋輪ss4586906419旋輪ss45878023510旋輪ss4588706914 經(jīng)濟(jì)性分析4.1 一臺機(jī)車旋修的費用在40004500元之間，十臺機(jī)車旋

7、修一次的費用在40000元左右，一臺車一年的走行公里在30萬左右，一年內(nèi)旋修以4次計，這樣用在旋修的費用大概在20萬左右。4.2 如果輪對失圓得不到改善，照這樣的速度旋修下去，機(jī)車的輪箍將維持不到第二個中修就要全部更換新箍，一副新輪箍的費用在3000元左右，一臺機(jī)車要換8副輪箍需24000元，十臺車因更換新箍而產(chǎn)生的費用就是24萬元。4.3 每臺機(jī)車旋修需要扣車24小時，耽誤一趟運量，朔黃鐵路一趟車的運費是18000元，一年內(nèi)每臺車旋修以4次計，每臺機(jī)車因扣車耽誤運量造成的經(jīng)濟(jì)損失在72000元，十臺機(jī)車一年內(nèi)因扣車耽誤運量造成的經(jīng)濟(jì)損失在72萬元。4.4 另外，還有因輪對失圓對機(jī)車走行部造成

8、不同程度的裂損等所產(chǎn)生的維修費用。這樣合計下來，一年內(nèi)十臺機(jī)車因輪對失圓造成的損失是120萬元。車輪的使用壽命不是磨損掉的，而是“旋掉”的，這不僅是一種浪費，還增大了修車費用，增加了開銷。5 提出解決輪對失圓的方案5.1 對十臺電力機(jī)車的電子電路進(jìn)行技術(shù)改造，使電阻制動電流降低，減少高速、制動力過大造成的滑行以及降低輪對與鋼軌的接觸力。此項技術(shù)改造主要針對ss4型電力機(jī)車電子柜，特性控制插件作了制動附加限制電路和給定積分跟蹤電路兩條電路上的改動，將制動附加限制電路中r235阻值改變，使機(jī)車的最大制動電流得到改變，將給定積分跟蹤電路中的r189阻值改變，使積分環(huán)節(jié)的上升和下降時間得到改變。從而達(dá)

9、到使機(jī)車速度在60km/h以上的速度時，無論司機(jī)調(diào)速手輪放置在任何級位，制動電流始終保持在600a，電流比原來下降171a，相應(yīng)減輕輪對與鋼軌面的沖擊力，改變原來司機(jī)將調(diào)速手輪由1級直接提到10級或電阻制動時由10級直接提到1級的狀況，電流由最小增到最大時的5秒左右的反應(yīng)時間降至14秒左右，減少了提流過快過高而引起的輪對空轉(zhuǎn)、滑行，而又不影響區(qū)間運行時刻的理想效果。5.2 針對線路狀況不好的情況，我們從實際的經(jīng)驗得知機(jī)車上行方向1、3動輪和下行方向2、4動輪總是失圓較為嚴(yán)重的情況，每月對所有機(jī)車進(jìn)行一次轉(zhuǎn)頭，以達(dá)到均衡并延長輪對使用壽命。目前朔黃鐵路正在全線更換無縫鋼軌線路的狀況將進(jìn)一步得到改

10、善。5.3 針對乘務(wù)員的操縱制定出防止機(jī)車動輪擦傷、弛緩的措施、列車長大坡道平穩(wěn)操縱及走廊巡視的補(bǔ)充規(guī)定、dk-1制動機(jī)操縱要點、電阻制動使用規(guī)定、天氣不良行車辦法等一系列行之有效的措施規(guī)定，加強(qiáng)和規(guī)范乘務(wù)員操縱機(jī)車的作業(yè)程序，減少因違章操縱或責(zé)任心不強(qiáng)而造成的輪對失圓因素。5.4 輪箍材質(zhì)不良，可以在下次中輪箍到限更換新箍時采用質(zhì)量過硬的產(chǎn)品，條件許可的情況下采用最新的彈性車輪或采用整體鑄剛輪，將能大大減少輪對失圓的故障。5.5 加強(qiáng)乘務(wù)員對機(jī)車基礎(chǔ)制動裝置的日常保養(yǎng)，及時發(fā)現(xiàn)并處理制動裝置故障的能力。保證機(jī)車閘瓦的間隙處在正常范圍內(nèi)，密切注意制動缸壓力，發(fā)現(xiàn)單缸不緩解或機(jī)械故障時能及時排除。6 采取措施后輪對失圓的改善效果朔黃鐵路運輸公司2004年7月2005年7月機(jī)車旋修公里統(tǒng)計報表序號事由機(jī)車號走行公里1旋輪ss45791245602旋輪ss45801564003旋輪ss45811324504旋輪ss45821578105旋輪ss45831452306旋輪ss45841645207旋輪ss45851329108旋輪ss45861544709旋輪ss458714854010旋輪ss4588156910從2003年到2005年機(jī)車輪對旋修公里統(tǒng)計報