鐵路客車輪對故障分析及防范措施

1、鐵路客車輪對故障分析及防范措施摘要：輪對是鐵路客運(yùn)車輛最重要的運(yùn)行及承重部件，輪對的故障會(huì)嚴(yán)重影響 客運(yùn)安全。本文分析了輪對的故障機(jī)理及模式，進(jìn)一步闡述了輪對故障及防范措 施，對保障鐵路客運(yùn)安全，提高鐵路客運(yùn)能力提供參考。關(guān)鍵詞：鐵路客車；輪對；故障；檢測；防護(hù)措施。鐵路被公認(rèn)為國民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，是一個(gè)國家工業(yè)化水平和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水 平的重要衡量指標(biāo)之一，而鐵路客運(yùn)則是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要助推器。隨著國民 經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求不斷增長和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鐵路客運(yùn)車輛運(yùn)輸速度和載重量 也相應(yīng)的不斷提升，其帶來的安全隱患也必將隨之增大。在鐵路客車運(yùn)行過程中， 其荷載全部由輪對承載，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，容易發(fā)

2、生故障，據(jù)統(tǒng)計(jì)車輛輪對故 障是鐵路客車運(yùn)行故障中的首要問題。在鐵路客車運(yùn)行中，輪對故障難以完全避 免，深入研究鐵路客車輪對的故障機(jī)理，探索輪對故障的有效解決方案，提高鐵 路客運(yùn)的安全性，對提高客車運(yùn)行速度，滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求具有重要意義。一、鐵路客車車輛輪對故障機(jī)理輪對是鐵路客運(yùn)車輛最重要的承重部件和運(yùn)轉(zhuǎn)部件，具有載重量大、運(yùn)行速 度快、運(yùn)行環(huán)境惡劣等的突出特點(diǎn)，影響其運(yùn)行安全性的故障模式多種多樣，全 面深入分析制約其安全運(yùn)行的影響因素、故障模式和故障機(jī)理，為有效保障輪對 安全運(yùn)行提供技術(shù)支撐。（1）踏面故障模式。踏面故障通常包括踏面裂紋故障和踏面磨損故障。踏面 裂紋故障是指在客車運(yùn)行過程中

3、，由于滑行、空轉(zhuǎn)或制動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)下由于摩擦 產(chǎn)生大量熱量，金屬材質(zhì)的踏面在熱量傳遞過程中存在溫度梯度，從而誘發(fā)踏面 裂紋。根據(jù)踏面溫度作用方式的不同，踏面裂紋又可分為兩種，一是踏面溫度持 續(xù)升高引起熱膨脹，從外觀上部分抵消原有裂紋，因此在檢測過程中應(yīng)注意踏面 溫度；二是踏面溫度急劇變化，溫度梯度較高，產(chǎn)生淬火效應(yīng)，使得踏面表層硬 化。踏面磨損是指客車運(yùn)行過程中，輪對踏面與軌道相互擠壓摩擦并沿著半徑方 向遞減而造成的磨損現(xiàn)象。正常摩擦不可避免且磨耗并不嚴(yán)重，通常通過檢測器 對輪對踏面的基層部位層的厚度進(jìn)行檢測，確定踏面磨損等級；而非正常摩擦是 踏面磨損故障的主要因素。非正常摩擦通常是由于輪對與軌

4、道的相對位置出現(xiàn)偏 差，輪對偏向線路的某一側(cè)而導(dǎo)致側(cè)輪摩擦加重，產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦。通常轉(zhuǎn)向架嚴(yán) 重變形、轉(zhuǎn)向架固定軸距離過大和長期不變向運(yùn)行是主要誘發(fā)因素，通過檢測輪 對與軌道相對位置和定期改變運(yùn)行方向進(jìn)行修正，在踏面經(jīng)過大量磨損而未加修 正的情況下運(yùn)行將急劇加重踏面的磨損速度，甚至導(dǎo)致擦傷、剝離等情況，嚴(yán)重 威脅行車安全。此外，車輪材質(zhì)、閘瓦質(zhì)量、制造工藝和車輛運(yùn)行速度對踏面磨 損均有影響，為保障鐵路客運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性和安全性，需從車輛設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造和 運(yùn)行等全壽命過程中進(jìn)行綜合跟蹤研究。（2）輪緣故障模式。輪緣磨損故障是在車輛通過岔道、曲線等路段時(shí)，由于 輪緣承受大部分水平作用力而產(chǎn)生的劇烈摩擦所

5、導(dǎo)致的急速磨損。與踏面磨損相 似，轉(zhuǎn)向架變形程度、輪對與軌道的相對位置、車輛重心等因素是導(dǎo)致一側(cè)輪緣 嚴(yán)重磨損的主要制約因素。及時(shí)檢查輪緣磨損情況，防止車輛攜帶安全隱患運(yùn)行， 加重輪緣磨損而導(dǎo)致應(yīng)力集中、強(qiáng)度降低、超出輪對摩擦極限，誘發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)。（3）軸頸故障模式。軸頸故障是指客車運(yùn)行速度提升和載重量過大而誘發(fā)的 滾動(dòng)軸承提前到壽。頻繁裝卸載和運(yùn)行過程中的縱向起伏帶來的交變應(yīng)力是軸頸 故障的另一主要誘因，合理規(guī)劃車輛運(yùn)行速度和載重量是預(yù)防軸頸故障，提高使 用壽命的主要手段。（4）輻板孔故障。輻板孔出現(xiàn)裂紋通常是由于頻繁裝卸載而導(dǎo)致的車輪輻板 孔不同程度出現(xiàn)裂紋。為滿足鐵路客運(yùn)需求，客運(yùn)車輛提高

6、運(yùn)行速度、加大載重 量，而客運(yùn)車輛車輪的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)不能滿足高強(qiáng)度運(yùn)行的要求，及時(shí)更換與客運(yùn) 需求和車輛相匹配的車輪，降低輻板孔裂紋現(xiàn)象，提高客運(yùn)能力。二、鐵路客車車輛輪對故障的解決方案1健全維護(hù)與檢修的制度首先，要將鐵路客車車輛輪對維護(hù)檢修管理工作獨(dú)立設(shè)置于鐵路企業(yè)的各項(xiàng) 管理工作中，提高對鐵路客車車輛輪對維護(hù)與檢修工作的重視。同時(shí)，開展全方 位的檢查工作，設(shè)定出必要的維修細(xì)節(jié)要求，如故障維修、改良維修、定期維修、 預(yù)防維修等，以便工作人員能夠?qū)嵭小?加強(qiáng)優(yōu)化客車的自身性能2.1對鐵路客車車輛的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化。為了提高客車運(yùn)行中 的制動(dòng)效果、靈敏度、運(yùn)行性能及安全系數(shù)，務(wù)必要加強(qiáng)

7、提速后、加載后鐵路客 車車輛的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制動(dòng)系統(tǒng)，以免出現(xiàn)鐵路客車車輛輪對故障。2.2對鐵路客車車輛的綜合性能進(jìn)行提升。主要注意研究閘瓦質(zhì)量、車輪質(zhì)量、 鋼軌材質(zhì)等方面的研究，提高鐵路客車車輛的安全指數(shù)和綜合性能，進(jìn)而提高客 車車輛的安全性。2.3提升配件檢修質(zhì)量（1）編組列車的試風(fēng)檢驗(yàn)要予以加強(qiáng)；（2）應(yīng)該對車輛的集控試風(fēng)試驗(yàn)進(jìn) 行詳細(xì)、認(rèn)真地檢查；（3）注意控制制動(dòng)配件的檢修質(zhì)量。只有認(rèn)真落實(shí)者三 個(gè)方面的內(nèi)容，才能夠提升配件檢修質(zhì)量，才可以避免鐵路客車車輛出現(xiàn)輪對故 障。2.4完善車輛運(yùn)行工況（1）合理改善鐵路客車車輛工況；（2）嚴(yán)格控制編組規(guī)定；（3）對機(jī)車操 作標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格執(zhí)行；只有這

8、樣，才能夠進(jìn)一步提升鐵路客車車輛的輪對質(zhì)量。3加強(qiáng)精細(xì)化管理為進(jìn)一步加強(qiáng)鐵路客車車輛輪對的精細(xì)管理，應(yīng)該不斷創(chuàng)新管理理念，推進(jìn) 鐵路客車車輛輪對管理工作向精細(xì)化發(fā)展，狠抓鐵路客車車輛輪對現(xiàn)場精細(xì)化管 理，定期開展鐵路客車車輛輪對安全隱患自查、自糾、設(shè)備檢修維護(hù)和保養(yǎng)工作， 以此來解決鐵路客車車輛輪對精細(xì)化管理中存在的隱患。首先，從加強(qiáng)員工業(yè)務(wù)培訓(xùn)入手，利用班前學(xué)習(xí)時(shí)間向員工講解鐵路客車車 輛輪對的相關(guān)知識(shí)。針對工作現(xiàn)場遇到的不同情況、不同問題，指派有關(guān)技術(shù)人 員進(jìn)行現(xiàn)場排解，從而強(qiáng)化了員工對業(yè)務(wù)知識(shí)的掌握和對設(shè)備使用的熟知程度。 特別對安全生產(chǎn)中運(yùn)行的主要設(shè)備，從小處、細(xì)處著手來抓鐵路客車車輛

9、輪對的 管理，堅(jiān)持實(shí)施每日一檢制度，逐日進(jìn)行檢查、監(jiān)督鐵路客車車輛輪對的運(yùn)行， 尤其是要重點(diǎn)檢修閥類部件、閘調(diào)器等易損件，對存在的隱患和問題，及時(shí)安排 處理，確保生產(chǎn)中鐵路客車車輛輪對的安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)，避免出現(xiàn)車輪的剝離故障、 擦傷故障。其次，要始終把精確制定鐵路客車車輛輪對檢修計(jì)劃、細(xì)化落實(shí)環(huán)節(jié)、量化 考核工作，作為實(shí)現(xiàn)鐵路客車車輛輪對精細(xì)化管理的前提。鐵路客車車輛輪對的 檢修計(jì)劃應(yīng)該從年計(jì)劃到月計(jì)劃、周計(jì)劃，以及部分檢修的日計(jì)劃，都逐項(xiàng)制定了詳細(xì)的檢修計(jì)劃和驗(yàn)收時(shí)間，使機(jī)電檢修工作做實(shí)做細(xì)。三、結(jié)語鐵路客運(yùn)車輛輪對是客車車輛最重要的承力部件和運(yùn)行部件，工作環(huán)境惡劣， 故障模式多樣，故障率居高不下，嚴(yán)重威脅運(yùn)行安全。本文分析了鐵路客運(yùn)車輛 輪對的故障模式和故障機(jī)理，闡明了故障影響因素及防范措施，加強(qiáng)對客運(yùn)車輛 輪對的故障機(jī)理研究和防范措施預(yù)防，對提高鐵路客車運(yùn)行安全水平，促進(jìn)客運(yùn) 行業(yè)發(fā)展，有效推動(dòng)我國鐵路客運(yùn)向更大載重、更高速度發(fā)展具有重要意義。參考文獻(xiàn)：胡海濱，呂可維，邵文東，等.大秦鐵路客車車輪磨耗問題的調(diào)查與研究J. 鐵道學(xué)報(bào)，2016，（1）： 30-37.齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司.鐵路