有轨电车轮对损伤的原因分析

有轨电车轮对损伤的原因分析

摘要：有轨电车车轮的良好状态是保障车轮平稳运营的基石，轮对一旦生病了，轻者会产生巨大的噪音，影响乘客乘车的体验；严重的还可能造成脱轨等严重后果。因此，哪些情况能够造成轮对的损伤及车轮的各种损伤能够造成哪些影响和后果，这些都是车辆检修人员应该了解和掌握的。

关键词：有轨電车；轮对；损伤

一根车轴和2个车轮，组成了车辆的轮对。无论是日检、月检更或是架修、大修均需要对轮对进行仔细的检查。

一、车轮的结构

我国城市轨道交通车辆使用的车轮主要为整体钢轮，并冷压至车轴上。整体车轮包括踏面、轮缘、轮毂、辐板、轮辋、轮毂孔。车轮同钢轨的接触面为踏面。沿着整个圆周凸起的部分为轮缘，是防止脱轨的重要部分。踏面沿径向的厚度部分为轮辋，轮毂是保证车轮与车轴有足够压装力的部分，轮毂孔是安装车轴的地方。辐板是连接轮辋和轮毂的地方。

每个车轮所涉及的磨耗量为80mm（浑南100%低地板车为580-500mm；70%低地板车为660-580mm）。

二、车轮的损伤

车轮的损伤主要有踏面磨耗、踏面擦伤及剥离、轮缘磨耗、车轮裂纹等，这些损伤都直接威胁行车的安全。因此，日常检查及定期检修时都必须认真检查、及时发现。

（1）车轮踏面圆周磨耗。车轮踏面圆周磨耗是指车轮踏面在运用的过程中车轮直径减小，并改变踏面标准轮廓。

踏面磨耗是一种不可避免的自然磨耗，其速度随车轮对材质、运用及路线情况而不同。在一般情况下，新镟修车轮使用的开始阶段走行5000KM左右，会形成0.5-1.0mm的磨耗，以后每走行5000KM磨耗0.1mm左右。

车轮在钢轨上运动的主要形式是滚动，但在通过曲线等情况下，轮轨间存在相对滑动。因此，轮轨间发生的是滚滑混合的复杂摩擦，引起磨耗。

踏面磨耗有以下危害：

①破坏了踏面的标准外形，使得踏面与钢轨经常接触部分的磨耗变大，使轮对蛇形运动的波长减小，频率增高，影响车辆运行的平稳性。

②踏面磨耗造成轮缘下垂，轮缘下垂严重时，会压坏钢轨连接螺栓，引起脱轨。

③踏面磨耗严重时，也使踏面外侧下垂，当通过道岔时，踏面外侧会陷入基本轨与尖轨之间，把基本轨推开，造成脱轨。

④增大运行阻力。车轮踏面磨耗后，车轮与钢轨的接触面积变大，车轮踏面与钢轨接触的各点与车轴中心的距离是不同的，这样车轮与钢轨必然会发生局部滑动摩擦，使得踏面磨耗加剧，踏面与钢轨接触各点与车轴中心距离偏差越大，则运行摩擦也越大。

（2）踏面擦伤、剥离和局部凹下。

①踏面擦伤。由于车轮在运行中制动力过大，抱闸过紧，车轮在钢轨上滑行，而把圆锥形踏面磨耗成一块或数块平面的现象称为踏面擦伤。造成踏面擦伤的原因有车轮材质过软，制动力过大，制动缓解不良，同一轮对两车轮直径相差过大等。踏面擦伤引起车辆运行时过大的振动，会使车辆零件加速损坏，轴箱发热，还会损坏钢轨。踏面擦伤的深度越大，引起的振动越大，而且当擦伤处与钢轨接触时车轮转动的阻力增大，更容易引起车轮在钢轨上滑行，扩大擦伤。因此，运行中利用振动诊断技术对踏面擦伤随时监控及检修中对擦伤的检查修理是十分重要的。

②踏面剥离。车轮踏面表面金属成片状剥落而形成的小凹坑或片状翘起的现象称为踏面剥离。踏面剥离的原因：一是车轮材质不良，在车轮与钢轨多次挤压作用下发生疲劳破坏；另一种是车轮在钢轨上滑行时，摩擦热使踏面局部金属组织发生变化而发生的金属脱落。踏面剥离会使车辆在运行中产生过大的振动。剥离深度一般较大，而凹下处与钢轨不会接触，为了限制踏面剥离对车辆振动的影响，对踏面剥离的长度规定了限度。测量车轮踏面剥离长度时，沿着车轮圆周方向测量其最长处的尺寸。

③踏面局部凹下。踏面局部凹下是车轮局部材质过软，在运行中与钢轨挤压造成的。

（3）轮辋过薄。当车轮踏面磨耗超过限度或因其他故障要镟修车轮，车轮轮辋厚度随之变薄。轮辋过薄时，其强度减弱，容易发生裂纹；车轮直径也变小，影响转向架各部分配合关系。轮辋过薄超过限度，应更换车轮。

（4）轮缘磨耗。轮缘磨耗后，轮缘外形轮廓发生变化，可能会影响行车安全。

①轮缘过薄。轮缘过薄使车轮过道岔时，轮缘顶部会压伤尖轨或爬上尖轨而造成脱轨。另外，轮缘过薄会使轮轨间横向游隙增加，在通过曲线时，减小了车轮在内轨上的搭载量，容易脱轨；在通过曲线时，增加了车辆的横动量，使运行

平稳性变差。轮缘过薄，还降低了轮缘的强度，容易造成轮缘裂纹。

②轮缘垂直磨耗。轮缘外侧面被磨耗成与水平面成垂直状态，称之为垂直磨耗。轮缘垂直磨耗的危害是车轮通过道岔时，轮缘外侧磨耗面容易与基本轨密贴，轮缘顶部更容易压伤或爬上尖轨，造成脱轨。

（1）车轮裂纹。车轮裂纹多发生在使用时间过久、轮辋较薄的车轮，裂纹的部位多在辐板与轮辋交界处、轮辋外侧、踏面及轮缘根部。车轮出现裂纹必须更换车轮。

（2）轮毂松弛。车轮轮毂孔和车轴轮座组装前，机械加工精度不够及粗糙度不合要求、组装压力不合标准等，在使用中由于车轮与车轮轴的相互作用力，车轮和车轴发生松弛。

三、结语

轮对的磨耗、擦伤及剥离、轮缘的缺损及车轮几何型面的状态检查等，这些车辆日常检修中常做的检查项目对保障车辆安全运营起着至关重要的作用。每个事故的发生都有许多小的隐患作为前提，每个小的隐患都是日积月累而来的，这就要求我们检修人员扎实的掌握检修本领，在工作中积累检修经验，树立高度的责任意识，把事故危险消灭在萌芽中。

参考文献

[1] 邓志刚；孙纲.地铁车辆车轮异常磨耗测试分析[J]；现代城市轨道交通；2009年01期

[2] 马琪.国产地铁车辆制动系统[A]；城市快速轨道交通建设新发展——《都市快轨交通》理事会2004年会论文集[C]；2004年