轮对故障发生的原因和危害分析及其防范措施

轮对故障原因、危害分析及预防措施
一、提出问题
为适应我国铁路跨越式发展的需要,自第六次全路大面积提速以来,随着铁路运用货车的新技术运用,使得货车提速转向架的改造工作全面
迅速展开,目前运用货车中装有提速转向架的车辆已达到80%以上,在这种新的背景下,给铁路货车的各部配件都提出了很高的要求,尤其是轮对。

进入2010年以来,在我们的工作现场经常发现由轮对直接或间接
引起的典型车辆故障,如轮对踏面擦伤过限,踏面剥离,轮缘磨耗过限、
缺损,轮缘缺损，踏面周围磨耗过限,轮辐板孔裂,滚动轴承保持架裂损,制动梁端轴开焊,支柱裂损等,一旦出现漏检,将会严重威胁到行车安全。

虽然目前全路各大干线都已安装使用了5T设备,包括专门针对轮
对故障的TPDS系统,但是实际运用中还未完全磨合好,轮对故障和由轮
对故障引起的其他故障严重危害驾驶安全,铁道部及各路局对此也非常
重视,因此有必要对轮对故障进行分析和研究,找出切实可行的办法降
低危害,以便更好的为铁路运输服务。

二、原因分析
轮对故障急剧增加的原因是什么,它有什么样的规律,又有什么样
的必然因素,下面从以下几个方面分析一下原因:
第一、气候因素
我国富源辽阔,从东北到西南,从华东到新疆,铁路线的长度都在5000公里上下,而且我国跨纬度非常大,从热带亚热带到温带、寒带,当南方阳光明媚时，东北地区仍处于冰雪之中,温差非常大,使车辆配件
特别是轮对承受非常大的考验,使得材质容易发生变化,加上车轮不断
的在滚动中不断与闸瓦发生摩擦,使表面材质过早产生疲劳,以致剥离
缺损。

第二、设备因素
铁路货车车辆由于运输的需要,不断要进行编组,在一些大型编组站使用缓行器,有的使采取用夹板的方式夹住轮对,使车辆减速,来降低车辆速度,因此,使轮对受到不同于正常运行的阻力或打击,当遇有缺陷的轮对时,极易发生缺损.而在一些小型编组站,由于设备落后,还在使用铁鞋制动,当车轮踏面接触铁靴时，由于惯性，它将继续向前行驶,但已不是滚动,而是变成了滑行,滑行距离较长时很容易擦伤轮对。

第三、运行中车辆的因素
车辆在运行中,各种情况非常复杂,有自身的、外界的，是车辆轮对故障产生的主要因素，具体来说，它包括车辆结构、机车控制和制动性能。

a、车辆构造因素
今年来,车辆新技术得到大量应用,如交叉支撑装置,窄导框结构的侧架HDS型整体碾钢车轮，HDZ型整体铸钢车轮,L-A、L-B、L-C型组合式制动梁,高磨合成闸瓦,弹簧托板,一体式构架等.使车辆性能大为改观,特别是提高了运行速度,从过去平均时速30-40Km/h,提高到了80Km/h,一些直通货场列车甚至接近100Km/h，行包列车更是达到了120Km/h。

货车运行速度的提高,完全得益于提速转向架,转K2型转向架,转K4、转K5、转K6型转向架成为现行货车的主型转向架,车辆结构更加紧凑合理,这些优点是不争的事实,但凡事有利必有弊.货车运行速度的提高使制动距离延长,闸瓦与车轮踏面的磨擦加剧,特别是使用高磨合成闸瓦后,闸瓦本身虽然耐磨但对车轮的损伤却非常大,一方面摩擦时间长造成轮踏面表面的温度上升非常快,使材质变软;另一方面温度升高后闸瓦本身变化,将踏面表层较软的部分粘住,在不断滚动中使表层材质不断脱落,另外一个重要因素是整体辗钢车轮的踏面耐磨性减小，在实际应用中，我们经常可以看到高耐磨合成闸瓦磨损的金属铁屑和踏面沟槽形状，以及明显的磨损超限情况,甚至有的轮踏面凹下情况非常严重,圆周磨耗严重超限。

而对于一部分仍使用转8A型转向架的运用货车来讲,由于各部配件的配合尺寸较为不紧凑,所以车辆在运行中各部配件出现的偏磨现象较多,如车辆在通过曲线时靠外一侧的
轮缘与钢轨紧贴,造成轮缘的偏磨。

上述情况都是在列车正常运行中发生的，因此也可以称之为必然现象。

b、机车运行因素
由于目前我国的国情原因,客货车尚不能实现分专线行驶,货车只能在客车通过的间隙中通过,而在繁忙线路上,如我作业场在京广上、下行线的关键位置,京广、石太线下行、上行和部分上行车辆必须到这里进行维修和编组,要想保证运输畅通列车就要不断的加速减速,才能正点到达,而在此过程中,如果由于机车操纵原因加速过快必须减速,就必须加大制动力，另外在长大下坡道上,列车由于长时间带闸运行使得闸瓦与车轮的磨耗加剧。

在上述两种情况下很容易引起车轮踏面擦伤,这种属于一种必然因素。

c、制动性能的影响
目前，我国铁路货车的制动型式主要有GK型、103型、120型三种及新生产的120-1型,120型制动机是运用货车的主型制动机,性能较好,但不足之处就是在与GK型.103型制动机混编时容易出现不稳定的情况,如引起紧急制动,制动后缓解不良,制动力过大等情况.尤其是后面两种情况危害很大,它是目前导致车轮踏面擦伤的罪魁祸首。

在目前情况下,这是一种必然引起的现象,相信经过一段时间的制动机改造,这种情况会有好转。

第四、劣质材料
造成轮对故障的另一个因素是劣质材料。

目前我国铁路货车装用的轮对主要有整体碾钢轮对、新型提速减重碾钢或铸钢轮对。

如：HDS 型、HDZ型、HDSA型、HDZB型等，新型提速减重轮对的踏面剥离、擦伤、圆周磨耗较多，然而，由于钢轮对的结构特点，其腹板孔中的裂纹比较集中,造成这种情况的主要原因是在铸造的过程中,材质缺陷或工艺未达到要求而造成的。

从实际运用情况看，发生踏面剥离的新型提速减重整体碾钢轮或整体铸钢轮，使用时间都不长，车轮在出厂质量上存在缺陷，会导致车轮的局部凹下等情况。

第五、其他因素
除以上几方面外，发生轮对故障的还有其他因素。

如：车辆在专用线上装车时，轨道上的其他硬物（如石渣）会在车轮踏面上造成大面积点蚀，逐步发展为其它危害较大的故障。

还有车辆在运行中的离心力，在吊装过程中的损伤等都容易造成轮对故障。

三、轮对故障的危害分析
轮对故障的存在，不仅仅是对轮对本身不利，更重要的是，它会造成比轮对本身更大的伤害。

综合分析起来有：
1、轮对故障的危险。