轮对故障发生的原因和危害分析及其防范措施

编号：AQ-JS-07665

( 安全技术)

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轮对故障发生的原因和危害分

析及其防范措施

Cause and harm analysis of wheel set failure and its preventive measures

轮对故障发生的原因和危害分析及

其防范措施

使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。

一、问题的提出

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,我作业场不断发现因轮对原因而直接或间接造成的车辆典型故障,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,轮对故障及由轮对故障而引起的其它故障对行车安全的危害还十分严重,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

造成轮对故障大幅增加的原因是什么,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,当南方阳光明媚的时候东北还处在冰天雪地之中,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,当车轮踏面接触铁鞋后由于惯性原因还要再向前继续运行,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、车辆在运行中的因素

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，具体说来包括车辆自身结构方面的和机车操纵方面的及制动机性能方面。

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，在实际运用中我们经常可以看到高磨合成闸瓦磨下的金属铁屑及踏面被磨出的构槽形状及明显的磨耗过限状况,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、机车操纵方面的因素

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、下上行的货车和石太线部分上行的货车都要到这里进行检修作业及编组,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、制动机性能的影响

目前我国铁路货车的制动机类型主要有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、材质不良

造成轮对故障的另一个因素是材质不良。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，而整体碾钢轮对由于自身结构特性发生辐板孔裂纹的现象较为集中,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，钢轨上石矿渣等其他硬物会造成车轮踏面的大面积麻点，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