南京地铁列车车轮踏面非正常磨耗初析
南京地铁列车车轮踏面非正常磨耗初析
南京地铁列车车轮踏面非正常磨耗初析摘要研究了南京地铁列车车轮踏面非正常沟状磨耗的成因。
对车轮、钢轨的外形、材质和硬度等进行了测试,分析了轮轨接触和制动磨损的影响,提出了沟状磨耗的原因。
测试结果分析表明,该地铁车辆拖车轮踏面上的凹槽磨耗主要是由于在制动施加频度过高、轮轨接触又不均匀的内因作用下产生的。
关键词地铁车辆,轮轨磨耗,踏面磨耗,制动0 引言南京地铁自2005年9月开通运行以来,发现轮轨磨耗严重,如:拖车车轮踏面上出现有规律的沟状磨耗,道岔叉心上出现沟状磨损,轮缘和曲线钢轨侧磨等。
根据初步观察认为,踏面上的沟状磨耗和道岔叉心上出现沟状磨损与其它地铁系统相比有明显的独特性。
因此重点对这两个问题进行研究分析。
踏面上的沟状磨耗照片如图1所示。
踏面上较深色的部位是沟状磨耗区域,可见一条位于滚动圆附近,另一条位于踏面外侧。
道岔叉心沟状磨耗的照片如图2所示,位于左侧轨顶上,长度约70~80mm。
据测量的带有沟状磨耗的踏面轮廓线.深度可达2~3mm。
为了及时弄清磨耗的成因,分析非正常磨耗对列车运行的安全影响,南京地铁公司及时组织专家进行会诊,成立专题小组,制定了全面而深入的排查方案。
1 调研方案一般车轮踏面磨损的主要原因:一是轮轨接触磨损;二是制动闸瓦与踏面的滑动磨损。
轮轨接触磨损又以在踏面的不同区域滑动程度不同分为滑动摩擦磨损和滚动疲劳伤损。
滑动摩擦磨损发生在轮缘部位,与车辆的曲线通过性能有关;而滚动疲劳发生在踏面部位,以横向裂纹、剥离形式出现。
当轮轨接触应力过大时,还会发生接触塑性流动磨损[1-2]。
气制动引起的磨损往往与气制动压力、气制动的施加程度、气制动作用时的相对运动速度、闸瓦物理特性和踏面的物理特性等因素有关。
根据动车踏面无类似于拖车踏面的沟状磨耗这一现象,初步将研究重点放在气制动对踏面的磨损上,同时也对轮轨接触进行调研分析。
对于道岔上的沟状磨损主要以测量和轮轨几何接触分析为主。
因为没有其它物体与道岔顶面接触的可能性,唯一的可能性就是轮轨的接触引起。
关于车轮踏面圆周磨耗原因、危害及处理方法的调研报告
关于车轮踏面圆周磨耗原因、危害及处理方法的调研报告摘要随着铁路货运经营管理模式的多元化发展，铁路货车高速、重载的运输需求日益升温，如何稳步提升铁路货车车辆安全运行品质，有效防止列车惯性故障，维护安全稳定的运输环境是铁路货车车辆运用部门的重要难题之一。
轮对作为铁路车辆转向架中的关键部件，对车辆的安全运行起着至关重要的影响。
常见的轮对故障有：车轮踏面擦伤、剥离及局部凹入、熔堆、欠损，车轮踏面圆周磨耗过限，轮缘磨耗过限及其它设备故障。
通过对现场作业车辆车轮踏面圆周磨耗故障的调研，总结出可能引发车轮踏面圆周磨耗故障发生的原因、危害及车辆运用的控制措施。
关键词铁路货车；踏面圆周磨耗；控制措施1 车轮踏面外形结构在很长的一段时间里，车轮的踏面结构为锥形，即车轮踏面由具有一定锥度的两段直线组成。
在锥形踏面长期运行过程中，每次旋削后，存在踏面外形和钢轨顶部断面形状不匹配、运用初期磨耗较快、旋削切削量大等问题。
从大量的现场运用实践中总结出：不论车轮踏面初始形状如何，经过运用磨耗后，车轮踏面趋向一个“稳定形状”，并且形状一旦稳定，磨耗就会减慢，在认识了锥形踏面存在的问题和踏面磨耗规律之后，我国铁路货车采用了现在的LM磨耗型踏面。
LM磨耗型踏面的外形结构如图1所示。
2 车轮踏面圆周磨耗超限的原因1）在充分满足铁路货车高速、重载运输需求的前提下，铁路货物列车的制动距离也相应延长，闸瓦与轮对的粘着摩擦时间延长、摩擦作用力增大，在制动过程中，闸瓦表面与车轮踏面圆周的磨耗也必然相对增加，势必增大了车轮踏面圆周的磨损，然而，闸瓦可以随时更换，而轮对的更换与处理，则需要将故障轮对车辆扣送到具有一定资质的检修部门，检修不及时，形成车轮踏面圆周磨耗超限故障；2）部分车辆的制动机发生故障或制动机作用不良，个别司机制动、缓解操作不当，致使车辆长期带闸运行，闸瓦与车轮踏面长时间磨损，轮对沿钢轨长距离滑行，产生巨大的滑动摩擦力等诸多情况，都会形成车轮踏面圆周磨耗超限问题的发生；3）高磷磨合闸瓦材质不良，工艺标准低下的影响。
地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因初探
讨 了造 成 地铁 车 辆踏 面异 常磨 耗 的 原 因 。 关 键 词 ： 面制 动 ； 成 闸 瓦 ； 负荷 ； 面异 常磨 耗 踏 合 热 踏
中图 分 类 号 ： ７ ． ５ Ｕ２ ０ ３ 文 献标 识 码 ： Ｂ
１ 合成 闸瓦造成的踏面异常磨耗
目前 ， 于运 营 速 度 低 于 ８ ｍ／ 对 ０ ｋ ｈ的地 铁 车 辆 ， 基 础制 动方式 主要 采用踏 面制 动 。由于地 铁线路 的站 间距短 、 车站 多 、 动频 繁 ， 纯 空气 制 动无 法 满 足 制 制 单
的工 作环 境持续 互相 恶化 。 １ １ 车轮 踏面 的沟槽 状磨 耗 ． 在上 海 地铁 、 京 地铁 、 津 地铁 、 京 地 铁均 批 南 天 北
图 １ 车 轮 沟 槽 状 磨 耗
１ ２ 车轮踏 面 的凹形 磨耗 ． 在 大雾 、 雨水 、 、 冰 雪较 多 的季节 ， 车轮 踏面易 发生 凹形磨 耗 （ ２ 。据 相关 文 献 ， 图 ） 在北 欧诸 国 ， 轮 踏 面 车
空气机 械制 动仅能 满 足短 时 间 （ 一个 折 返 ） 约 运行 ， 比
用 于车轮 踏面 ， 使得 踏 面 出现 此 磨 耗 。异 常磨 耗 的先 期 表现 为踏 面热裂 纹 、 剥离等 缺 陷 。
如当 电制动 发生故 障 时 ， 用空 气 制 动 能保 证 车 辆 安 使
全返 回车辆 段进行 维修 。 合 成 闸瓦的散 热性 较 差 ， 因此 制 动 过程 产 生 的 热 负荷 ９ 以上 被车轮 吸 收 ； 时 由于 车轮 承 担支 撑 车 ０ 同
车 轮踏 面在制 动 过 程 中 ， 面 和 闸 瓦接 触 部 位 因 踏 滑 动摩擦 产 生 高 热 能 。 同 时 由 于合 成 闸 瓦 散 热 性 能
地铁车辆轮对踏面异常磨耗原因及解决措施分析
地铁车辆轮对踏面异常磨耗原因及解决措施分析作者：陈正阳来源：《市场周刊·市场版》2019年第56期摘;要：地铁车辆轮对踏面的异常磨损问题始终都是我国地铁车辆运行部门无法彻底攻克的难点。
轮对踏面异常磨损的形状主要分为凹形状、W形状或是梯形磨损等多种形状磨损，主要与轮对在轨道上行驶过程中踏面与轨道之间产生的摩擦力和制动过程中闸瓦和轮对踏面所造成的作用力有关。
文章根据我国某线路运行车辆造成的车辆轮对踏面造成的异常磨耗进行的调查研究，并写出个人对发生异常磨损的主要原因，提出了相对应的解决措施。
关键词：地铁车辆;轮对踏面;异常磨耗一、引言随着我国地铁线路以及地铁车辆不断普及，地铁车辆轮对踏面所造成的异常磨损问题也逐渐变得异常严重。
轮对踏面的异常磨损严重时会对地铁车辆的安全运行造成极其严重的安全隐患，也会在一定程度上降低车辆的使用时间，加大了维护部门的工作压力。
鉴于某线路运行车辆轮对踏面的异常磨损现状展开研究，对轮对踏面异常磨损的因素进行一一检查。
二、轮对踏面异常磨耗现状某线路运行车辆规格是B2型不锈钢车辆，运用日立式牵引系统以及克诺尔EP2002制动系统，编组型号为3M3T，基本制动运用的踏面制动模式，车轮选择的是整体碾钢材料，LM 型踏面模式，闸瓦选择的是合成闸瓦。
在车辆运行相应时间后，闸瓦的接触区域内以及车轮外侧的表面会形成较为光滑的条带性磨耗;待车辆运行里程达到40万km后，会出现如图1一样的梯形磨损。
根据调查表明，将地铁车辆轮对踏面外侧磨损程度深度设为X，最大值为3.95mm，最小值为2.22mm，平均磨损深度3.57mm，将磨损宽度设为Y，最大值为37.55mm，最小值23.23mm。
全部车辆车轮对两侧的磨损深度几乎相同，拖车的磨损深度则要高于动车。
三、调查过程及处理方案B2型不锈钢车辆车轮对踏面形成的梯形磨损，主要原因是因为闸瓦以及轮对的摩擦所形成的作用力所形成的，首先需要排除是否是基本制动单元TBU的原因和是否是因为闸瓦材料硬度的原因。
地铁车辆车轮异常磨耗原因与对策
地铁车辆车轮异常磨耗原因与对策摘要：随着我国地铁的不断建设发展，车辆在使用过程中会时常遇到一些问题或故障，需要技术人员的及时维护。
车轮作为地铁车辆的重要组成部分，异常磨耗对车辆本身的寿命有影响之外，对运营安全存在重大安全隐患。
因此，研究车轮异常磨耗的原因，采取相应对策进行处理，具有重要意义。
关键词：地铁车辆；车轮磨耗；原因；对策前言地铁具有运载量大、快速、舒适等优点，被广大市民选择乘坐。
地铁一般速度低于80 km/h速度的制动方式主要采用路面制动，由于地铁区间站间距短，制动比较频繁，单纯空气制动是无法满足制动热负荷要求。
所以一般地铁车辆都采用空气制动+电制动的方式，正常工况下先使用电制动,然后空气制动进行补偿。
合成闸瓦的散热性较差,因此制动过程产生的热负荷90%以上被车轮吸收;同时由于车轮承担支撑车辆的重量,运行导向,传递牵引力、制动力等交叉工作,从而使得车轮承受过多的热负荷,当车轮承受的热负荷超过自身承受极限时,车轮踏面出现剥离、热裂纹、异常磨耗等热损伤。
另外部分司机的误操作（频繁使用快速制动），让车轮踏面产生大量热应力，导致异常磨耗的产生。
这些异常磨耗如不及时修复，严重影响地铁车辆运营安全。
1.异常磨损的现象在地铁车轮踏面异常磨损研究中,我们首先需要了解的是异常磨损都有哪些主要表现。
在实际工作实践中,将踏面异常磨损问题表现归纳为以下几类。
1.1踏面沟槽状磨耗异常磨损:在我国的地铁车轮踏面异常磨损中,踏面沟槽状磨耗的出现是最常见的磨损形式在实际的研究中我们发现,这一磨损主要是因为以下问题综合情况造成的: 对于制动频繁、热负荷较大的城轨车辆,若电空制动力的分配比例、空气制动的切入点设置不合理,很容易导致此种磨耗,且基本全部出现在拖车车轮。
其根源在于过高的热负荷使闸瓦温升过高,导致闸瓦的材质、物理性能发生变化,引起合成闸瓦摩擦材料局部摩擦热膨胀,温度越高,这种磨耗在车轮踏面的外侧越容易发展;再加上闸瓦在横向分力下发生横向摩擦,反作用于车轮踏面,使得踏面出现此磨耗形成沟槽状磨的出现，异常磨耗的先期表现为踏面热裂纹、剥离等缺陷。
轮轨异常磨耗成因分析
南 京地 铁 １ 线 自 ２ ０ 年 ９ 此 时 ， 道 内 、 侧钢 轨所 受压 力 是 ＡＴ 号 ０５ 月 轨 外 Ｏ驾驶模 式 ， 列车通过 曲线 的速 计 份开通后５ 个月 左 右 ， 全 线 小 半 径 相 等 的 。如 果 利 用 公 式 １ 算 的 超 度 基 本 完 全 相 同 ，另 外 ，所 有 通 过 在 曲线 和 两 头折 返 线 道 岔 的 曲股 出 现 高 值 大 于 现 场 设 计 的 实 际 超 高 值 ， 的 车辆 基 本 相 同 。 因此 ，在 欠 超 高 了不 同程 度 的 波 浪 形 磨 耗 ，拖 车 踏 则 此 曲 线 处 于 欠 超 高 状 态 下 运 营 ， 下 ，每 趟 列 车 对 曲 线 的 低 股 钢 轨 的 面也 出 现 了 异 常 磨 耗 现 象 。本 文 从 欠超 高状 态 下 列 车 车 轮对 曲 线 高 轨 固定位置会 发生 滑动摩擦 ，长 时间 轮轨 作 用 力 、曲 线超 高 、轮 轨 材料 、 的作 用 力 大 于 对 低 轨 的作 用 力 。相 会 造 成 轨 面 上 每 隔 一 段 距 离 有 一 小 计 轮 轨 几 何 匹 配 的 角 度 ， 来探 讨 异 常 反 ，如 果 利 用 公 式 １ 算 的 超 高 值 坑 。加 上 以后 轮 子 每 次 对 此 处 进 行 磨 耗 的 成 因 ，提 出减 缓 轮 轨 磨 耗 以 小 于 现 场 设 计 的 实 际 超 高 值 ，则 此 撞 击 ，将 轮 轨 复 杂 性 运 动 变 为 有 规 及 相 应 的 预 防措 施 ，延 长 钢 轨 和 轮 曲线 处 于 过 超 高状 态 下 运 营 ，过 超 律 的周 期 性 运 动 ，逐 步 形 成 低 股 轨 对 的 使 用 寿命 。 高 状 态 下 列 车 车 轮 对 曲线 低 轨 的作 面 的波 浪 形 磨 耗 。 用力大于对高轨的作用力。
南京地铁电客车轮缘综合值(qR)测量问题初析
南京地铁电客车轮缘综合值(qR)测量问题初析南京地铁电客车轮缘综合值(qR)测量问题初析吴井冰摘要：介绍了南京地铁电客车轮对检修规程，重点分析了车轮轮缘外形尺寸对车辆运行性能的影响。
对比分析了用于检查车轮爬轨脱轨安全性的两种指标——轮缘综合值qR与垂直磨耗。
最后对南京地铁在qR测试方面存在的问题进行了初步的探讨。
关键词：轮对检修，轮缘磨耗，轮缘综合值qR，垂直磨耗1 概述轮对承担着车辆的全部重量，车辆在钢轨上高速运行时轮对承受着从车体与钢轨两方面传递来的各种静、动作用力，受力复杂，它是影响车辆运用安全的关键部位。
南京地铁电客车的正常维修按照技术规程对车辆尤其是走行部分的各类部件及尺寸进行全面检查测量。
对轮对各类尺寸，如轮对内侧距、轮径尺寸、轮缘高度、轮缘厚度、轮缘综合值、轮径差等测量的技术标准如表1所示：表1 轮对检修技术标准轮对内侧距L 轮径尺寸D 轮缘高度Sh 轮缘厚度Sd 轮缘综合值qR 轮径差 1353mm770mm 26mm 2 轮缘磨耗与车辆脱轨安全性轮缘磨耗形式车辆在正常的工作条件下，轮缘的磨耗并不严重，轮缘只在车辆通过曲线和道岔时，才因承受水平力的作用，与外轨内侧面摩擦而产生磨耗。
在直线区段，轮对蛇行前进，轮缘磨耗并不大。
如果轮对踏面磨耗严重或转向架组装不正，使轮对与钢轨间的相对位置不正常，则轮对易偏于线路一侧，使轮缘生产偏磨。
轮缘磨耗有以下三种形式：即轮缘厚度减小、轮缘顶部形成锋芒及轮缘垂向磨耗。
轮缘磨耗过甚时，1会产生如下不良后果：轮缘厚度磨耗变薄后，强度下降，当轮对通过曲线或作蛇行运动时，轮缘在来自钢轨水力的作用下，会导致崩裂缺损，甚至会造成行车事故。
同时，车轮与钢轨的安全搭载量是根据轨距和车轮内侧距以及轮缘厚度等因素而定的，如果轮对的一侧车轮轮缘磨损过薄，则会影响一侧车轮与钢轨的安全搭载量。
轮缘形成锋芒后，在轮对通过道岔时，可能挤开尖轨而造成脱轨事故，所以轮缘磨损成锋芒时，必须更换轮对。
地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因分析
参 考 文 献
［ ］ 李 学 峰 ． 速 货 车 １ ０ｋ ｈ可靠性 试 验 第 二 阶段 试 验 研 １ 提 ２ ｍ／
对 于 大轴重 货 车 ， 计 低 动 力作 用 的货 车 转 向架 ， 设 可 以减小 轮对 簧下 质量 ， 降低 动 作 用 力 ， 以起 到 降 低 可 噪声 以及 车轮 与钢轨 的磨 耗作 用 。提 高走行 质量 ， 可提 高通过 小 曲线 的动力 学性 能 ， 平稳 地通 过钢 轨接 头和 较 减 小振 动 。低动力 作 用设 计 应 为 大轴 重 货 车 转 向架 设
基 础 制 动 方 式 基 本 采 用 踏 面制 动 ＋合 成 瓦 ， 城 轨 车 辆 主 要 采 用 的踏 面 制 动 方 式 、 轮 及 闸 瓦 热 负 荷 匹 配 特 性 、 就 车 电 空 制 动 力 分 配 比 以及 黏 着 利 用 等 内容 进 行 分 析 ， 合 基 础 制 动 在 运 用 过 程 中遇 到 的 实 际 问题 及 城 轨 午辆 制 动 的 结 特 点 展 开 分 析 讨 论 ， 讨 造 成地 铁 车 辆 踏 面 异 常 磨 耗 的 根 源 所 在 ， 指 出 今 后 的 研 究 方 向 。 探 并
关键词
踏 面 制 动 ； 成 闸 瓦 ； 载 荷 ； 常磨 耗 合 热 异
文献 标 志码 ：Ａ
中 圈 分 类 号 ：Ｕ２ ３ ９ ７．９
目前 ， 于 运 营 速 度 低 于 ８ ｍ／ 对 ０ｋ ｈ的地 铁 车 辆 ， 础 基
荷， 当车轮承 受的热负荷超 过 自身 承受极 限 时 ， 车轮踏 面 出现剥离 、 裂 纹 、 常 磨耗 等 热 损 伤 。另 外 ， 热 异 部分 地 铁
地 铁 车 辆 车 轮 踏 面 异 常 磨 耗 原 因分 析
地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因分析
地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因分析摘要：地铁车辆不仅启动制动次数多，而且站间距离短，减速大，在列车制动过程中，电空配合占据着非常重要的地位，通常以电动制动为主要方法。
仅当电制动不充足时，才使用空气制动做替补。
而当电动制动和空气制动不协调，势必会影响车轮踏面，甚至造成车轮踏面异常磨损、剥离等，进而缩短车轮使用年限。
针对城市基础制动应用中存在的实际问题和城市轨道车辆的制动特性，深入探究了地铁车辆踏面异常磨损的原因，同时提出几点可行性应对方案。
关键词：车轮踏面；磨耗；地铁车辆1.车轮踏面异常磨损原因分析1.1进一步分析易踏面磨损异常情况车轮踏面不可避免地会与闸瓦、钢轨直接接触，本文进一步探究了地铁列车拖车车轮踏面发生异常磨损，而动车并未发现此现象，由此断定不是钢轨造成的。
进一步调查研究列车的运营线路，发现正线弯道非常多，且弯道方向都向着一个方向。
因此，本文重点研究了车轮踏面磨损的根本原因，主要因拖车在弯道上多次施加控制制动导致的。
在曲线上，由于轮对与转向架构架往往存在一定偏角，迫使内侧车轮踏面外侧承担着巨大的闸瓦压力，使得车轮踏面磨损非常严重，这也正是轮对一侧踏面花纹磨损较为严重的原因。
1.2常用制动混合分析本次研究的地铁列车经常运用制动混合逻辑，一旦电制动能力储备不充足，必须在拖车上补充空气制动力。
空气制动和电制动之间的转换速度约为15km/h，6辆编组列车需要维持最大制动。
在不载荷作用下，列车制动相应计算也随时发生改变。
在计算列车制动时，等效减速度以每秒1.12米为主。
大量实践推理得出，其他线路列车通常以制动混合逻辑为主。
比如，ATO控车期间，很多地铁车轮踏面出现异常磨损和消耗，因为卡斯柯信号系统频繁触及大级别常用制动，在此情形下，电制动力无法达到制动减速度相应标准要求，致使制动系统充分融合列车制动力混合逻辑。
列车制动过程中，拖车必须持续不断地补充空气制动力，而本文研究的地铁列车出现很多同方向弯道，由此我们不难推断，车轮出现不同程度凹陷和损耗都与其存在必然联系。
南京地铁电客车轮缘综合值(qR)测量问题初析
南京地铁电客车轮缘综合值(qR)测量问题初析南京地铁电客车轮缘综合值(qR)测量问题初析吴井冰摘要：介绍了南京地铁电客车轮对检修规程，重点分析了车轮轮缘外形尺寸对车辆运行性能的影响。
对比分析了用于检查车轮爬轨脱轨安全性的两种指标——轮缘综合值qR与垂直磨耗。
最后对南京地铁在qR测试方面存在的问题进行了初步的探讨。
关键词：轮对检修，轮缘磨耗，轮缘综合值qR，垂直磨耗1 概述轮对承担着车辆的全部重量，车辆在钢轨上高速运行时轮对承受着从车体与钢轨两方面传递来的各种静、动作用力，受力复杂，它是影响车辆运用安全的关键部位。
南京地铁电客车的正常维修按照技术规程对车辆尤其是走行部分的各类部件及尺寸进行全面检查测量。
对轮对各类尺寸，如轮对内侧距、轮径尺寸、轮缘高度、轮缘厚度、轮缘综合值、轮径差等测量的技术标准如表1所示：表1 轮对检修技术标准轮对内侧距L 轮径尺寸D 轮缘高度Sh 轮缘厚度Sd 轮缘综合值qR 轮径差 1353mm770mm 26mm 2 轮缘磨耗与车辆脱轨安全性轮缘磨耗形式车辆在正常的工作条件下，轮缘的磨耗并不严重，轮缘只在车辆通过曲线和道岔时，才因承受水平力的作用，与外轨内侧面摩擦而产生磨耗。
在直线区段，轮对蛇行前进，轮缘磨耗并不大。
如果轮对踏面磨耗严重或转向架组装不正，使轮对与钢轨间的相对位置不正常，则轮对易偏于线路一侧，使轮缘生产偏磨。
轮缘磨耗有以下三种形式：即轮缘厚度减小、轮缘顶部形成锋芒及轮缘垂向磨耗。
轮缘磨耗过甚时，1会产生如下不良后果：轮缘厚度磨耗变薄后，强度下降，当轮对通过曲线或作蛇行运动时，轮缘在来自钢轨水力的作用下，会导致崩裂缺损，甚至会造成行车事故。
同时，车轮与钢轨的安全搭载量是根据轨距和车轮内侧距以及轮缘厚度等因素而定的，如果轮对的一侧车轮轮缘磨损过薄，则会影响一侧车轮与钢轨的安全搭载量。
轮缘形成锋芒后，在轮对通过道岔时，可能挤开尖轨而造成脱轨事故，所以轮缘磨损成锋芒时，必须更换轮对。
地铁车辆轮对异常磨耗原因及控制措施
地铁车辆轮对异常磨耗原因及控制措施作者：王曌来源：《名城绘》2020年第11期摘要：地铁车轮在运行中的磨损与消耗对于地铁运行而言是会产生重要影响的结构。
车轮一旦发生磨损，不仅影响地铁的运行状态，地铁运行的安全也会同步受到相应的影响。
地铁车轮的磨耗原因与日常运行存在一定的关系，但磨耗的原因中，异常现象的磨耗原因分析是尽可能降低地铁运行风险，维持地铁运行稳定的重要条件。
针对具体的磨耗原因进行分析并提出相应的控制措施是非常重要的。
关键词：地铁车辆;异常磨耗;原因分析;控制措施引言地铁车轮的异常磨耗的现象中，车辆轮对磨耗现象分析需要针对车轮的磨耗关系进行调查分析。
另外，轮对以及踏面制动磨耗情况也是影响地铁车辆轮对异常磨耗的主要因素，需要分别进行调查分析，并找到具体的控制措施。
一、车轮分析车轮的磨耗关系的调查工作开展需要分别从车辆的轮对和闸瓦区域入手对其磨耗情况进行调查。
结合实践经验进行观察分析可知。
车辆闸瓦的磨耗主要集中在踏面区域以及靠近轮辋外侧的区域，磨损的形式主要是沟槽形式。
通常情况下，沟槽的宽度会达到26mm，平均深度3.48mm[1]。
随着车辆运行里程的增加，这种沟槽会进一步加深，另外，异常磨耗的区域还以偶可能集中在闸瓦与车轮的部分，且在实际中这部分通常不与轨道接触。
下图1为地铁轮对实物图。
二、轮对闸瓦硬度分析（一）轮对硬度方面。
这方面的硬度程度需要结合专业的标准对硬度进行测量和观察，具体的检测方法是分别在在车轮运行初期、车轮运行3至5年后、车轮运行过程中三个时间节点，在前期的运行阶段，测试的位置主要集中在踏板滚动出以及沟槽磨耗处，分别在不同阶段的测试结果通常表现为在初步运行阶段的硬度与运行3至5年后的硬度所产生的硬度差异一般会在30HB的范围内[2]。
从这个角度入手进行观察分析，可知车轮滚动的位置区域由于受到了与轮轨接触过程中的应力，出现了塑性硬化现象。
这种塑性硬化的发生导致沟槽区域的磨耗硬度值是相对更高的。
地铁车轮异常磨耗及防止措施与建议
ｔ 川：镘 抖院 （ － 海 北京 ）工程 咨询有 限 ，司， 高姐工程 师 ．北京 １Ｏ Ｂ 厶 ＼ Ｏ Ｏ
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１ ｛ 为 ３ ７ ，与 轮 间摩 擦系 的车 轮经 ｉ 镟 修 ，轮 衽 脐耗 已接 近 快 踏 而∞ 腑 耗 。此 外 ，闸 瓦 与车 轮 （ ＲＭ ） ５ ．５ ＝ ｆ
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３ ～０４ 。 该 ｝，比如０ Ａ 车 ， ２ ２位轴 轮 径镟 修 问摩 擦 系数 大 ． 台加快 踏 【磨 耗 。 数 为０．１ ．２ 测 试数 据 表 明 ， 也 ｆ ｝ ｆ
５ ｋ ｈ时 ，主要 用 制动的要求 ，运行速度 低于电制 站 运行速度 低于 １ ｍ／ 动消失点速度时 ，由空气 制动力 补 靠拖 车空气 制动力 实施停车 ，闸瓦 充” 调查发现 ， 。 车轮踏面异常磨 耗 压 力不但大 ，而且这种低速 制动相
这一过程周而复始 ， 必然加 只发生在拖车 ，动车车 轮踏面 尚无 当频繁 ，
（ 与列 乍制 动 荚 乐密 哪。实 ２）
¨ 搜 术分 析 ． 结台 实 践经 验 ， 出 Ｊ预 地 调 查 发观 ．在 折 返 线干 车 站 的停 提 ， 车 线 端 约 ６ ０ｍ 长度 范 嘲 内 有股
据 嘲盘 ， Ｌ Ｉ京 上 海 、南 京等地 防 措施 和 建 Ｉ 义。 铁车辆 （ 尤其拖 车 ）车 轮踏 面 部 曾
维普资讯
平 均值 为 ３６～３ ２ １ ８ ，拖 车 新车 轮踏
摘
要 ：地 铁 车辆 的 车轮踏 面异 常 摩耗是 目前较 为普遍 的 问题 ．通 过
Ｉ 氏硬 度 （ｌ 布 ＩＢ）平 均值 为 ３ ８ ２～ ３８ ４ 。数据 表 明 ，钢 轨踏 面 硬度 低 １
地铁车轮踏面异常磨耗原因及应对措施
主要 问题 : 1 合成 闸 瓦 技 术 指 标 造成 的问题 在对 车轮 踏 面异 常磨损原 因 的研 究 中 我 们 发现合成 闸瓦 存在 热 点较 高 的技 术 问题 这是
、 , 。
。
究 内 容 主 要 包 括 了 车 轮踏 面 异 常磨 损 的 现 象 异 常磨 损 的 原 因 分 析 以 及 应 对措施 从 而 为 地铁 技 术发 展进行有 力 的 支持
, 。 ,
研 究人 员 针对地 铁 交 通 中出 现 的安 全 问题 开展 了 实践 技 术 研 究 在 研 究 过 程 中我 们 发现 地 铁 车轮踏 面 在车辆 运 行 过 程 中经常 出 现 异 常 的磨损 问题 这 一 问题 对 于 地 铁 车辆 的整 体 运 行 安 全 以 及 整 体寿 命造成 了 比 较 严 重 的影 响 因 此 对车轮踏 面异 常磨损 的 原 因 进行 技 术 分 析 从而 开展 应对 技 术 措 施 的研 究成 为一 项 重 要 的工作 这一 研 究 的开 展对 于 地 铁 技 术研 究工作 的开 展 具 有极 大
,
收 其 次是 因 为 地 铁 车轮在 运载 过 程 中承担着车辆 整 体重量 同 时兼具 了 车辆 的运 行 导 向 以 及 传 递车辆 牵 引力 制 动力 等 多项 运 载 内容 进 而造成车轮 运 行 中出 现承受 过度问题 造成车轮 过热问
, 、 , ,
了社 会群体 的 高度 重视 乘 坐 地 铁 车辆 出 行成 为 了越 来 越 多市 民 的选择 为 了确 保 地 铁 车辆这 一 交 通 工 具 的安 全 可 靠 交 通 技 术
, 。
、
首 先 是 因 为 闸瓦 具 有 散 热性 较差 的 特点 继 而 造成 车辆制 动过 程 中所产 生 的绝 大部 分 热 量 被 车轮 吸
地铁车辆轮对异常磨耗原因及控制措施
地铁车辆轮对异常磨耗原因及控制措施摘要：地铁车辆轮的磨耗是影响轨道交通系统运行质量的重要问题，当车轮出现磨耗时，不但会影响列车的运行状况，还会影响列车的运行安全。
地铁车轮磨耗的原因与日常运营有着密切联系，而对磨耗的各种原因进行分析，则是最大限度地减少地铁运营风险，保持地铁运营稳定性的一个重要前提。
因此，必须对异常磨耗产生的具体原因进行分析，并有针对性地提出解决办法。
关键词：地铁车辆；异常磨耗；原因分析；控制措施前言异常磨耗不仅会影响轨道交通的安全性和稳定性，而且还会影响乘坐人的舒适性，降低轨道交通工具的使用寿命，增加维护成本。
车轮的非正常磨耗将导致车轮与轨道的接触性变差，影响行车稳定性、乘坐安全性和便捷性，并缩短轨道传动部件的使用寿命。
考虑到其发展趋势将影响行车安全性，必须对其进行深入研究，从而保证地铁行车的安全性。
1、地铁车辆轮对异常磨耗原因分析1.1车轮分析车轮磨耗相关性研究工作的开展，要求车轮磨耗分别从车轮的轮对部位和闸瓦片部位着手[1]。
车辆闸瓦的磨耗主要发生在踏面区和接近车轮缘部位，以沟槽型为主。
一般地，沟槽的宽度可达26毫米，平均深度为3.48毫米。
随着行驶里程的增大，这些沟槽会变得越来越深，此外，异常磨耗区域也有可能主要集中在闸瓦和车轮之间。
1.2踏面制动单元分析因为踏面制动单元主要承担制动功能，所以其本身的工作状态和工作中的润滑程度会直接影响制动单元的作用发挥效果。
如果其内部的润滑油具有一定的洁净程度，而润滑油本身的质量也满足一定要求，那么，实际制动作用会更好。
此外，从系统运行角度来看，踏面制动单元零部件结构完好，零部件组装状态正常，也是不会出现异常磨耗的重要条件。
但从现实角度来看，在地铁运行过程中，部分零部件和转轴区域都是在运行中容易发生磨耗的特定区域，这些区域一旦发生磨耗，就会引起异常磨耗，除此之外，如果在踏板制动单元中具有驱动作用的推杆产生不均匀的推力，有可能引起制动单元内部的异常磨耗。
城市轨道车辆轮轨磨耗问题分析及减磨措施
城市轨道车辆轮轨磨耗问题分析及减磨措施发表时间：2017-11-10T15:51:25.513Z 来源：《基层建设》2017年第23期作者：廖令冲[导读] 摘要：地铁车辆的轮轨在长期行驶过程中，钢轨对于车辆轮轨会不可避免产生锈蚀、磨耗和损伤等状况。
身份证号码：44510219871015xxxx摘要：地铁车辆的轮轨在长期行驶过程中，钢轨对于车辆轮轨会不可避免产生锈蚀、磨耗和损伤等状况。
而非正常磨耗问题的产生，就需要采取减磨措施。
本文主要对影响轮轨磨耗的因素和减磨系统进行分析，提出减磨措施。
关键词：地铁车辆；磨耗问题；减磨措施前言地铁是人们出行首选的主要交通工具，如北京、上海、广州、深圳这样一线城市，地铁运营已形成了网络。
深圳日均客流量200万人次，上海地铁日均700万以上大客流已常态化，广州日均客流量500万人次，在这种情况下，轮轨磨耗在地铁运营中产生的负面影响越发突出，也增加了脱轨风险，降低了乘客的舒适度及安全系数，如何降低轮轨磨耗，是地铁设计、施工和维修管理人员迫切希望解决的问题。
一、地铁车辆的特点（一）站间距短，起动、制动频繁地铁站间距的长短直接关系到列车的最高运行速度、惰行时间与距离以及制动距离，市区站间距一般为1km左右。
由于站间距短，不得不加大起动加速度和制动减速度，才能完成起动、惰行、制动3个阶段的运行。
（二）地铁线路曲线半径小地铁建设受各种原因影响，不得不减小线路的曲线半径。
在GB50157《地铁设计规范》中，规定了线路平面最小曲线半径不能小于300m。
（三）地铁车辆轮轨关系与铁道车辆相比，地铁车辆的轮轨关系有着自己的突出特点，主要是低速小半径脱轨安全性、轮轨磨耗等。
二、轮轨磨耗问题的调研轮轨磨耗受多种因素影响，除了车辆走行部结构、线路状况和运用条件外，还与轮轨材质、硬度、表面状态和形状等有密切关系。
一般将车轮磨耗分为轮缘磨耗和踏面磨耗。
（一）轮缘磨耗一般，地铁线路曲线半径小，造成车辆曲线通过时，产生过大的冲角和导向力，在小半径曲线上，主要是车轮轮缘和钢轨轨距角出现的磨耗。
城市轨道交通轮轨异常磨损原因分析与改进措施
城市轨道交通轮轨异常磨损原因分析与改进措施现场经验文章编号:1007-6034(2010)05-0043-02城市轨道交通轮轨异常磨损原因分析与改进措施徐新玉(南京铁道职业技术学院,江苏南京215137)摘要:本文结合某市城市轨道交通轮轨异常磨损现象,在对轮轨的材质,硬度和外形等进行测试研究的基础上,分析出轮轨的异常磨耗主要是由于制动作用过度,轮轨接触不均以及车辆通过曲线时前导车轮的轮缘力对钢轨的冲击等共同作用产生的,并对此提出针对性预防建议和改进措施关键词:轮轨磨耗;轮缘;闸瓦;改进措施中图分类号:U211.5文献标识码:B1故障现象某市城市轨道交通自试运营以来,轮轨异常磨耗现象严重,主要包括车辆轮对踏面剥离,踏面擦伤,踏面磨耗以及轮缘垂直磨耗等(见图1).(a)踏面剥离(b)踏面擦伤图1轮轨异常磨耗现象更为严重的是该市轨道交通车辆拖车车轮踏面上出现有规律的沟状磨耗,道岔岔心上出现沟状磨损,轮缘和曲线钢轨侧磨等(见图2).踏面上的沟状磨耗如图2(a)所示,踏面上较深色的部位是沟状磨耗区域,可见其中一条位于滚动圆附近,另一条位于踏面外侧.据测量,带有沟状磨耗的踏面轮廓线, 深度可达2～3mm(沟状磨耗深度标准为小于5 mm).道岔岔心沟状磨耗如图2(b)所示,位于左侧钢轨顶上,长度约70～80mm.如何有效减少轮轨异常磨耗,提高轮对的使用寿命,保证车辆运行安全,已成为该市地铁运营的一个十分重要的研究课题.2原因分析与造成危害2.1原因分析收稿日期:2010—05—31作者简介:徐新玉(1970一),男,讲师,本科.(a)踏面上的沟状磨耗(b)道岔叉心沟状磨耗图2沟状磨耗现象为弄清磨耗的成因,分析非正常磨耗对列车运行安全的影响,对踏面与钢轨的外形进行了测量和分析等工作.通过测试和分析,可认为轮轨的异常磨耗主要是由制动过度作用,轮轨接触不均以及车辆通过曲线时前导车轮的轮缘力对钢轨的冲击等原因共同造成的.(1)轮对与转向架无横向位移,加剧轮缘根部的磨损.该市地铁车辆轮对与转向架采用固定轴箱联接,通过车体与转向架之间抗侧滚扭杆横动进行车厢在弯道时的复位.而轮对与转向架采用轴箱拉杆联接,两者之间无横向移动位置,当车辆通过曲线和道岔时,轮对踏面自动调正轮对的能力降低,主要依靠钢轨外侧面挤压轮缘侧面进行,过多的刚性摩擦导致轮缘磨损加剧.(2)踏面剥离及沟状磨耗加快轮缘的磨损.由于车辆制动力过大,使闸瓦完全抱死轮对以及较强制动力施加产生的瞬问高温来不及散发,容易造成制动剥离现象.踏面沟状磨耗主要表现为轮对踏面表面磨有一道或多道凹槽,主要与闸瓦有金属镶嵌, 局部有硬点或本身材质与轮对踏面不匹配有关.空气制动频繁或制动力过大也易造成踏面严重磨损. 4现场经验机车车辆32.艺第5期2010年10月当踏面发生剥离或沟状磨损后,车辆在运行中产生很大的振动加速度,易引起齿轮箱裂损,联轴节断裂,齿轮啮合不良等故障,同时影响着车辆运行的平稳性.(3)地铁线路曲线多,半径小,加速轮轨的异常磨耗.曲线半径越小,转向架与轨道的冲角(即轮缘与钢轨接触点处曲线的切线与车轮平面的夹角)越大,车轮对钢轨的冲击越大,因而轮缘磨损越剧烈.随着车辆运行速度提高,势必加大蛇行运动的频率,恶化车辆运行品质,进一步加重了轮缘对钢轨的打击作用.而该市地铁线路较多的小半径曲线和车辆结构局限性是该市地铁轮缘垂直磨损较多的重要原因.2.2危害性(1)曲线进行时,轮轨异常磨耗会使车轮爬上钢轨,从而导致车辆脱机,危及行车安全.地铁车辆通过曲线一般是依靠轮缘引导,由于车辆通过曲线时,轮轨问将产生很大的横向作用力,不但使地铁车辆通过曲线困难,而且将引起钢轨极大的应力,使轨距碾宽,加速轮缘和钢轨磨耗,严重时还可能使车辆脱轨.(2)当轮缘磨损变薄后,强度下降,轮对通过曲线或作蛇形运动时,轮缘在来自钢轨水平力冲击或挤压的作用下,会产生裂纹缺损,易发生行车事故. (3)轮对的一侧车轮踏面磨耗严重时,使『占j一轮对的轮径差过大,造成小轮径侧车轮轮缘靠向钢轨,大轮径侧车轮轮缘远离钢轨,因而车轮在前进过程中始终处于偏斜位置,使小轮径侧轮缘磨耗严重,最终导致部分车轮踏面磨耗严重.同时轮辋也发生了不均匀碾宽现象.(4)当轮缘异常磨耗并逐渐锋利后,在轮对通过道岔时,会挤开尖轨而造成脱轨事故.(5)当垂直磨耗超过限度时,其轮缘根部与钢轨内侧面形成平面接触,当车轮通过道岔,由于轮缘与钢轨没有弧形,会使车轮碰击尖轨或爬上撤岔心,同样会造成脱轨事故.(6)踏面剥离及沟状磨耗现象,会导致轮对与标准轨配合不良而发出较大异常噪声.3预防建议和改进措施(1)抓好质量源头,确保合理匹配.闸瓦性能不良,制造质量不稳定是车轮踏面磨耗严重的重要原因,闸瓦生产单位应对材料配方与生产制造技术条件进行研究和改进,消除运用中产生金属镶嵌的因素,降低车轮踏面磨耗.同时还应进行闸瓦与车轮摩擦副的匹配试验研究,确保制动闸瓦,轨面,轮对踏面及轮缘三者间的合理性能匹配,减少【夭j材质匹配不良而造成的异常磨耗.(2)做好车辆日常检查与保养,防止车轮带病运行致使磨损程度扩大车辆维修人员要加强日常轮对状态的检查,做好轮对状态的跟踪和记录,对剥离和磨损超限或接近超限的轮对要及时施修或更换.同时合理配置周转备品轮对,以便故障轮对镟修后的配对使用,并采用等级法镟修,避免整节车辆轮缘镟修,延长轮对使用寿命.(3)对踏面磨损的轮对要及时修复踏面型线.踏面磨损后,其踏面型线发生改变,与钢轨配合位置发生移动,更易加剧踏面及轮缘的异常磨损.因此,对踏面磨损轮对要及时进行镟修,恢复良好的轮轨配合关系,保证轮缘,踏面形状,线型,恢复踏面及轮缘的运用标准,保证车辆运行安全.(4)强化司机操作技能训练,合理使用制动机进行列车调速,提高列车运行平稳性.车轮空转会产生剧烈的踏面磨耗,故司机应竭力避免车轮空转,减少空气制动的使用频率,适当调整制动力与制动响应时间等,最大限度地减少空气制动给轮对带来的磨耗.(5)采用轮缘润滑装置,对轨面适当涂油,减少轮缘的异常磨损.(6)若条件允许的话,采用径向转向架或车辆前后转向架采用横向弹性连接,以减小2个转向架的导向轮对的轮缘力和冲角,从而减少轮缘磨耗.参考文献:[1]宗清泉,吴井冰,沈钢驾驶模式对轮对异常磨耗的影响[J].城市轨道交通研究,2007,7.[2]刘新明.LMA系列轮缘踏面外形简介[J].铁道车辆,2008,6.一(编辑:唐源)。
地铁车辆缘异常磨耗分析
地铁车辆缘异常磨耗分析摘要：随着我国地铁建设的蓬勃发展，各种检修技术日趋成熟，在大量数据的支持下，对地铁车辆轮缘异常磨耗原因有了一定的认识，并针对原因采取措施，减少车辆轮缘异常磨耗，确保高效、便捷恢复车辆的使用状态。
关键词：地铁车辆；轮缘；异常磨耗一、地铁车辆轮缘异常磨耗情况分析XX线路一共有56组电动客车运营，而每一列车辆设定两个月内进行一次月修，车轮轮缘磨耗速率采集数据周期为2个月一次，平均运行公里数为1.945万km。
通过数据分析，可以得出轮缘磨耗速率分布情况（见图1）。
从图1可以看出，每年10月份后到次年4月份前，车轮轮缘磨耗速率偏快，主要是由冬季涂油器及油脂状态不稳定造成的。
从2014年开始，车轮轮缘磨耗速率开始有所下降，正是因为开始进行换向出发作业。
二、地铁车辆轮缘异常磨耗原因轮缘异常磨耗主要是由车辆走行部的动力学性能差引起的，与轮轨材质的匹配性及机械性能、转向架结构及组装状态、列车驱动装置载荷分布状态、线路弯道状态、轴重、运行速度、轮缘润滑方式等因素密切相关。
（一）线路的特殊性轮对运行到曲线区段时，由于离心现象，一侧车轮轮缘紧靠外轨，加剧该侧轮缘的磨损；又由于早晚高峰超载、超重现象普遍，因此列车经过曲线时加之车轮的蛇形运动和离心力作用，一定程度上加大了车辆的横向冲动力，也加剧了对轮缘的磨损。
（2）该线是一个U形线路，路况复杂且路面上坡道很多，这些特殊线路都是加剧轮缘磨损的原因。
虽说车辆运营时有调头表，但并没有认真核对轮缘磨损情况进而对车辆进行有方向性的运营。
因此造成轮缘单侧偏磨。
（3）该线是一条路上线路，全年温差很大，车轮在不断运行和制动过程中，反复长期作用下，改变了车轮踏面的内部组织结构，造成局部材质变软，导致踏面轮缘偏磨。
（二）轮对内侧距影响轮缘磨耗同一轮对内测距过大会造成轮缘磨耗。
但在修程工艺上同一转向架前后2个轮对的内侧距之差没有要求，单根轮对内侧距修程工艺要求为（1 353±2）mm，假如前轮对内侧距为1 351 mm、后轮对内侧距为1 355 mm，这样组成的转向架后面轮对的轮缘肯定会受到更严重的磨损。
地铁车辆轮对频繁发生擦伤的原因数据分析及相应解决策略
地铁车辆轮对频繁发生擦伤的原因数据分析及相应解决策略发布时间：2022-10-24T06:23:57.291Z 来源：《科技新时代》2022年第10期作者：李松[导读] 轮对具有提升地铁车辆运行稳定性的作用，直接关系到地铁车辆运行的安全性李松大连地铁运营有限公司辽宁大连 116000摘要：轮对具有提升地铁车辆运行稳定性的作用，直接关系到地铁车辆运行的安全性。
对轮对开展日常维护通常采取动态化管理形式，这样能够及时地获取轮对的运行实际情况，但是随着地铁车辆运行里程的不断增加，轮对会发生频繁的擦伤状况，异常磨损严重，直接地影响到轮对的使用寿命，使地铁车辆运行不稳定性增强。
本文通过数据分析明确地铁车辆轮对频繁发生擦伤的主要原因，制定出针对性解决措施。
关键词：地铁车辆轮对；频繁擦伤、剥离；原因数据；解决策略轮对的承载能力影响着地铁车辆的正常运行，特别是在受力情况复杂的前提下轮对不可避免的出现磨损，因此造成轮对出现频繁擦伤的原因要深入的分析，对异常磨损情况进行评估，制定出解决措施，这样才能够保障地铁车辆安全稳定的运行。
1地铁列车轮对常见损伤形式1.1轮缘异常磨损车轮轮缘受到的磨损最为严重，这属于轮缘异常磨耗的主要表现。
不同的地铁车辆都会存在不同程度的轮缘异常磨耗。
特别是当出现偏磨严重的时候，地铁车辆同轴左右轮缘磨耗率能够达到6:1的状态。
1.2踏面异常磨耗地铁车辆在初期运行中拖车车轮踏面磨耗程度要比动车磨耗严重，通常情况拖车的轮对每2年就要进行换轮，而正常换轮的时间为每6年一次。
同时拖车闸瓦磨耗也较为严重，更换周期要每三个月开展一次，而正常的更换时间为每15个月开展一次。
踏面异常磨损严重使得轮缘测量基准出现明显的变化，一些轮缘测量厚度不减反增，如果不及时进行修整，将会在踏面上出现明显的凹面，使得行车危险性大大增加。
1.3车轮踏面擦伤车轮踏面擦伤是地铁车辆最为常见的问题，也困扰着地铁车辆的安全运行，当出现车轮踏面擦伤问题之后，地铁车辆在运行过程中必然会出现异常振动，噪声逐步增大，使乘坐舒适度持续的降低，若未对擦伤情况进行及时的维修，在增加地铁车辆维护成本的同时，运行率也会不断地降低，最终会影响到经济效益和造成社会影响。
南京地铁2号线车辆轮对异常磨耗分析与对策
南京地铁2号线车辆轮对异常磨耗分析与对策
皮晓龙;杨峰
【期刊名称】《中国铁路》
【年(卷),期】2014(000)011
【摘要】分析南京地铁2号线开通运营后车辆轮对异常磨耗情况,制定相应对策,降低轮对磨耗,有效延长轮对全寿命使用周期,确保列车运营安全.从实际运用与生产角度出发,制定有针对性的措施,并根据列车轮对轮径切削量和轮缘厚度补偿量的比值与原始轮缘厚度关系合理安排镟修.
【总页数】3页(P93-95)
【作者】皮晓龙;杨峰
【作者单位】南京地铁运营有限责任公司,江苏南京,210012;南京地铁运营有限责任公司,江苏南京,210012
【正文语种】中文
【中图分类】U231+.92
【相关文献】
1.西安地铁2号线车辆轮对频繁发生擦伤的原因分析及对策探讨 [J], 张兴宝;陈永彪;胡立本;申静
2.关于武汉轨道交通2号线电动客车轮对异常磨耗的分析研究 [J], 蔡超
3.地铁车辆轮对异常磨耗原因分析研究 [J], 周浩; 李彦武
4.地铁车辆轮对异常磨耗原因及控制措施 [J], 周浩; 李彦武
5.浅谈地铁车辆轮对异常磨耗原因及控制 [J], 马骏豪
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南京地铁列车车轮踏面非正常磨耗初析
摘要研究了南京地铁列车车轮踏面非正常沟状磨耗的成因。
对车轮、钢轨的外形、材质和硬度等进行了测试,分析了轮轨接触和制动磨损的影响,提出了沟状磨耗的原因。
测试结果分析表明,该地铁车辆拖车轮踏面上的凹槽磨耗主要是由于在制动施加频度过高、轮轨接触又不均匀的内因作用下产生的。
关键词地铁车辆,轮轨磨耗,踏面磨耗,制动
0 引言
南京地铁自2005年9月开通运行以来,发现轮轨磨耗严重,如:拖车车轮踏面上出现有规律的沟状磨耗,道岔叉心上出现沟状磨损,轮缘和曲线钢轨侧磨等。
根据初步观察认为,踏面上的沟状磨耗和道岔叉心上出现沟状磨损与其它地铁系统相比有明显的独特性。
因此重点对这两个问题进行研究分析。
踏面上的沟状磨耗照片如图1所示。
踏面上较深色的部位是沟状磨耗区域,可见一条位于滚动圆附近,另一条位于踏面外侧。
道岔叉心沟状磨耗的照片如图2所示,位于左侧轨顶上,长度约70~80mm。
据测量的带有沟状磨耗的踏面轮廓线.深度可达
2~3mm。
为了及时弄清磨耗的成因,分析非正常磨耗对列车运行的安全影响,南京地铁公司及时组织专家进行会诊,成立专题小组,制定了全面而深入的排查方案。
1 调研方案
一般车轮踏面磨损的主要原因:一是轮轨接触磨损;二是制动闸瓦与踏面的滑动磨损。
轮轨接触磨损又以在踏面的不同区域滑动程度不同分为滑动摩擦磨损和滚动疲劳伤损。
滑动摩擦磨损发生在轮缘部位,与车辆的曲线通过性能有关;而滚动疲劳发生在踏面部位,以横向裂纹、剥离形式出现。
当轮轨接触应力过大时,还会发生接触塑性流动磨损[1-2]。
气制动引起的磨损往往与气制动压力、气制动的施加程度、气制动作用时的相对运动速度、闸瓦物理特性和踏面的物理特性等因素有关。
根据动车踏面无类似于拖车踏面的沟状磨耗这一现象,初步将研究重点放在气制动对踏面的磨损上,同时也对轮轨接触进行调研分析。
对于道岔上的沟状磨损主要以测量和轮轨几何接触分析为主。
因为没有其它物体与道岔顶面接触的可能性,唯一的可能性就是轮轨的接触引起。
根据以上分析,制定了初步调研范围为:轮轨材质分析,轮轨接触分析,闸瓦特性试验,气制动作用调研和轮轨表面硬度测试等。
首期测试项目有:①轮轨材质硬度和成份分析;②闸瓦的成份测试和闸瓦的物理特性试验;③拖车和动车踏面外形的测量和轮轨几何匹配模拟;④测量踏面及钢轨的表面硬度及轮轨接触应力分析;⑤测量不同踏面及钢轨的磨损外形及与道岔的几何匹配分析;⑥气电制动的分配比率及制动压力等。
2 主要测量结果及分析
委托上海材料研究所检测中心对轮轨材质进行检测,50kg/m和60kg/m钢轨样本的材质元素成分含量符合表称值范围;轮子样本(CL60)材质的元素也基本符合表称要求,仅铬(Cr)元素的含量为0.090%(表称值为0.13%~0.23%),略低了些。
图3和图4为钢轨的硬度分布图,可见钢轨的硬度分布也正常。
对线路上的钢轨也进行了表面硬度测试,测试结果表明,曲线外轨顶面硬度较高可达300~310HB左右;轨头圆角处硬度较低,为260HB;轨头内侧面较高,为350HB左右。
而曲线内轨顶面硬度均比外轨顶面高,可达330~350HB左右。
图5和图6为拖车和动车踏面的表面硬度测试结果。
由图5可见,第1测点在轮缘角附近,平均硬度为378HB;第2测点位于一较扁平的下凹的槽内,平均硬度为336HB;第3测点在
一凸起的表面上,平均硬度为379HB;第4测点在另一下凹的表面上,平均硬度为318HB。
可见第二测点和第四测点的硬度低,都处于下凹的磨耗处。
由图6可见,动车踏面上各测点的平均硬度自左到右分别为411HB、370HB、356HB和320HB。
轮缘角附近的硬度最大,达411HB,然后呈逐点下降的趋势。
被分析闸瓦由德国BECORIT公司制造,编号802D0C1A/C5391213/K3023604,表面有与踏面外形吻合的槽型磨耗。
对比试验的闸瓦为上海轨道交通1、2号线使用的国产闸瓦。
测试了闸瓦的摩擦系数、冲击强度、弯曲强度、洛氏硬度和密度,物理机械性能测试表明:BECORIT闸瓦的冲击强度较低,摩擦系数变化范围略大,硬度与密度略低一些。
微观分析包括热失重、能谱分析和电镜扫描。
热失重试验结果显示:BECORIT闸瓦高温分解后的失重比为63.26%,而MS-510闸瓦高温分解后的失重比为21.8%。
可见BECORIT闸瓦的失重比较大。
能谱分析的结果表明:BECORIT闸瓦中氧元素的含量很大,说明材料中有大量的金属氧化物,可能是氧化镁;而MS-510闸瓦含氧少,且不含镁。
图7为一拖车轮对的左右轮子踏面的外形:轮缘磨耗很小,但踏面上已有可见的凹槽两条;两条之间是一个10mm左右宽度的凸起环,位于横向坐标+20mm处;左右轮踏面外形的磨损规律一致。
图8为该拖车踏面外形与一动车踏面外形的比较,拖车踏面外形有两处明显下凹。
图9为实测的带凹槽磨耗的拖车轮踏面外形与未磨耗的60kg/m钢轨的接触情况,轮对的横移量的变化范围为±10mm,计算步长为1mm,显示标记步长为2mm。
可见当轮对的横移量小于+5mm时,轮轨接触点位于踏面中部凹槽的左侧,轨头上的接触点位于轨头内侧(左侧),凹槽处无接触可能,当轮对横移量大于+5~+10mm时,轮轨接触点位于前面提到的10mm左右宽度的凸起环处,该凸起环的外侧(右边)与钢轨无接触点。
因此一旦产生凹槽磨耗,该处就不会与钢轨接触。
为了说明起始时凹槽为什么产生在这里,计算了未磨耗的LM型踏面外形与未磨耗的60kg/m钢轨的接触情况,如图10所示,当轮对横移量为±4mm变化时,踏面上的接触点的变化范围仅10~15mm左右,在钢轨上的对应接触点的变化范围仅10mm,且偏向内侧。
当轮对的横移量为-8mm时,接触点移至轮缘根部。
当轮对的横移量小于-8mm时,出现轮缘接触。
当轮对的横移量为+8mm时,接触点仍位于滚动圆附近,即距轮背70mm处。
当轮对的横移量大于+8mm时,接触点跳至距轮背85mm处。
由此可以推断LM型踏面与60kg/m钢轨接触时,接触点在轮踏面上的分布是不均匀的。
即在离轮背70-80mm处与钢轨的接触机遇很少;在离轮背90mm以后无接触可能。
可见新轮与新轨的接触分布也是不均匀的。
接触几率较低的区域正好是发生凹槽磨损的区域。
为了检查钢轨原始外形与理论60kg/m钢轨外形的差异,测量了线路上轻微磨耗轨头的外形,见图11,并与理论的60kg/m轨外形进行了对比。
可见在轨头顶面实际钢轨外形要比理论外形平坦。
轨顶中央处差1mm多。
这将进一步扩大轮轨在顶面的非接触区。
3 进一步的调研和实验研究结果
通过以上调研,基本上对走行部分的因素做了测试和分析,可以认为凹槽是由制动过度作用和轮轨接触不匀的特点共同形成的。
有关制动对踏面非正常磨损是否是直接原因,制动的作用究竟有多大及是否正常,这需要进一步研究和试验。
摩擦制动本身就是靠闸瓦与车轮
的相互摩擦,因此必然产生相互的磨损。
制动的磨损程度与轮子材质、闸瓦的特性、制动压力、制动频繁程度、制动时的车速等诸多因素有关。
根据拖车车轮踏面有的区域被磨损,有的区域未被磨损,而动车踏面未被磨损的情况,可以认为拖车踏面的接触不匀,使制动磨损的进程快于轮轨硬化的进程,导致局部磨损。
为了证明这一点,进行了手动驾驶模式与自动驾驶模式的对比试验[4](见本期《驾驶模式对轮对异常磨耗的影响》)。
4 结语
通过以上对测试结果的分析,该地铁车辆拖车车轮踏面上的凹槽磨耗主要是由于在制动施加频度过高、轮轨接触又不匀的内因作用下产生的。
地铁车辆的轮轨磨损涉及到运行安全性和经济性。
我国地铁正处于快速发展期,由于地铁系统在线路条件、运用条件与干线铁路有较大的不同,一些没有在干线铁路系统中显现出来的弱点在地铁系统条件下明显显露出来;而有些问题是各国地铁标准不同,引进中没有加以吸收和消化,造成车辆与线路、车辆本身各子系统间相互的矛盾和不统一;有些问题是国内与国外地铁的运行条件不同,造成在国外地铁中没有显露出来的问题在我国极度高负荷的条件下充分暴露出来;有些是由于在引进车辆的同时,配套的车辆和线路的维护措施、相关标准及规范没有及时跟上而导致的不协调问题。
诸多问题只有在广大有关人员的共同努力下才能积累经验,总结规律,逐步形成适合我国特点的地铁车辆运用维护管理体系。
参考文献
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[4]宗清泉,吴井冰,沈钢.驾驶模式对轮对异常磨耗的影响[J].城市轨道交通研究,2007(7):47-48.。