轨道车辆轮缘磨耗原因探究及应对策略

轨道车辆轮缘磨耗原因探究及应对策略

摘要：针对某出口项目轨道交通车辆在开通运行之初，存在轮缘磨耗严重，车轮频繁进入镟修以确保其轮缘厚度尺寸不要超限。经过分析，线路小曲线过多，是造成轮缘过度磨耗的主要原因。通过润滑车轮和润滑轨道可以延缓轮缘磨耗的进程，延长车轮的使用寿命。

关键词：轮缘磨耗；Qr值；镟修；小曲线；润滑

1.引言

某出口项目铁路客车自开通运营以来，轮缘普遍磨耗较快，车轮镟修频繁导致多个转向架车轮轮径减少量已超过20㎜，最大减少量已将近30㎜。轮缘磨耗严重，使轮轨匹配关系恶化，影响行车安全。车轮频繁镟修，导致车轮使用寿命降低，最终导致列车的运营维护成本增加。

2.轮缘厚度及Qr值定义

该出口项目列车轮对踏面外形采用LMA型，LMA型轮缘踏面外形轮廓示意图见图1所示。

图1

轮缘Qr值即图2中所示的l 4的数值。在列车日常运用维护过程中该Qr值须≥6.5㎜，轮缘厚度26㎜≥l6㎜≥34㎜。

图2

(1)a点：轮缘最高点；

(2)b点：轮缘最高点向下2㎜垂线与轮缘交点；

(3)c点：踏面基点向上12㎜垂线与轮缘交点；

(4)d点：踏面基点；

(5)l 1：12㎜；

(6)l 2+ l 1=轮缘高度；

(7)l 3：取2㎜；

(8)l 4：车轮Qr值；

(9)l 5：70线；

(10)l 6：轮缘厚度；

3.数据采集及分析

为跟踪轮缘磨耗规律，在列车运行交路基本不变的情况下，选取9组列车进行为期两个月的跟踪测量。检测发现，在轮缘厚度大于26㎜的条件下。部分列车最小轮缘磨耗量为1㎜/月，部分列车最大轮缘磨耗范围超过2㎜/月，平均轮缘磨耗均超过1.5㎜/月。具体见图3所示。

通过跟踪轮缘厚度及对应的Qr值，详见表1所示，通过分析发现：

第1、2、3列车组在四级修修形后，在正式开通前已试运行近4个月，自正式开通运行1个月后，初始Qr值接近8㎜，Qr值下降趋势平缓；

第4、5、6列车组在三级修镟修之后，初始Qr值接近9㎜，自正式开通运行1个月后，Qr值下降较快、下降趋势明显（异常）；

第7、8、9列车组未经高级修、未经镟修。初始Qr值接近8㎜，正式运行1个月后，Qr值下降趋势平缓，表现良好；

总体分析发现，在初始Qr值在7.5～8.0㎜区间时，后期运行过程中Qr值下降会

趋于平缓，符合预期。

开通一个月内车队车轮Qr值下降率及轮缘厚度磨耗率，第4、5、6列车组磨耗

率均大于其余车组。主要是经过镟修之后的车轮，属于新轮与轨道配合，处于轮

缘和轨道磨合初期，轮缘及钢轨的磨耗均较大，可能会出现轮缘厚度方向磨耗较

快的现象。度过磨合期后，则Qr值下降会趋于平缓，符合预期。

表1

4.原因分析及解决措施

对轮轨接触关系进行分析，本文认为轮缘异常磨耗主要原因是线路因素。根

据用户提供的轨道线路图，在车辆出入库存在一处连续的S形曲线路段。在正线

区段，存在一处S形曲线路段。曲线半径为180m。虽然按照实测结果，轨道参

数均符合设计要求，车辆在经过曲线时的速度也符合路图限速要求，但是根据列

车运行交路，列车频繁通过180m曲线路段，频次较高，势必会加剧轮缘磨耗。

为此研究人员提出了很多解决措施。如把车轮参数检测纳入日常点检范围。调整

轮缘尺寸临近超限的列车担当热备交路。在曲线路段轨旁设置轨旁润滑装置以降

低轮轨摩擦力。

通过多维度对比、探索，发现轮缘润滑结合轨道润滑是一个较为有效的措施。轮

缘是车轮磨耗的主要部位,轮缘贴靠钢轨是导致钢轨曲线磨耗的主要原因,每日检

修天窗期，使用专用设备对钢轨进行润滑，可以有效地减轻轮轨接触工况，达到

减磨效果；每日列车回库检修，作业人员对轮缘使用固体润滑材料进行涂抹润

滑。另外跟踪发现固体润滑材料相比液体润滑材料而言，抗压能力强，与踏面、轮缘结合强度高，润滑减磨效果显著。选取9组列车在正常的交路运行中，

进行为期4个月的跟踪发现，经过润滑之后，轮缘厚度磨耗缓慢，磨耗量基本维

持0.02㎜/月，具体见图4所示。

图4

5.结论

车辆出现轮缘磨耗问题，主要原因是运行线路中存在较多的小曲线线路区段。当即有线路、车辆自身设计参数无法改变的情况下，为减缓轮缘磨耗，减少镟修

频率，延长车轮使用寿命，采用轮缘润滑和轨道润滑相结合的方法，既能降低轮

缘磨耗，又能降低钢轨磨耗，从而使得列车车轮使用达到最大的经济性能。

参考文献

[1]温邦，陶功权，温泽峰，关庆华.地铁车轮轮缘润滑对车轮磨耗的影响。机车电传动，2017（6）：101-105.

[2]王云朋，李晓峰，李文学.某型轨道车轮轮缘异常磨耗问题研究。铁道机车车辆，2019（10）.