浅淡车轮踏面擦伤的原因

继续教育学院毕业论文
浅淡车轮踏面擦伤的原因及措施建议
姓名：金亮
班级：10铁道车辆
指导教师：罗世民副教授
时间：二0一一年十月
浅淡车轮踏面擦伤的原因及措施建议
摘要
本文对铁路货车车轮踏面擦伤故障原因和危害进行了总结分析，并针对新技术、新设备运用现场及检车员作业的实际，提出了几个方面的建议和应采取的措施、对策。

轮对是转向架的重要部件之一，也是直接影响车辆运行安全的关键部件之一。

轮对承受着车辆的全部载荷，且在轨道上高速运行，而轮对踏面局部擦伤后，车辆振动急骤增加，使车辆零部件的损伤加剧、缩短了其使用寿命，同时也增加了对货物的损伤。

因此，车轮踏面擦伤将是严重威胁列车提速安全的重要问题之一。

为进一步探讨轮对踏面擦伤的原因，在货车检修工作中针对造成擦伤故障的几个原因进行了调查分析，并提出了相关建议。

[关键词]：轮对；踏面；擦伤；分析；措施
目录
摘要 (1)
第一章轮对踏面擦伤故障造成的危害 (2)
1.1给列车运行安全带来害 (2)
1.2缩短轮对的使用寿命 (2)
第二章轮对踏面擦伤故障原因分析 (3)
2.1闸瓦间隙自动调整器故障 (3)
2.2机车乘务员对车辆制动故障应急处理不当或运行中操作不当 (3)
2.3空重车调整装置调整不正确 (3)
2.4车辆空气制动机故障 (4)
2.5列检职工列车作业质量低 (4)
2.6制动波速不一致 (4)
2.7基础制动故障或调整不当 (4)
2.8同一轮对上两个车轮直径差过大时 (4)
第三章预防及减少车轮踏面擦伤的措施建议 (6)
3.1提高轮对对质量，采用新型铸钢，辗钢或弹性车轮 (7)
3.2加快空重车调整装置的改造 (8)
第四章结论 (9)
致谢 (10)
参考文献 (11)
第一章轮对踏面擦伤故障造成的危害
1.1给列车运行安全带来的危害
车轮踏面擦伤超限后，轮对圆弧面上出现较大的局部平面，使轮对不能圆滑滚动，增加冲击振动。

轮径&840MM，擦伤深度为2MM时，其弧长为82MM，就是有82MM长的平面参与滚动。

若擦伤深度超过2MM，其弧长更长，车轮滚动中振动必然加剧。

提高了轮轨间高频振动，增加了对轨道的冲击，降低了转向架侧架等零部件的疲劳寿命。

另外，车轮踏面擦伤造成的振动会损伤轴承保持架，滚子在承受突然冲击和负荷时即会破裂或缺损，而最终导致热轴事故的发生。

1.2缩短轮对的使用寿命
轮对踏面擦伤超限扣车处理后，需送段退卸滚动轴承后进行旋修，以恢复踏面原有几何图形。

踏面擦伤深度越大，旋修深度也越大，使轮辋或轮缘厚度不断减薄，直至超过段修限度而报废，严重缩短了轮对设计使用年限，造成不必要的经济损失。

第二章轮对踏面擦伤故障原因分析
根据资料显示1990年1月至1991年5月,石家庄铁路分局管内,由于行人、机动车抢道,机车司机被迫施行紧急制动停车,造成车轮踏面擦伤142起166轮次,其中客车车轮擦伤27起37轮次,货车车轮擦伤115起129轮次,给铁路运输带来严重损失。

因此,认真分析车轮擦伤故障,特别是货车车轮擦伤原因,提出防范措施,是当前一项刻不容缓的重要工作。

原因分析为察明原因,我们对发生车轮踏面擦伤的货车车辆以及部分货车车辆作了调查和统计分析,并对擦伤车轮的客车逐辆作了单车试验。

试验表明,除少数车辆存在一定问题外,其他各辆车制动机均为良好。

车轮擦伤多发生于严寒季节,占擦伤总数的50.7%,而且历年如此,已形成规律。

.粘着系数降低,制动力大于粘着力严寒季节,轮、轨粘着系数低, 制动力大于粘着力,这是旅客列车车轮擦伤的根本原因。

2.1闸瓦间隙自动调整器故障
闸瓦间隙自动调整器在使用中会出现动作失灵，拉杆在制动时伸长后，缓解时不能复原，以致在运行中长期抱闸运行。

2.2机车乘务员对车辆制动故障应急处理不当或运行中操作不当
列车运行途中，车辆发生突发性制动系统故障时，机车乘务员缺乏车辆有关知识，应急处理不当，制动停车后，对故障车施行关门，关门后不排制动缸内的压力空气，使车辆带闸运行，造成车辆轮对擦伤。

同时，机车乘务员在操纵机车过程中，采用小闸缓解的不良操作方法及在车辆未缓解或未完全缓解的情况下，启动列车，造成车辆闸运行而擦伤轮对。

2.3空重车调整装置调整不正确
货车制动机设立空重车调整装置，是因为重车运行中的动能远远大于空车。

所以空重车在实施制动时，所需要的制动力也不同。

重车所需要的制动力大，空
车所需要的制动力小，如果未按规定调整空、重车位空重车自动调整装置故障处理不及时，空车由于制动力过大，而使车轮与轨面滑行，擦伤轮对。

2.4车辆空气制动机故障
列车运行途中，由于车辆制动机突发性故障，如管系漏泄量过大，列车施行制动后，车辆缓解不良或不缓解，造成轮对擦伤
2.5列检职工列车作业质量低
列检所对列车始发、到达作业时，由于职工素质参差不齐，不能严格按标准作业，如处理制动故障车，对车辆施行关门，但未排制动缸的压力空气，有时作业不到位，使车辆带闸运行，造成轮对擦伤。

2.6制动波速不一致
由于目前我国货车制动机和种类比较多，且各阀的反应速度不相同（120阀最快，GK阀最慢），造成列车中各车辆的制动，缓解时间不一致，最先制动及最后缓解的车辆极有可能出现轮对踏面擦伤。

2.7基础制动故障或调整不当
极少数车辆在运行中，由于制动杠杆系统发生故障且得不到及时独处理，使车辆抱闸运行，造成轮对擦伤。

另外，由于基础制动装置杠杆和拉杆等调整不好，造成两转向架之间，各制动梁之间和同一制动梁2块闸瓦之间制动力不均，制动力大的车轮就可能被擦伤。

2.8同一轮对上两个车轮直径差过大时。

同一轮对的两个车轮运行的距离是相同，而大直径车轮的圆周比小直径车轮的圆周要长，车轮滚动时，小直径车轮不能与大直径车轮同步滚动。

小直径车轮只有靠与轨面滑行来补充与大直径车轮滚动的差距。

轮径差别过大时，车体重心向小轮径一侧偏移，即使小轮径踏面摩擦加剧，造成踏面擦伤。

由于车站拉风人员在作业时未确认制动缸是否充分缓解，在推峰作业时致使部分车辆带闸运行，易造成车轮踏面擦伤。

运用中发现车轮踏面擦伤情况较为严重，有必要对其形成原因进行分析，并采取有效的方法加以限制。

1 原因分析(1) 闸瓦间隙自动调整器(以下简称闸调器)控制距离调节不当，使制动缸活塞行程过短。

由于现场工人对闸调器的作用性能不甚了解，特别是对闸调器在调大闸瓦间隙时要经几
次反复作用才能调到正常间隙这点了解不够，因此，在更换闸瓦后，没有相应地调整闸调器的行程，引起闸瓦间隙过小，制动缸活塞行程过短。

虽然制动缸活塞行程对装有分配阀的车辆的制动缸压力影响不大，但由于闸瓦间隙过小，在制动时基础制动装置对闸瓦压力的阻抗将减少，而设计时是充分考虑基础制动装置的阻抗的，这必将使闸瓦压力过大而使闸瓦抱死车轮，造成车轮踏面擦伤。

第三章预防及减少车轮踏面擦伤的措施建议
防止车轮踏面擦伤的方法1.绪言由于车轮踏面发生的擦伤,剥离等损伤而产生的噪音和振动,同时在冲击载荷的作用下,使车辆零部件的使用寿命降低,并助长了轨道的损坏.为了迎接新的铁道更新时代,维持和扩大铁道的运输份额,而希望更进一步提高机车的额定速度,可又要求实现车轮尽可能不发生踏面擦伤.因此有必要从各小方面对此问题进行研讨.在此,笔者主要论述防止车轮路面擦伤的经验.2.什么原因引起踏面擦伤呢?对行驶的车轮实施制动的情况下,当制动力超过了车轮稆钢轨之间的极限粘着力时,行驶中的列车车轮停止旋转(抱死俐),致使车轮礼钢轵上滑行,造成车轮踏面的一部分形成偏平的"踏而擦伤".图所示,是在原有线路上得到的圃蓿状态(抱死闸状况)的情况.即车轮的旋转没有完全停止时,车轮和钢轨之间伴同大的滑行,车轮踏面措圆周方向发生塑性变形时,原有缦路(～.)上得到的固着状奄"滑动.踏面擦伤以及滑动都会造成车轮表面相当高的温度而产生硬化组织,如再继续运行,车轮表面的一部分就会脱落,进而发展到剥离.照片,2分别所示了踏面擦伤和剥离的实证.从啦片1车轮踏面擦伤哩片2车轮踏面剥离车轮踏面的剥离来讲,也不完全是由滑行引起的,也有由于踏面闸瓦的热影响,使车轮踏面表面产生微小裂纹,进而发展到剥离的情况.因此,车轮发生的踏面擦伤等损伤大部分原因是由于闸瓦制动力超过了粘着力极限,造成车轮滑行而发生的.为防止车轮滑行,可采用减小制动力或者提高极限粘着力.采用哪种方法更好呢?众所周知,原有线路上运行的车辆,由于部令规定了机车制动距离为600,所以要提高最高速度的制动时,有必要采取更高的减速度,即要确很高的制动力.从保证机车运行蟹垒的现状来看,在很高速度下是不容易获得高的减速度的.但从防止踏面擦伤这一点来看,在制动频率高的常用减速制动条件下,采取高减速度是有考虑曲余地.即注意信号显示的限制速度,车速肌4/提高到6/时,降低高速范围的减速度这一问题是今后必须研讨的事情.另外,缩短空走时间,虽然没有提高制动力?但在缩短制动距离方面是有效果的.在以上条件下不实施紧急刹车,这对于减少持行发生
率是有效的.为此,在研讨制动处理方面,有系统的适宜的制动力控制方法,即在机械制动方面.抑制速度下降时闸瓦摩擦系数上升,最适当地控制从电阻制动到机械制动转换的重迭量.另外,空重车调节装置制动力控制方法也应在此规范之内.以上论述的是制动力没有超过粘着力的情况.如果说从制动方面来看,以上的方法是消极的对策的话,那么为了提高机车额定速度,作为机车的整体有必要采取高的面加减速度.为此,希望有仅仅提高可以利用的粘着力的积极对策.以下将对这一问题进行论述.3.所谓粘着力所谓粘着力是在车轮和锕轨接触部位伴同微小滑行的同时而被传递的力是其定性的表示?通常在微小滑动范围内作用于行驶中的车轮的附加转矩稆传递的力(切线力)是与滑动率同时增加的.在这一范围内的力是作为粘着力被利用.其后,因滑动率的原因引起切线力的饱和,一旦再增加负荷转矩,则滑动速度剧蜡.动时成为滑行状态.如前所述,极端情况下,造成车轮旋转停止,发生踏幽擦伤这种情况下,.,由此可以认为速度对于粘着系数几乎没有影响..另外,实际申,.为了防出路面擦伤的发生为了防止路面擦伤的发生,最有效的方法是检测滑托发生对的踏面擦伤肘阃,从而缓解斜动,这种方式称为滑行检测再牿着方武.新干裁电车从一开始就采用越一方击,收到了效.能够大面.积防止踏面擦伤昀发生,但是,随之而产生的问题用这种方法时,在全部车轴上装备了滑行防止装置,最高速度迭到12?/.当初根据最太减速度2.7/(,34//)而计划了列车运行的间隔时间为9秒.有时因下雨使得制动距离延伸,困此,列车不得不降低最高速度的2运行.其后,通过再1次统计研讨减速疲的结果,说了设定最大减速度为1.3(1..3//)的原委.这种情况时的编组车辆辆数为3～7辆,存在着比较短的编组问题,同时,却又可以认为其粘着状态非常好.这种滑行防止装置的转辙器是如何利用制动力的控制而有效地用给与的粘着力呢?自然中能够获得韵精着曲_:能满必要的减速度时,有必要采用什么方法来提高粘着力呢?现实中虽然不能说采用了所有条件就能满足提高粘着力的要术.但下面将要论述的增粘着研摩装置以及制动力分配型普牯着闸瓦作为其实例,在提高粘着力方面显示了相当好的效果
3.1提高轮对对质量，采用新型铸钢，辗钢或弹性车轮
随着铁路货车重载高速目标的不断推进，原有车轮从材质到结构形式都不能更好地满足运行要求。

所以改进以往旧型整体辗钢制造轮对，采用新型铸钢车轮及弹性车轮淘汰老式车轮。

加快推广新技术，新工艺在货车的广泛运用，如在
转向架轴箱一系加装八字型橡胶剪切垫，实现轮对的弹性定位，减小转向架簧下重量，隔离轮轨间高频振动，减小轮轨间相互作用力。

充分发挥新技术，新设备作用，规范5T设备运用管理，尤其对TPDS（货车运行状态地面安全检测系统）故障预报做好最坏处理。

列检职工加强技术业务的学习，严格执行接送车制度，提高发现车轮故障率，在技检作业时加强对车辆的制动机试验，发现空气制动或基础制动作用不良时，及时处理，空重车位置调整不正确时，应及时调整。

加强对TPDS预报故障轮对的检查反馈，发现轮对故障超限时，必须摘车处理，不允许带病车辆在线路上运行。

3.2加快空重车调整装置的改造
目前，新造货车已开始全面装用空重车自动调整装置，旧型货车也正进行加装空，重车自动调整装置的改造，但由于受改造过度时间的限制，现场上仍然有较多空重车调整需要人工调整，增加了误调，漏调空重车调整装置而造成空车制动力过大的几率。

建议加强对机车乘务员的技术业务培训，在运行过程中合理操纵机车自动制动阀，杜绝人为因素造成车辆带闸运行。

建议加强对车站拉风人员的技术业务培训，在拉风作业时一定要确认制动缸充分缓解，防止车辆带闸运行。

第四章结论
随着铁路科学技术的日新月异，新技术，新设备，新工艺，新车型逐步在现场中得到广泛运用，尤其是TPDS（货车运行状态地面安全检测系统）对轮对擦伤故障的发现发挥着越来越重大的作用，但由于轮对对擦伤故障形成原因的多元化，仍迫切需要我们在今后工作中在源头上分析查找擦伤故障问题的原因，提高货物列车在重载高速下运行的稳定性，安全性，并积极探索，总结故障发现处理经验，把下一个发现的新问题作为下次探讨研究的又一课题。

致谢
本论文的工作是在我的导师罗世民老师的热情关心和悉心指导下完成的，在论文选题和研究方向上导师给予了极大的支持和鼓励。

罗世民老师精深广博的学识，严谨的治学态度，实事求是的工作作风，科学的工作方法以及随和、豁达的性格都给了我极大的帮助和影响，使我得益良深。

在此衷心感谢罗世民老师的关心和指导。

在论文研究分析过程中，得到了南昌南车辆段诸位工程师的精心指导，对论文的编写提出了明确的指导和修改意见。

同时，南昌南车辆段给予了热情的帮助和支持，在此向他们给予的关心和指导致以诚挚的感谢。

在研讨工作及撰写论文期们间，同学们对我论文中的铁路货车轮轴研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。

感谢给予我关心、帮助和支持的所有老师和同学，感谢我的朋友、同事、家人给予的理解、支持和帮助使我能够专心完成我的学业。

[参考文献]
[1] 陈雷.铁路货车运用维修技术与管理.中国铁道出版社.2005.05
[2] 杨绍清.铁路货车段修维修技术与管理.中国铁道出版社.2004.03
[3] 赵云生.铁道车辆.铁道车辆出版社.2009.07
[4] 赵炳昆.铁路行车事故救援与调查.南昌铁路局车辆处编印.2006.03。