石太線貨運機車輪對輪緣偏磨原因分析與改善措施

李斌

【摘 要】隨著鐵路運輸事業(yè)的發(fā)展，機車牽引噸位的提高，輪對磨耗速率日益為人們所關(guān)注，尤其是輪對偏磨現(xiàn)象會導(dǎo)致機車頻繁地退箍、旋輪，浪費了大量的人力、物力，嚴重影響機車的正常運用，更是為機務(wù)工作部門所重視。人們采用多種方法進行改善輪對的工作條件，降低磨損量，保證機車走行公里數(shù)的穩(wěn)定。本文就造成輪對輪緣偏磨的主要原因進行了分析，并提出了一些改善措施。

【關(guān)鍵詞】機車輪緣；偏磨；原因；改善措施

1.問題的提出

機車輪對不僅承受著巨大的靜載荷和動載荷，還剛性承受鋼軌接頭、道岔等垂直和水平方向的作用力，其受力大且復(fù)雜，工作條件惡劣。

目前，電力機車原形輪輪緣厚度為33或34mm ，而磨耗到限的輪緣厚度值為23mm。如果輪緣厚度值低于23mm，可能將導(dǎo)致機車脫線等重大行車事故。在正常狀況下，機車輪緣從原形到磨耗到限有較長時間。

我段配屬機車大都運行在石太線，石太線線路彎道、坡道多，曲線半徑小。機車輪緣本身磨耗就大，再加上部分機車存在偏磨現(xiàn)象，導(dǎo)致鏇輪及換箍任務(wù)量非常大。其中我段配屬機車中，SS4機車數(shù)量最多，偏磨率較高，因其是貨運機車，承載必然大，一旦發(fā)生輪緣偏磨現(xiàn)象，偏磨速度非常大，所以其輪緣偏磨問題尤為突出。下表為我段部分SS4機車的偏磨情況調(diào)查表：

2.原因分析與改進措施

造成輪對輪緣偏磨的原因分為外部因素和內(nèi)部因素兩種，相對于產(chǎn)生輪緣偏磨的各種內(nèi)部因素來說，外部因素相當重要。只有機車結(jié)構(gòu)方面的因素與線路狀況因素及載重大的因素相結(jié)合，才使輪緣偏磨問題顯得尤為突出，也就是說只有二者相結(jié)合后才會產(chǎn)生極大的危害。通過觀察運行在京廣線的中修機車輪緣厚度可以證實這一點，這些機車在一個中修期內(nèi)沒有進行過一次鏇輪處理。

下面就造成輪對輪緣偏磨的主要原因進行分析，并提出一些建議與改善措施。

2.1軸重不均的影響

機車行駛過程中機車輪箍往往由于踏面的斜度等原因，使鋼軌作用于踏面的法向反力也不相等，從而導(dǎo)致輪對兩側(cè)承受的載荷不等，具體受力分析情況如圖 1 所示。

其中，ON1 與ON2 的數(shù)值并不相等，其原因在于輪對工作踏面斜度的差異，引起的機車輪轂兩側(cè)載荷 OP1 和 OP2不等的結(jié)果。利用進一步受力分析，可知該輪對的水平分力存在OH1與OH2不等。若 OP1大于OP2，必然導(dǎo)致OH1大于OH2，存在△（△=OH1-OH2）力的作用，從而使輪對向載荷較重的一側(cè)橫移，該側(cè)輪緣貼靠鋼軌，導(dǎo)致輪緣偏磨現(xiàn)象的產(chǎn)生。

解決辦法就是盡量使機車輪箍踏面斜度保持一致，避免軸重分布不均的影響，以減少偏磨的產(chǎn)生。

2.2線路狀況原因

在產(chǎn)生輪緣偏磨的外部因素中，線路狀況原因是一個最重要的原因，也是一個最主要的原因。

當機車運行在彎道、坡度多的線路時，發(fā)生偏磨的概率較大。彎道、坡度、速度、輪對在機車中的位置、機車結(jié)構(gòu)等因素綜合在一起，產(chǎn)生了復(fù)雜的偏磨現(xiàn)象。

機車在過彎道時，前進方向第一輪的外輪總是靠緊外軌的，當機車速度低時，后輪對的內(nèi)輪一般是貼靠內(nèi)軌的，當機車速度高時，就變成后輪對的外輪貼靠鋼軌了。當機車運行在坡道或在某種條件下，造成機車在上、下行時經(jīng)過線路上某區(qū)間速度相差較大，則必然造成有些輪對某側(cè)輪緣在上下行時都貼靠鋼軌，這就造成該輪對被偏磨。

通過上面分析知，由該原因造成的偏磨有一定規(guī)律，如果某一輪對某側(cè)輪緣因此原因而被偏磨，則在其它轉(zhuǎn)向架上相同位置上的輪對輪緣也必然存在偏磨現(xiàn)象。解決這個問題并不難，只要將機車掉一下頭就可以了，實際上，由于機車運行時在經(jīng)由某區(qū)間時，機車就進行了掉頭，例如我段機車運行到石家莊工業(yè)站后就完成一次掉頭。機車掉頭后，由于該原因造成的偏磨就會移到同一轉(zhuǎn)向架上其它輪對，一段時間后因此而產(chǎn)生的偏磨現(xiàn)象就不太明顯了。

2.3左右輪徑不同

同軸的左右兩個輪在一定的距離內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)相同，當同軸的左右兩個輪輪徑不同時，必然利用踏面斜度來調(diào)整同徑，直徑較小的一側(cè)輪緣靠近鋼軌，導(dǎo)致直徑小的一側(cè)輪緣偏磨。如同軸的左右兩個輪徑差1mm，則在1：20的踏面上就橫向移動5mm。針對這種情況，必須盡可能保證同軸左右輪徑一致。而我們機務(wù)段目前在日常輪對檢查中，受測量空間及測量儀器限制，一般是通過測量輪箍厚度來計算出輪對滾動圓直徑，計算公式為：輪對滾動圓直徑=輪輞直徑+2×輪箍厚度，其中，輪輞直徑為一個在一定限度范圍內(nèi)的不定值， 例如，韶山4型機車段修規(guī)程規(guī)定，輪輞外徑原形為：1070±1mm，而中修限度為≮1065mm，而在計算輪對滾動圓直徑過程中，輪輞直徑取值1070mm，通過這種方法計算出的輪對滾動圓直徑與實際值有一定差距。在中修加工過程中，我們曾發(fā)現(xiàn)有一輪對左右輪輞外徑相差4mm。所以我們檢修人員在鏇輪時，不能嚴格保證同軸左右兩輪同徑。所以，我建議采用激光測厚儀來代替機務(wù)段目前采用的輪箍厚度尺，這樣就可以直接測量輪對直徑，盡可能保證同軸左右輪徑一致。

另外，如沒有能力消除其他原因造成的輪緣偏磨，我們可以通過適當減少輪緣被偏磨輪對對側(cè)的輪對直徑來減緩或（下轉(zhuǎn)第169頁）（上接第115頁）消除偏磨。

2.4潤滑條件不同

目前中國鐵路普遍采用的輪軌潤滑方式為噴脂式潤滑，如果同一輪對左右兩側(cè)有一邊輪緣噴脂器工作不正常，則不出脂的一側(cè)磨耗速度必然大，造成一定程度的偏磨。

通過保持良好的輪軌潤滑在減緩輪緣磨耗速度的同時，也會降低輪緣偏磨程度和速度。這種方法在減小機車輪對鏇輪任務(wù)量方面效果比較明顯。最普遍的一種輪軌潤滑方式為輪緣噴脂器，但存在著噴嘴易堵塞的弊病。目前有很多機車采用新型固體輪軌潤滑裝置，該裝置就不存在不出潤滑油脂的問題，但是處于控制成本的角度，還有待于進一步的論證。

3.結(jié)束語

本文給出了機車輪對輪緣偏磨的常見原因，同時本文針對產(chǎn)生輪對輪緣偏磨原因提供了一些防止及消除輪緣偏磨的措施。另外，必須注意的是產(chǎn)生偏磨的因素往往是綜合在一起起作用，這種現(xiàn)象又時有發(fā)生，如果處理不當，就會給機務(wù)部門造成很大麻煩。某輪對輪緣被偏磨后，必須認真分析其產(chǎn)生原因，然后制定相應(yīng)處理措施，減緩或根除機車輪緣偏磨現(xiàn)象。 [科]

【參考文獻】

[1]楊譜等.機車車輪.北京：北京鐵路局機務(wù)處機車車輪技術(shù)培訓(xùn)教材，1987.

[2]潘朝輝.SS7型電力機車輪緣偏磨原因分析及改進措施.

[3]鐵道機車車輛，2005（4）：43-44.