昆明地鐵輪對(duì)偏磨分析及預(yù)防措施

張繼能 李家宇 朱維杰

【摘 ?要】“安全第一”、“質(zhì)量為先”、“保養(yǎng)并重”、“預(yù)防為主”是目前軌道交通維護(hù)保養(yǎng)需要切實(shí)遵循的維修思想，由于多種原因造成電客列車(chē)輪對(duì)踏面偏磨、輪緣偏磨及垂直磨耗，引起電客列車(chē)輪對(duì)頻繁鏇輪，影響輪對(duì)使用壽命。本文對(duì)提前到限鏇輪的問(wèn)題進(jìn)行原因分析，并提出提出了切實(shí)有效的解決方案和措施。對(duì)改善電客列車(chē)車(chē)輪偏磨有一定的效果。

【關(guān)鍵詞】軌道交通;電客列車(chē);踏面偏磨;輪緣偏磨;垂直磨耗;鏇輪;措施

第一章 引言

1概述

2013年5月1日，交三橋站-東風(fēng)廣場(chǎng)站洞通，標(biāo)志著昆明軌道交通首期工程全線洞通。5月20日，昆明軌道交通1號(hào)線南段（曉東村站-大學(xué)城南站）開(kāi)始載客運(yùn)營(yíng)。間隔8分鐘，運(yùn)營(yíng)時(shí)間34分鐘，這是我國(guó)開(kāi)通的首條高原全功能軌道交通。運(yùn)營(yíng)區(qū)間為北部客運(yùn)站至大學(xué)城南站，全長(zhǎng)42公里，部分區(qū)段軌道曲率半徑較小，如昆明火車(chē)站到福德站曲率半徑為330m，在列車(chē)運(yùn)用過(guò)程中出現(xiàn)輪對(duì)輪緣厚度增大，同一輪對(duì)輪徑差大，造成輪緣偏磨和垂直磨耗大，從而縮短鏇輪周期。

1.2輪緣偏磨的危害

昆明地鐵首期工程輪對(duì)踏面外形為DIN5573磨耗型踏面，如圖1，圖中規(guī)定，輪緣厚度：26㎜≤Sd≤33㎜;輪緣高度：28㎜≤Sh≤36㎜;qR值：6.5㎜≤qR≤12.7㎜。本文只討論輪緣變薄和變厚的危害。

第2章 原因分析

2.1 輪徑差和徑向跳動(dòng)超差

2.2.1 整列車(chē)輪徑超差

電客列車(chē)規(guī)定，同輪對(duì)輪徑差不大于2mm，同轉(zhuǎn)向架輪徑差不大于4mm，同節(jié)車(chē)輪徑差不大于7mm，整列車(chē)由于載荷變化，引起軸重差超，同時(shí)導(dǎo)致輪徑變化。

2.2.2 同輪對(duì)左右輪徑超差

當(dāng)左右輪徑超差時(shí)，車(chē)輪將向輪徑小的一側(cè)偏移，受力不均，造成踏面、

輪緣偏磨的惡性循環(huán)，輪徑差越大，偏磨現(xiàn)象就越嚴(yán)重。而當(dāng)同軸兩輪直徑差過(guò)大時(shí)，就會(huì)使此種現(xiàn)象更為明顯，即當(dāng)左右輪徑差大于 1-2mm，機(jī)車(chē)運(yùn)行一段時(shí)間后，輪徑小的一方由于受的磨擦力比另一側(cè)大，因此踏面、輪緣均磨耗較快，使左右輪徑差進(jìn)一步加大，從而使偏倚現(xiàn)象更為突出，輪對(duì)偏磨加快，直至輪緣、踏面磨耗到限。

2.2.2徑向跳動(dòng)超差

昆明地鐵首期工程從2012年運(yùn)營(yíng)到2015年底，一系彈簧斷裂28起，經(jīng)分析，造成該轉(zhuǎn)向架故障是由于列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)向架振動(dòng)較大，直接導(dǎo)致一系彈簧和減振器振動(dòng)頻率及振幅增加，降低彈簧和減振器疲勞壽命。并結(jié)合轉(zhuǎn)向架異響分析，通過(guò)輪對(duì)尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，輪對(duì)徑向跳動(dòng)超差是造成轉(zhuǎn)向架振動(dòng)頻率及振幅增加，部分嚴(yán)重的產(chǎn)生共振，此種情況會(huì)導(dǎo)致踏面垂直磨耗增大和輪緣厚度磨耗。

2.2 軌道曲率半徑較小

當(dāng)輪對(duì)進(jìn)入曲線時(shí)，由于軌距變窄，輪對(duì)在慣性力的作用下自動(dòng)地向外軌方向偏移，輪對(duì)的一個(gè)車(chē)輪以較大直徑沿外軌滾動(dòng)，而另一個(gè)車(chē)輪則以較小的直徑沿內(nèi)軌滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地選擇曲線通過(guò)時(shí)所需要的踏面直徑。曲線半徑愈小，輪對(duì)相對(duì)于鋼軌的橫向位移以及車(chē)輪踏面直徑的差值就愈大。如果曲線線路的軌距不允許輪對(duì)橫向位移到必須的限度，那么外側(cè)車(chē)輪將撞到外軌，造成輪緣或鋼軌的金屬剝離。輪緣與軌側(cè)發(fā)生接觸，輪緣和鋼軌產(chǎn)生磨耗。因此，對(duì)軌距要嚴(yán)格控制，過(guò)曲線時(shí)踏面與鋼軌接觸簡(jiǎn)圖，見(jiàn)圖3。

2.3空轉(zhuǎn)打滑

由于昆明地鐵夏季雨水較多，首期工程有五站為高架橋線路，下雨時(shí)輪軌關(guān)系不好，也就是靜摩擦力變小，容易空轉(zhuǎn)打滑，造成踏面垂直磨耗增加。

2.4輪緣潤(rùn)滑原因

輪緣噴脂器噴嘴位置調(diào)整不當(dāng)，造成輪緣無(wú)油、缺油，輪緣與鋼軌沒(méi)有潤(rùn)滑，直接接觸，加劇輪緣的磨耗;油脂噴到輪對(duì)踏面上從而機(jī)車(chē)空轉(zhuǎn)，加劇踏面磨耗，甚至踏面擦傷而鏇輪。

第3章 整改措施

3.1輪徑差和徑向跳動(dòng)超差整改

由于我國(guó)軌道交通起步較晚，整列車(chē)輪徑差暫時(shí)還沒(méi)明確定規(guī)定，這待以后研究分析。

電客列車(chē)規(guī)定，同輪對(duì)輪徑差不大于2mm，同轉(zhuǎn)向架輪徑差不大于4mm，同節(jié)車(chē)輪徑差不大于7mm，均修測(cè)量輪對(duì)尺寸，輪徑超差的鏇輪處理。

針對(duì)輪對(duì)徑向跳動(dòng)超差，通過(guò)輪徑跳動(dòng)量數(shù)據(jù)分析，我們制定計(jì)劃鏇鏇修標(biāo)準(zhǔn)（一年鏇）和狀態(tài)修鏇修標(biāo)準(zhǔn)，鏇修標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

3.2 軌道曲率半徑較小的處理意見(jiàn)

軌道曲率半徑小、彎道多，列車(chē)在經(jīng)過(guò)此路段時(shí)會(huì)使某輪對(duì)某一側(cè)輪緣在上下行都緊貼鋼軌運(yùn)行，長(zhǎng)期下來(lái)，這條輪對(duì)就會(huì)發(fā)生偏磨的現(xiàn)象，消除此類(lèi)問(wèn)題引起的偏磨很簡(jiǎn)單，列車(chē)運(yùn)行一段時(shí)間后將列車(chē)來(lái)回掉頭，這樣，使不同轉(zhuǎn)向架的輪對(duì)輪換磨耗，減輕了只磨損固定輪對(duì)的弊端。地鐵行業(yè)將廠段線設(shè)計(jì)成列車(chē)可以掉頭，有諸多因素，實(shí)施起來(lái)較為不易。

3.3 列車(chē)空轉(zhuǎn)打滑的處理意見(jiàn)

列車(chē)空轉(zhuǎn)打滑多數(shù)為軌面濕滑，常見(jiàn)于雨雪氣候，摩擦力減小。機(jī)車(chē)在運(yùn)行中很少空轉(zhuǎn)打滑，因機(jī)車(chē)軸重較大，一般都設(shè)計(jì)在23噸左右，重量增加，摩擦力也增加，在加之機(jī)車(chē)有撒砂裝置。電客列車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到列車(chē)在隧道中運(yùn)行，軌面不受氣候影響，再加上列車(chē)自重較輕，軸承只有14噸，易導(dǎo)致空轉(zhuǎn)打滑。建議司機(jī)在操作列車(chē)時(shí)，提速時(shí)加速度不易過(guò)大，不要緊急制動(dòng)，如條件允許可以加裝撒砂裝置。

3.4改善輪緣潤(rùn)滑

定期檢查輪緣潤(rùn)滑噴嘴位置，輪噴噴嘴位置不當(dāng)?shù)囊皶r(shí)調(diào)整，輪噴狀態(tài)良好正確位置見(jiàn)圖4。另外，對(duì)輪噴儲(chǔ)油罐和噴頭定期清潔，保證兩側(cè)裝置作用良好，此類(lèi)偏磨可大大減少。

第4章 結(jié)論

根據(jù)以上分析，輪緣、踏面異常磨耗與諸多因素有關(guān)，本文重點(diǎn)介紹輪對(duì)徑向跳動(dòng)超差對(duì)轉(zhuǎn)向架的影響及鏇輪方案，改變輪緣潤(rùn)滑裝置噴頭數(shù)量降低輪緣的異常磨耗。2017年這幾種措施的實(shí)施，輪對(duì)狀態(tài)有所改善，對(duì)電客列車(chē)轉(zhuǎn)向架的運(yùn)用安全起到了一定的作用。

統(tǒng)計(jì)T04車(chē)和T28車(chē)部分輪對(duì)經(jīng)整改后，輪緣厚度趨于變薄，2017年1-12月統(tǒng)計(jì)見(jiàn)圖7和圖8。

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（作者單位：昆明地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司車(chē)輛中心）