SS4B 型機(jī)車輪對(duì)偏磨分析及預(yù)防策略

尹凱政

（包神鐵路集團(tuán)機(jī)務(wù)分公司，陜西 神木 719316）

當(dāng)SS4B 型機(jī)車在鋼軌上運(yùn)行的過(guò)程中，其輪對(duì)將會(huì)通過(guò)輪緣卡在鋼軌之間，以此來(lái)避免脫軌情況發(fā)生。因此，在整體機(jī)車的運(yùn)行中，輪對(duì)屬于一項(xiàng)至關(guān)重要的部件，它所承受的負(fù)荷不僅包括鋼軌接頭和岔道等的沖擊力，同時(shí)也包括巨大的機(jī)車靜荷載。這些荷載作用就很容易導(dǎo)致機(jī)車輪對(duì)出現(xiàn)偏磨情況，也就是在同一輪對(duì)中，一側(cè)輪緣比另一側(cè)輪緣的磨損量大很多。而在機(jī)車的具體運(yùn)行過(guò)程中，如果輪對(duì)偏磨情況得不到有效處理，當(dāng)輪緣厚度超出了限制時(shí)，機(jī)車就會(huì)出現(xiàn)脫軌傾覆等的重大安全事故。因此，在SS4B 型機(jī)車的應(yīng)用中，維修人員一定要高度重視其輪對(duì)偏磨問(wèn)題，并通過(guò)合理的策略來(lái)加以預(yù)防，以此來(lái)保障SS4B 型機(jī)車的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.SS4B 型機(jī)車輪對(duì)偏磨具體情況分析

在某機(jī)務(wù)段的運(yùn)輸過(guò)程中，由于區(qū)段條件比較復(fù)雜，有著較多的彎道和較大的坡度，導(dǎo)致SS4B 型機(jī)車的對(duì)輪磨耗速度達(dá)到了其他路段的兩到三倍。通過(guò)對(duì)該機(jī)務(wù)段中SS4B 型機(jī)車歷史檢修資料，得出了該機(jī)車輪緣的主要參數(shù)：

表1 某機(jī)務(wù)段SS4B 型機(jī)車輪緣的主要參數(shù)

但是由于在輪對(duì)偏磨的情況下，其輪對(duì)的使用里程僅僅在9萬(wàn)km左右，當(dāng)某SS4B型機(jī)車的運(yùn)行里程達(dá)到了10萬(wàn)km之后，經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，其右側(cè)的7 和8 輪歲出現(xiàn)了偏磨現(xiàn)象，具體情況如下：

表2 7 和8 輪對(duì)具體偏磨情況

由于輪對(duì)偏磨問(wèn)題的存在，使得該機(jī)車的輪對(duì)使用壽命顯著降低，運(yùn)行里程也顯著減少，同時(shí)也在很大程度上增加了檢修人員的工作量與工作強(qiáng)度。而要想解決此類問(wèn)題，檢修人員就需要對(duì)SS4B 機(jī)車的輪對(duì)偏磨原因進(jìn)行深入分析，并以此為依據(jù)，通過(guò)相應(yīng)的策略來(lái)進(jìn)行預(yù)防。

2.SS4B 型機(jī)車輪對(duì)偏磨問(wèn)題的主要原因分析

2.1 同軸左右輪徑差

在機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中，同軸的左右輪對(duì)轉(zhuǎn)數(shù)一定相同。如果左右兩個(gè)輪對(duì)有著不同的直徑，為了讓輪對(duì)走行距離保持相等，輪對(duì)將會(huì)借助于踏面來(lái)進(jìn)行斜度的自動(dòng)調(diào)整，這樣便會(huì)導(dǎo)致直徑小的車輪朝著鋼軌一側(cè)靠近。如果踏面斜面比例為1∶20，左右輪對(duì)的直徑差達(dá)到一定程度時(shí)，輪對(duì)的橫向移動(dòng)距離就會(huì)很大，而根據(jù)相關(guān)規(guī)定，兩輪箍?jī)?nèi)側(cè)距離的允許公差是±3mm，這樣將會(huì)進(jìn)一步加大輪對(duì)的橫向移動(dòng)距離，具體情況如下：

表3 左右輪對(duì)直徑偏差和輪對(duì)的橫向移動(dòng)距離

在這樣的情況加，就嚴(yán)重增加了輪緣和鋼軌之間的接觸機(jī)會(huì)。在這樣的情況下，如果輪徑偏差問(wèn)題不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，較小直徑的輪緣將會(huì)快速磨損，而與之對(duì)應(yīng)的踏面也將快速磨損。這樣的情況將會(huì)導(dǎo)致同軸左右輪徑差越來(lái)越大，輪對(duì)偏磨問(wèn)題也將越來(lái)越嚴(yán)重。比如，在本次所研究的機(jī)務(wù)段內(nèi)，某SS4B型機(jī)車在檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，其1、2、8 輪對(duì)的左右輪徑差已經(jīng)非常明顯，具體情況如下：

表4 本次所研究機(jī)務(wù)段某SS4B 型機(jī)車1、2、8 輪對(duì)的左右輪徑差情況

2.2 機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中的線路條件影響

通過(guò)SS4B 型機(jī)車的檢修數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，相比較其他的機(jī)務(wù)段而言，本次所研究的機(jī)務(wù)段中，SS4B 型機(jī)車輪對(duì)偏磨問(wèn)題更加顯著，通過(guò)分析其原因可知，之所以會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，是因?yàn)樵摍C(jī)務(wù)段有著更多的彎道和更大的坡度。在SS4B 型機(jī)車做曲線運(yùn)動(dòng)的情況下，如果曲線的超高不能和機(jī)車實(shí)際運(yùn)行速度達(dá)到良好的匹配效果，將很容易出現(xiàn)輪對(duì)偏磨問(wèn)題。在SS4B 型機(jī)車從曲線路段通過(guò)的過(guò)程中，其運(yùn)行方向上的第一個(gè)輪對(duì)外輪總是和外軌貼近，如果運(yùn)行速度很高，后輪對(duì)外輪將會(huì)和外軌貼緊；但是在降低運(yùn)行速度時(shí)，機(jī)車的后輪對(duì)內(nèi)輪將會(huì)和內(nèi)軌貼緊，如果這樣的情況長(zhǎng)期持續(xù)下去，這一條輪對(duì)便會(huì)出現(xiàn)偏磨問(wèn)題。

2.3 左右兩側(cè)車輪荷載不同

在SS4B 型機(jī)車的運(yùn)行過(guò)程中，其重量將會(huì)借助于兩側(cè)軸箱中的彈簧傳遞到輪對(duì)，但是如果兩側(cè)彈簧具有不同的剛度，較大剛度一側(cè)彈簧所對(duì)應(yīng)的輪對(duì)便會(huì)承受較大荷載。在輪對(duì)的滾動(dòng)過(guò)程中，因?yàn)檩嗆壏ㄏ蜃饔昧λa(chǎn)生的作用，輪對(duì)就會(huì)橫移向受力比較小的一側(cè)，進(jìn)而讓輪對(duì)兩側(cè)出現(xiàn)受力不同的情況，輪對(duì)偏磨問(wèn)題也將由此產(chǎn)生。

2.4 輪軌之間的潤(rùn)滑條件不同

為有效消除非正常性的輪緣磨耗情況，SS4B 型機(jī)車中都進(jìn)行了輪緣噴油器的安裝，在機(jī)車的運(yùn)行過(guò)程中，噴油器會(huì)定時(shí)為輪對(duì)進(jìn)行噴油潤(rùn)滑處理，這樣便可將輪對(duì)和鋼軌這兩者之間的摩擦阻力降低。具體應(yīng)用中，如果噴油器出現(xiàn)了嚴(yán)重故障，完全不能噴油，這樣的情況僅僅會(huì)導(dǎo)致輪對(duì)磨耗程度加大，但是并不會(huì)引發(fā)輪對(duì)偏磨問(wèn)題；但是如果同一輪對(duì)兩側(cè)噴油器中的一側(cè)噴油器出現(xiàn)了故障，僅僅不能對(duì)某一側(cè)進(jìn)行噴油處理，這一側(cè)的輪緣與鋼軌之間的摩擦阻力將會(huì)比另一側(cè)輪緣與鋼軌之間的摩擦阻力大很多，這樣便會(huì)引發(fā)輪對(duì)偏磨問(wèn)題。

2.5 輪箍硬度不同

SS4B 型機(jī)車輪箍的生產(chǎn)廠家有很多，由于不同廠家的產(chǎn)品合金成分存在差異，所以輪箍踏面硬度也會(huì)有所不同。如果將不同硬度的輪箍應(yīng)用在SS4B 型機(jī)車統(tǒng)一輪對(duì)的兩側(cè)，由于輪箍硬度不同，機(jī)車運(yùn)行中，輪對(duì)兩側(cè)輪緣便會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨耗，久而久之便會(huì)導(dǎo)致偏磨問(wèn)題產(chǎn)生。

3.SS4B 型機(jī)車輪對(duì)偏磨問(wèn)題的主要預(yù)防策略分析

3.1 同軸左右輪徑差的預(yù)防策略

在對(duì)本次所研究的某機(jī)務(wù)段SS4B 型機(jī)車出現(xiàn)偏磨的輪對(duì)進(jìn)行尺寸測(cè)量的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在該機(jī)務(wù)段中，超過(guò)半數(shù)的機(jī)車輪對(duì)偏磨問(wèn)題的主要原因都是同軸左右輪徑存在偏差。由此可見(jiàn)，在對(duì)SS4B 型機(jī)車輪對(duì)偏磨問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防的過(guò)程中，一項(xiàng)重要策略便是做好輪徑尺寸的控制。在本次所研究的機(jī)務(wù)段內(nèi)，因?yàn)樽鳂I(yè)環(huán)境不佳，測(cè)量工具有限，所以主要借助于輪箍厚度的測(cè)量來(lái)進(jìn)行輪對(duì)直徑計(jì)算，其計(jì)算公式為輪對(duì)直徑等于輪輞外徑加二倍的輪箍厚度，單位是mm，在該公式中，輪輞外徑是一個(gè)不確定的值，其變化范圍在1065-1070mm 之間。但是在對(duì)輪對(duì)直徑進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，為了計(jì)算方便，特將輪輞外徑的確定為1070mm，這樣的情況就導(dǎo)致輪對(duì)直徑計(jì)算結(jié)果和實(shí)際值之間存在一定程度的偏差。因此，在后期計(jì)算中，為有效避免輪對(duì)直徑偏差，特將精度足夠高的測(cè)量工具用來(lái)替代以往的輪箍卡尺。通過(guò)這樣的方式，便可有效控制同軸輪徑偏差情況，使其保持在1mm 以內(nèi)，這樣便可有效避免由于同軸輪徑偏差所導(dǎo)致的輪對(duì)偏磨問(wèn)題。

3.2 線路條件影響下的輪對(duì)偏磨問(wèn)題預(yù)防策略

對(duì)于線路條件影響下的SS4B 型機(jī)車輪對(duì)偏磨問(wèn)題，其預(yù)防策略十分簡(jiǎn)單，只需要在機(jī)車運(yùn)行了一段時(shí)間之后使其反復(fù)掉頭便可實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這樣的方式，便可以讓轉(zhuǎn)向架不同的輪對(duì)磨耗情況得以輪流進(jìn)行，避免僅僅對(duì)一側(cè)輪緣造成磨損的弊端。在本次所研究的某機(jī)務(wù)段中，為有效消除彎道對(duì)于SS4B 型機(jī)車輪對(duì)偏磨的影響，特在該機(jī)務(wù)段內(nèi)進(jìn)行了SS4B型機(jī)車專用掉頭線路的建設(shè)，并加強(qiáng)了和SS4B 型機(jī)車調(diào)度員之間的聯(lián)系，保障SS4B 型機(jī)車每進(jìn)入到修程時(shí)都要從掉頭線路中經(jīng)過(guò)一次。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察與分析發(fā)現(xiàn)，在增設(shè)了掉頭線路之后，SS4B 型機(jī)車在該機(jī)務(wù)段中的輪對(duì)偏磨情況較之前降低了30%左右。

3.3 左右兩側(cè)車輪荷載不同所導(dǎo)致的輪對(duì)偏磨問(wèn)題預(yù)防策略

對(duì)于因左右兩側(cè)車輪荷載不同所導(dǎo)致的輪對(duì)偏磨問(wèn)題，在對(duì)SS4B 型機(jī)車進(jìn)行大修的過(guò)程中，維修人員應(yīng)格外重視兩側(cè)軸箱中的彈簧剛度，盡最大限度保持其剛度的一致性，避免剛度相差過(guò)大所導(dǎo)致的荷載不等情況。特別是在SS4B 型機(jī)車運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了軸箱彈簧斷裂故障之后，維修人員一定要將兩側(cè)軸箱中的彈簧同時(shí)更換成新的彈簧。因?yàn)橄啾容^舊彈簧而言，新彈簧的剛度會(huì)更大，所以若只更換斷掉的彈簧，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)軸箱中的彈簧剛度差很大，進(jìn)而增加對(duì)輪偏磨問(wèn)題的發(fā)生幾率。因此在具體維修中，如果需要更換彈簧，維修人員一定要將同一輪對(duì)兩側(cè)軸箱中的彈簧同時(shí)進(jìn)行更換，并使其剛度保持一致，這樣才可以有效預(yù)防由于左右側(cè)車輪承受不同荷載所導(dǎo)致的輪對(duì)磨損問(wèn)題。除此之外，如果機(jī)車兩側(cè)軸箱上的拉桿彈性部件不具有相同的彈性，輪對(duì)也可能發(fā)生橫移偏磨問(wèn)題，所以在對(duì)狀態(tài)不好的彈性部件進(jìn)行更換的過(guò)程中，也應(yīng)該將兩側(cè)彈簧一起更換掉，以此來(lái)保障其彈性的一致性，預(yù)防輪對(duì)偏磨問(wèn)題發(fā)生。

3.4 輪軌之間潤(rùn)滑條件不同所導(dǎo)致的輪對(duì)偏磨問(wèn)題預(yù)防策略

通過(guò)對(duì)SS4B 型機(jī)車中噴油器故障的檢修分析發(fā)現(xiàn)，其主要的故障原因是噴頭位置有過(guò)多的灰塵或油污沉積，在長(zhǎng)時(shí)間不清理的情況下便會(huì)將噴頭堵塞住。因此，為有效避免由于輪軌之間潤(rùn)滑條件不同所造成的輪對(duì)偏磨問(wèn)題，在對(duì)SS4B 型機(jī)車進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中，維修人員一定要對(duì)其噴油器做到足夠重視，尤其是對(duì)于噴頭位置，更應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行清理，避免大量的灰塵和油污堆積。同時(shí)，在日常維護(hù)中，維修人員一定要做好噴油器的試驗(yàn)檢測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)立即進(jìn)行修理或更換。通過(guò)這樣的方式，才可以有效避免單側(cè)噴油器故障所導(dǎo)致的輪軌之間潤(rùn)滑條件不同，預(yù)防SS4B 型機(jī)車的輪對(duì)偏磨問(wèn)題。

3.5 輪箍硬度不同所導(dǎo)致的輪對(duì)偏磨問(wèn)題預(yù)防措施

在SS4B 型機(jī)車的具體應(yīng)用中，為有效預(yù)防因輪箍硬度不同所導(dǎo)致的輪對(duì)偏磨問(wèn)題，維修人員應(yīng)盡量使用機(jī)車原生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的輪箍，如果選用了其他生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，則一定要做好輪箍硬度檢測(cè)，在保障輪箍硬度和其他輪箍硬度偏差不超過(guò)允許范圍的情況下才可以使用。比如，在本次所研究的某機(jī)務(wù)段中，SS4B 型機(jī)車輪箍的硬度被控制在布氏255-275 之間。通過(guò)這樣的方式，便有效消除了由于輪箍硬度不同所引起的輪對(duì)偏磨情況。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，SS4B 型機(jī)車輪軸偏磨問(wèn)題的主要原因包括同軸左右輪徑偏差過(guò)大、線路條件影響、左右兩側(cè)車輪荷載不同、輪軸之間潤(rùn)滑條件不同和輪箍硬度不同等。具體應(yīng)用中，要想有效預(yù)防輪對(duì)偏差情況，維修人員應(yīng)對(duì)這些影響因素加以高度重視，并根據(jù)實(shí)際情況來(lái)采取合理的防治措施。