有軌電車輪對損傷的原因分析

郭浩 任重

摘 要：有軌電車車輪的良好狀態(tài)是保障車輪平穩(wěn)運營的基石，輪對一旦生病了，輕者會產生巨大的噪音，影響乘客乘車的體驗；嚴重的還可能造成脫軌等嚴重后果。因此，哪些情況能夠造成輪對的損傷及車輪的各種損傷能夠造成哪些影響和后果，這些都是車輛檢修人員應該了解和掌握的。

關鍵詞：有軌電車；輪對；損傷

一根車軸和2個車輪，組成了車輛的輪對。無論是日檢、月檢更或是架修、大修均需要對輪對進行仔細的檢查。

一、車輪的結構

我國城市軌道交通車輛使用的車輪主要為整體鋼輪，并冷壓至車軸上。整體車輪包括踏面、輪緣、輪轂、輻板、輪輞、輪轂孔。車輪同鋼軌的接觸面為踏面。沿著整個圓周凸起的部分為輪緣，是防止脫軌的重要部分。踏面沿徑向的厚度部分為輪輞，輪轂是保證車輪與車軸有足夠壓裝力的部分，輪轂孔是安裝車軸的地方。輻板是連接輪輞和輪轂的地方。

每個車輪所涉及的磨耗量為80mm（渾南100%低地板車為580-500mm；70%低地板車為660-580mm）。

二、車輪的損傷

車輪的損傷主要有踏面磨耗、踏面擦傷及剝離、輪緣磨耗、車輪裂紋等，這些損傷都直接威脅行車的安全。因此，日常檢查及定期檢修時都必須認真檢查、及時發(fā)現(xiàn)。

（1）車輪踏面圓周磨耗。車輪踏面圓周磨耗是指車輪踏面在運用的過程中車輪直徑減小，并改變踏面標準輪廓。

踏面磨耗是一種不可避免的自然磨耗，其速度隨車輪對材質、運用及路線情況而不同。在一般情況下，新鏇修車輪使用的開始階段走行5000KM左右，會形成0.5-1.0mm的磨耗，以后每走行5000KM磨耗0.1mm左右。

車輪在鋼軌上運動的主要形式是滾動，但在通過曲線等情況下，輪軌間存在相對滑動。因此，輪軌間發(fā)生的是滾滑混合的復雜摩擦，引起磨耗。

踏面磨耗有以下危害：

①破壞了踏面的標準外形，使得踏面與鋼軌經(jīng)常接觸部分的磨耗變大，使輪對蛇形運動的波長減小，頻率增高，影響車輛運行的平穩(wěn)性。

②踏面磨耗造成輪緣下垂，輪緣下垂嚴重時，會壓壞鋼軌連接螺栓，引起脫軌。

③踏面磨耗嚴重時，也使踏面外側下垂，當通過道岔時，踏面外側會陷入基本軌與尖軌之間，把基本軌推開，造成脫軌。

④增大運行阻力。車輪踏面磨耗后，車輪與鋼軌的接觸面積變大，車輪踏面與鋼軌接觸的各點與車軸中心的距離是不同的，這樣車輪與鋼軌必然會發(fā)生局部滑動摩擦，使得踏面磨耗加劇，踏面與鋼軌接觸各點與車軸中心距離偏差越大，則運行摩擦也越大。

（2）踏面擦傷、剝離和局部凹下。

①踏面擦傷。由于車輪在運行中制動力過大，抱閘過緊，車輪在鋼軌上滑行，而把圓錐形踏面磨耗成一塊或數(shù)塊平面的現(xiàn)象稱為踏面擦傷。造成踏面擦傷的原因有車輪材質過軟，制動力過大，制動緩解不良，同一輪對兩車輪直徑相差過大等。踏面擦傷引起車輛運行時過大的振動，會使車輛零件加速損壞，軸箱發(fā)熱，還會損壞鋼軌。踏面擦傷的深度越大，引起的振動越大，而且當擦傷處與鋼軌接觸時車輪轉動的阻力增大，更容易引起車輪在鋼軌上滑行，擴大擦傷。因此，運行中利用振動診斷技術對踏面擦傷隨時監(jiān)控及檢修中對擦傷的檢查修理是十分重要的。

②踏面剝離。車輪踏面表面金屬成片狀剝落而形成的小凹坑或片狀翹起的現(xiàn)象稱為踏面剝離。踏面剝離的原因：一是車輪材質不良，在車輪與鋼軌多次擠壓作用下發(fā)生疲勞破壞；另一種是車輪在鋼軌上滑行時，摩擦熱使踏面局部金屬組織發(fā)生變化而發(fā)生的金屬脫落。踏面剝離會使車輛在運行中產生過大的振動。剝離深度一般較大，而凹下處與鋼軌不會接觸，為了限制踏面剝離對車輛振動的影響，對踏面剝離的長度規(guī)定了限度。測量車輪踏面剝離長度時，沿著車輪圓周方向測量其最長處的尺寸。

③踏面局部凹下。踏面局部凹下是車輪局部材質過軟，在運行中與鋼軌擠壓造成的。

（3）輪輞過薄。當車輪踏面磨耗超過限度或因其他故障要鏇修車輪，車輪輪輞厚度隨之變薄。輪輞過薄時，其強度減弱，容易發(fā)生裂紋；車輪直徑也變小，影響轉向架各部分配合關系。輪輞過薄超過限度，應更換車輪。

（4）輪緣磨耗。輪緣磨耗后，輪緣外形輪廓發(fā)生變化，可能會影響行車安全。

①輪緣過薄。輪緣過薄使車輪過道岔時，輪緣頂部會壓傷尖軌或爬上尖軌而造成脫軌。另外，輪緣過薄會使輪軌間橫向游隙增加，在通過曲線時，減小了車輪在內軌上的搭載量，容易脫軌；在通過曲線時，增加了車輛的橫動量，使運行平穩(wěn)性變差。輪緣過薄，還降低了輪緣的強度，容易造成輪緣裂紋。

②輪緣垂直磨耗。輪緣外側面被磨耗成與水平面成垂直狀態(tài)，稱之為垂直磨耗。輪緣垂直磨耗的危害是車輪通過道岔時，輪緣外側磨耗面容易與基本軌密貼，輪緣頂部更容易壓傷或爬上尖軌，造成脫軌。

（1）車輪裂紋。車輪裂紋多發(fā)生在使用時間過久、輪輞較薄的車輪，裂紋的部位多在輻板與輪輞交界處、輪輞外側、踏面及輪緣根部。車輪出現(xiàn)裂紋必須更換車輪。

（2）輪轂松弛。車輪輪轂孔和車軸輪座組裝前，機械加工精度不夠及粗糙度不合要求、組裝壓力不合標準等，在使用中由于車輪與車輪軸的相互作用力，車輪和車軸發(fā)生松弛。

三、結語

輪對的磨耗、擦傷及剝離、輪緣的缺損及車輪幾何型面的狀態(tài)檢查等，這些車輛日常檢修中常做的檢查項目對保障車輛安全運營起著至關重要的作用。每個事故的發(fā)生都有許多小的隱患作為前提，每個小的隱患都是日積月累而來的，這就要求我們檢修人員扎實的掌握檢修本領，在工作中積累檢修經(jīng)驗，樹立高度的責任意識，把事故危險消滅在萌芽中。

參考文獻

[1] 鄧志剛；孫綱.地鐵車輛車輪異常磨耗測試分析[J]；現(xiàn)代城市軌道交通；2009年01期

[2] 馬琪.國產地鐵車輛制動系統(tǒng)[A]；城市快速軌道交通建設新發(fā)展——《都市快軌交通》理事會2004年會論文集[C]；2004年

（作者單位：沈陽渾南現(xiàn)代有軌電車運營有限公司）