無錫地鐵1號線電客車輪對修復鏇可行性探討

潘炯 楊欣

摘?要：輪對作為轉向架的重要組成部分之一，起著承載車體等重要作用;其狀態性能對于列車平穩性及乘客舒適性起著決定性的作用;然而，由于各條線路各區段條件不一，以及其他運行條件等，導致各輪對的磨耗量、磨耗角度、磨耗速率等各不相同，甚至于部分輪對出現異常磨耗現象。鏇輪雖能很好地解決這一情況，但頻繁的鏇輪會導致輪對的消耗加劇，從而導致運營成本增加。本文，我們將借一號線輪對異響故障，找出導致輪對踏面的各項數據變化快慢的因素，在各數據變化量與鏇修量中找到平衡點，在最小化鏇修量的基礎上，不斷提高列車平穩性能，即輪對修復鏇。

關鍵詞：鏇修;平穩性;輪徑

1 概述

無錫地鐵一號線電客車輪對采用的是符合TB/T 2817標準的整體輾鋼車輪，踏面形狀為TB/T 449標準的LM磨耗型踏面，同時采用TB/T 1027標準要求的車軸;輪軌硬度匹配比值在1∶1.1～1.2之間，并在車輪上采取降噪阻尼環措施。輪對的主要部件由一根車軸和兩個車輪組成，車輪為整體輪，通過壓裝配合安裝到車軸輪座上;新輪輪徑為840mm，其磨耗極限為770mm。

2 現象描述

自2015年初，無錫地鐵一號線電客車走行公里數陸續接近或超過10萬公里，1月21日，正線首次報出電客車0105走行部輕微異響;隨后的2月14日，又再次報出電客車0115走行部較大聲異響。經過對無錫地鐵一號線23列車整體調查之后發現，異響率高達63.64%。同時，根據電客車各計劃修修程中對于輪對的各項檢查，結果顯示，輪對出現輪緣增厚、區域磨耗等現象。

2.1 輪緣增厚

根據2015年度無錫地鐵一號線電客車輪對磨耗統計分析，一號線23列電客車552條輪對，1104塊輪餅中，輪緣非正常磨耗導致增厚的車輪比例達76.56%。

2016年，對一號線電客車輪緣潤滑裝置進行改造，新增時控開關，同時將原有的每月15公斤的輪緣潤滑量減少至每月7公斤，根據2018年輪對踏面輪廓數據統計，一號線電客車1104塊輪餅中，輪緣厚度超過32mm的，僅剩5例，輪緣增厚率已降至0.4%，已基本控制輪緣增厚情況。

2.2 區域磨耗（輪緣增厚原因）

根據2015年度一號線電客車踏面輪廓形狀采集圖形與標準輪對踏面輪廓外形進行對比（見圖1）分析。可以看出，由于無錫地鐵一號線正線段線路中，小半徑曲線段線路較少，導致于輪對踏面輪對的磨耗，集中在距離輪輞背面40mm—110mm處，而0—40mm及110mm—135mm兩頭則出現極低磨耗甚至于零磨耗的情況。由于輪緣厚的測量值為在距離輪輞背面70mm處向上12mm處與輪輞背面的垂線，該垂線與輪緣的交點至輪輞背面的垂直距離。由于該70mm處為輪對踏面的重點磨耗區域，所以在該點下降后，測量點也隨之下降，而輪緣區域則處于低磨耗區域，所以導致于在輪緣未被磨耗的情況下，測量結果為輪緣增厚。

2.3 輪緣高度超限（輪對鏇修的主要原因）

由于列車在行駛過程中，輪緣頂部與鋼軌的接觸基本為零，所以導致輪緣頂部消耗量為零，隨著輪對踏面的磨耗，直徑減少，輪緣高度隨之大幅提高，由于過高的輪緣會對列車在彎道行駛時，產生不小的安全隱患，然而以現有的切削量，單次輪緣高切削，直徑損失約在2—4mm，為輪對消耗的最為主要的因素。

3 原因分析

針對高頻率發生的走行部異響故障，在對2015年5月內1號線多列車進行添乘，并調研了部分站點的軌道情況。

判斷原因1：輪對失圓

判斷依據：列車在行進過程中伴隨著不同程度的振動，同時帶有一定程度的“蜂鳴”，在使用不落輪徑尺對6組不同輪對的輪餅進行36等分后，測量出36組輪徑值;其中，差異值最大的達到3mm。

再次觀察：對于軌道表面及踏面磨痕進行觀察后發現，軌道表面及踏面均存在不同程度的波磨。

判斷原因2：輪緣增厚擠壓軌道表面導致車體擺動

判斷依據：根據軌道表面的波磨情況，說明輪軌接觸面處于不斷變化的情況，接觸面積大小變化相對規律，呈現出相對整齊的間隔亮紋，同時，對比輪對踏面輪廓數據，在輪對內側距接近上限值的情況下，輪緣出現增厚情況，判斷為由于輪緣過厚，擠壓軌道面，出現單側輪對的小幅度爬升現象，當爬升至一定程度后，由于車體小幅傾斜，在車體的自重作用下，車體下壓，輪對回到軌平面，如此反復，從而出現軌面波磨的情況，雖然小幅度的震動未能對乘客舒適度產生影響，但在高頻的作用下，易產生部分緊固件的松脫，具有一定的安全隱患，同時，會產生不小的噪聲，即上面所說的“蜂鳴”。

4 修復鏇方案

4.1 原理：在不改變理論輪徑值的情況下，修復輪對踏面外形

所謂輪徑值，是指距離輪對輪輞內測面70mm處的橫斷面圓形截面的直徑;如圖，圖中dM即是該輪輪徑值，該值是車輪使用壽命的基本判斷依據。經濟鏇即是一種在不改變該輪徑值的情況下，將車輪SH、SD、QR各項參數恢復至標稱值的鏇修手段。

圖2為公里數約為30萬公里電客車磨耗型踏面，下方棕色實線為該輪實際磨耗踏面輪廓，上方紅色實線為標準踏面輪廓，可以看出該踏面有明顯的區域性磨耗，即不同曲線段的實際磨耗相差較大，根據不同區域的磨耗差異，可將該踏面分為高磨耗區、中磨耗區、低磨耗區、零磨耗區。

根據圖3，可以明顯看出各磨耗區在踏面上的分布。

圖4為標準踏面不同磨耗示意圖，其中零磨耗區能明顯看出鏇床刀具鏇修時的階梯狀軌跡，高磨耗區呈現出光亮平滑的金屬表面，中磨耗區為粗糙的金屬表面。

標準踏面的高磨耗區，其中心位置大約位于距輪輞背面90mm處，該處亦未無錫地鐵一號線輪軌接觸初始面，但隨著磨耗加劇，高磨耗區踏面隨之下陷，該中心點會逐漸向輪輞內測面偏移，基本穩定于約80mm處。

4.2 具體方案

涉及修程：定修、年檢、均衡修12

參考依據：《1、2號線輪對鏇修技術標準》

鏇床在對輪對進行測量后，若測量結果不滿足《1、2號線輪對鏇修技術標準》相關要求，則依據要求進行正常鏇修。若該輪對因同車、同轉、同軸其他輪對鏇修導致需要進行輪徑補償，則同樣依照要求進行鏇修。若該輪測量結果滿足《1、2號線輪對鏇修技術標準》，且不需要進行輪徑補償，則依照經濟鏇方案進行鏇修。

走刀方案：依照LM-32（或LM-30）選型方案，根據測量直徑，選取進刀量0mm-0.1mm，對輪廓外形進行鏇修，鏇修完成后允許踏面留有“黑皮”，鏇修完成后踏面須滿足：260-0.4mm≤SD≤32+0.40mm、270-0.4mm≤SH≤31+0.40mm、徑向跳動值≤0.5、最小輪徑保有量≥784mm。

5 結論

（1）由于線路情況、載荷、閘瓦材質、列車運行情況等各種因素，導致了輪對踏面輪廓不同區域出現不同程度的磨耗，踏面輪廓形狀出現變化，過度不再均勻，降低列車平穩性及舒適度，修復鏇則能很好地改善這一情況，在電客車經過修復鏇之后，踏面輪廓得到初始化，將低磨耗區域的多余輪廓部分鏇修除去，使得輪對踏面過度平滑，提高列車平穩性。

（2）由于修復鏇僅對于輪緣的低磨耗區域進行走刀，而對于中間部分高磨耗區域基本不進行切削，所以輪對直徑不會因為修復鏇而改變，同時，修復鏇對于多余的輪緣頂部進行切削，大大減少了由于輪緣高度超限導致的鏇修，從而最大化從各個方面降低了消耗。

參考文獻：

[1]羅美清.現代有軌電車獨立輪轉向架移動式不落輪鏇修工藝及裝備研究[J].城市軌道交通研究，2017，（7）：136-138.

[2]張文君.不落輪鏇床及其在地鐵車輛輪對璇修中的應用研究[J].大科技，2015，（35）：217-218.

[3]劉釗.對不落輪鏇床及其在地鐵車輛輪對鏇修中的實踐分析[J].今日自動化，2019，（5）：62-63.

作者簡介：潘炯（1986—?），男，漢族，江蘇蘇州人，本科，工程師，研究方向：城市軌道車輛。