关于铁路货车车轮踏面擦伤的分析
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铁道车辆车轮踏面擦伤原因及防范措施摘要在铁道车辆运行过程中,车轮踏面在众多原因作用下,也会发生擦伤并且会对铁路车辆运行产生一定的影响。
本文研究了车轮踏面出现擦伤的原因,并对如何防范踏面擦伤的出现进行了探讨。
关键词车轮;踏面擦伤;原因;处理措施中图分类号U2 文献标识码 A 文章编号2095-6363(2017)14-0034-01轮对是铁道车辆主要组成部件,承担着铁道车辆沿钢轨走行的功能,工作中轮对需要承受来自各个方向的力作用,同时轮对本身也需具备导向、传递制动力等方面的功能。
因此,轮对在行走过程当中,不可避免会出现车轮的踏面擦伤、剥离等情况,并且这些情况也会直接影响得到铁道车辆的运行安全[1]。
为此,以下从轮对踏面擦伤的实际情况出发,具体分析擦伤的原因,并就其原因探讨防范的措施。
1 车轮踏面擦伤的原因1.1 车轮踏面构造分析当前铁道车辆的车轮踏面主要分为两种类型,即锥型踏面和磨耗型踏面,这两种踏面的具体参数有明显的不同。
锥型踏面是由轮内侧面向外48mm至100mm之间以1:20的锥度区段和由100mm到35mm之间以1:10的锥度区段构成。
磨耗型踏面则是由半径为100mm、500mm、220mm的三段弧型线圆滑连接成的一条曲线和锥度为1:8的一段直线组成的几何图形[2]。
随着铁道车辆新技术的发展,目前基本上采用的是磨耗型踏面车轮。
基于该类型的车轮踏面,其踏面擦伤的原因依据情况会有不同,以下进行具体分析。
1.2 车轮踏面擦伤原因分析在当前使用磨耗型踏面车轮下,车轮踏面擦伤的具体原因有以下几点:1)车轮的制动力过于强大,这一情况的出现主要是由于车辆制动系统的结构设计存在问题,或制动阀、风管等出现临时故障;2)车辆运行时,由于制动故障出现抱闸的情况,闸瓦间隙自动调整器以及制动缸故障进一步使得车轮踏面发生擦伤;3)车辆运行时间过长车轮出现疲劳,并且受到温度的冲击发生剥离,进而发生擦伤;4)铁道车辆运行时铁鞋制动过于频繁因而导致擦伤;5)调车时采用手制动之后,如果不进行完全放松,在长时间的闸瓦、车轮相互摩擦下,车轮踏面温度则上升,从而容易发生剥离、擦伤;6)车辆运行的线路表面平整度也会对车轮踏面产生一定的影响,如线路表面凹凸不平等,均可能使得车轮踏面发生擦伤;或者铁道钢轨弯道的内外轨高度差致使车轮踏面出现擦伤;7)铁道车辆在温差非常大的情况下,其车轮踏面也会发生擦伤。
车轮踏面擦伤原因分析及措施车轮踏面擦伤原因分析及措施车轮踏面擦伤是车辆在运行之中发生的主要故障之一,危害性极大.严重危及着列车的运行安全,影响铁路运输的提高。
因此,分析轮对踏面擦伤原因及制定预防措施已成为现场亟待解决的问题。
1.车轮擦伤的原因分析1.1司机操纵不当在长大下坡道时,司机将小闸推向缓解位,使车辆制动机车缓解.这种用车辆制动拖住机车的方法会增加车辆制动力;另一方面,由于长大货物列车的增加,列车在进入列检所停车时,采用了二次停车,此时,由于部分车辆没有缓解,车轮产生滑行,造成擦伤。
1.2温度条件变化原因严寒季节钢轨面上有冰雪、霜冻、油污,使轮对与钢轨的粘着系数降低,制动力大于粘着力,造成车轮擦伤。
1.3车站调车作业时使用单侧铁鞋车辆从驼峰上溜放下来受到单侧铁鞋的阻力后,有铁鞋一侧的轮对被垫起,而另一侧的轮对由于停止转动与钢轨产生剧烈摩擦,造成轮对踏面擦伤。
1.4车辆制动机故障、部分配件作用不良冬季气温下降,三通阀油脂凝固或风道凝结水进入风管内,造成三通阀滑动部分因摩擦阻力增大,在列车紧急制动时作用缓慢不良或不起作用,造成列车制动快慢不一致,制动压力高低不均而造成车辆车轮擦伤。
1.5空重车装置调整不正确运用部门根据车辆每轴平均载重确定“空车位”和“重车位”,使车辆产生不同的制动力。
如果空车运行,而车辆的空重车手炳至于重车位时,将使制动力大于粘着力,造成车轮滑行,擦伤轮对。
1.6闸瓦自动间隙调整器故障或调整不当现场车辆在做定期检修时,还须对闸调器做减小间隙、增大间隙实验。
该项实验常常被简化,造成制动缸活塞行程过长或过短,如果行程过短时,致使制动力增大,出现闸瓦紧抱车轮,甚至抱死车轮,造成车轮严重擦伤。
铁路货车车轮擦伤故障的分析与对策铁路货车车轮擦伤是由车轮发生滑行造成的,车轮滑行时车轮踏面与钢轨接触的那部分成了固定的磨擦面,它与钢轨持续摩擦而使车轮踏面上发生局部平面磨耗,形成擦伤。
车轮擦伤后会锤击钢轨、降低车辆运行品质,以及使车辆弹簧等零部件折损,轴承保持架裂纹或破碎,引发热轴、切轴,甚至造成列车颠覆事故。
它会造成修理期限提前,既影响运输,又加大一次旋轮量,使车轮提前报废。
因此,我们应当避免车辆发生滑行。
不发生滑行的条件是闸瓦磨擦力不能大于轮轨粘着力。
由于货车提速后,粘着系数降低,根据公式分析,容易发生车轮滑行,因此对车辆系统的安全性和可靠性要求更高,以确保行车安全。
但是,由于日前货车制动系统的设计及检修存在一些不足,列车运行中往往因各种因素造成车辆抱闸或轮对踏面擦伤,影响了铁路运输正常秩序。
本人曾对车轮踏面擦伤情况进行过调查,情况如下:2012年我段其中一站修所更换由于车轮踏面擦伤过限或由于擦伤引起燃轴等的滚动轴承轮对78对,2013年更换96对,比上年增加23.1%,2005年更换112对,比上年增加16.7%。
因此认真分析车轮踏面擦伤原因,提出防范措施是一项重要工作。
一、原因分析1 120阀的缺陷目前,120阀为我国货车制动机的主型阀,其数量逐渐增多,首先由于120阀结构原因,在紧急制动时,作用部主活塞上方可能形成密闭,因此在再充风、缓解时,压力差加大,膜板的S型部分产生膨胀变形,由于活塞上方作用面积缩小,因此列车管压力必须增加到一定值时,主阀组成才能下移。
此时活塞上方密封破坏,列车管压力空气进入后促使主阀组成急剧下降,将膜板变形部分挤入活塞下方,这样反复多次作用后,主膜板周围产生鼓泡,甚至导致穿孔,再次进行充风缓解时,压力空气即可能通过穿孔处进入副风缸和制动缸,使制动机不缓解,产生抱闸而造成轮对踏面擦伤。
其次,120阀缓解时间长,与103、GK阀混编时如果未完全缓解就开车,易造成车轮踏面擦伤。
货车轮对踏面擦伤浅析作者:于祥行马新锋来源:《魅力中国》2018年第40期摘要:为适应当代铁路运输量的迅速增加,铁路货车大大提高了运载量和运载速度。
同时,货车轮对的踏面擦伤问题更加明显。
本文简要分析了轮对踏面损伤的原因和应对策略。
关键词:铁路货车;提速;踏面损伤货车踏面故障是车辆运行时最为多见的故障,其损伤主要表现为踏面的擦伤及剥离。
车轮踏面擦伤后,车轮的形状受到了破坏,其正常运动轨迹也发生了变化。
故障车辆在行车时会对轨道形成周期性冲击。
随着车轮擦伤深度的增加,轮轨间的动作用力将急剧增大,车轴、轴承等簧下部件的受力条件亦更加恶劣,这将极大地降低车轮、车轴、轴承、钢轨的使用寿命,加速车辆轴承及轨道零部件的疲劳耗损,特别是在高速重载的运行条件下,这种高强度冲击载荷的破坏性更强,同时对车辆的舒适性也有一定影响。
一、轮对擦伤的原因(一)列车运行中制动力过大在车辆实际运行过程中,制动力过大有如下原因。
一是车辆紧急制动。
二是闸瓦厚度不同。
同一辆车上各闸瓦厚度不相同,从而造成这几个闸瓦壓力过大而引起踏面被抱住。
三是列车管系漏泄量过大。
四是遇有特殊情况司机操纵不当采取强行紧急制动,因制动机性能差异,部分车辆未充分缓解带闸强行开车,易造成轮对踏面擦伤。
(二)列车本身设计和质量问题一是在空车制动时,装有手动空重车调整装置车辆的制动力要大于装有自动空重车调整装置的车辆,空重车调整转换塞门导架损坏,手柄在空车位,而转换塞门实际在重车位,导致空车时制动力过大,造成车轮擦伤。
轮对承受的闸瓦压力大,在制动时易抱死车轮产生滑行从而导致轮对踏面擦伤。
二是一部分车辆的安全阀损坏,空气压力达到190kPa时不能排风,安全阀失去作用,造成车轮擦伤。
这种情况与车辆定检质量有关。
二、解决办法(一)逐步改造或淘汰现有手动空重车调整装置,全部采用自动空重车调整装置因为自动空重车调不仅杜绝手动人为忘调、错调现象发生,更主要的是,列车运行制动时有较均匀的制动缸压力范围,能达到理想的制动效果。
关于铁路货车车轮踏面擦伤的分析
铁路货车车轮踏面擦伤是车辆运行中的常见问题。
擦伤会严重影响列车和轨道设施的安
全和使用寿命,因此对踏面擦伤故障造成的原因进行分析,减少擦伤故障,降低铁路货车检
修成本,提高铁路货车使用效率是很有实际意义的。
1 铁路货车车轮踏面擦伤的共性原因车轮踏面擦伤的共性原因大致分几点:制动力过大
引起的轮对抱死致使踏面滑行擦伤;制动系统故障或调整不合理引起的踏面擦伤;制动抱闸
故障引起的踏面擦伤;缓解不同步引起的踏面擦伤。
1.1 制动力过大引起的车轮踏面擦伤由于制动时机车司机所减压过大,闸瓦压力产生的
制动力超过了轮对与钢轨间的粘着力,导致车轮滑行造成踏面擦伤。
粘着系数随速度的增加而减小,列车速度低,冲击振动和轮轨间的横向和纵向的少量滑
动减弱,因此粘着系数增加。
1.2 制动装置故障或调整不合理引起的车轮踏面擦伤由于制动装置故障或调整不合理引
起车轮踏面擦伤的因素有:基础制动部位调整存在问题、闸调器故障或调整不合理、制动缸
行程不合理、空重车调整装置调整不合理、制动管泄漏。
由于基础制动部分调整存在问题,造成一位转向架与二位转向架之间、同一辆车四个制
动梁之间,以及同一条制动梁两端的闸瓦之间的制动力均不相同,其中制动力较大的就可能
造成车轮踏面擦伤。
基础制动连杆机构连接副的间隙分配不合理导致缓解阻力大,导致不能
缓解造成车轮踏面擦伤。
闸调器故障时,螺杆只能缩短而不能伸长,间隙越来越小,制动力越来越大,容易造成
轮对踏面擦伤,甚至将车轮抱死。
调整不合理是指在调整闸调器时超出了规定的范围,当闸瓦间隙过小时不能再伸长,导
致制动时闸瓦压力过大或抱闸。
空重车调整装置调整不合理是指触头与横跨梁间隙过小,空车制动时施加了重车制动力,制动力过大导致踏面擦伤。
制动管系漏泄不能被及时发现和处理,如果漏泄过限容易造成自然制动,容易使轮对踏
面擦伤。
1.3 制动抱闸故障引起的踏面擦伤制动抱闸故障是由于空气制动机故障、人力制动机不
缓解等原因造成的制动缓解不良、闸瓦未与车轮踏面分离,其主要危害是车轮踏面擦伤。
也
可能由于车辆的制动机灵敏度、闸调器灵活性以及闸瓦厚度存在差异,可能会造成某些车辆
的某些闸瓦离开车轮踏面时相对迟缓而导致踏面擦伤。
抱闸也可能是由于制动梁别劲,制动梁别劲会造成货车轮对单侧车轮轮缘异常磨耗和车
轮踏面单侧擦伤。
原因是制动梁两侧滑块不在同一条直线上,或者是两侧闸瓦厚度差超过规
定限度,使制动梁别劲。
2 各车型造成车轮踏面擦伤情况不同的分析在实际运用中各车型车轮踏面磨耗情况不同,与车辆所装的转向架有着重要的关系。
主要结合实际针对各车型踏面擦伤问题进行分析,找
出问题所在,对以后车辆改进,减少临修辅修、节约检修成本、提高货车的使用效率提供重
要的依据。
通过对2010 年7 月到2013 年2 月我太原北车辆段临修车车轮踏面擦伤过限情况的统计,统计结果如下:装转K2 转向架的车辆中有173 辆踏面擦伤;装转K6 转向架的70t 车辆有
124 辆踏面擦伤的;装其它型转向架的车辆踏面擦伤很少。
擦伤车轮位数不同,其中转K2 转
向架临修车车轮踏面擦伤过限情况的统计中1 位到8 位擦伤分别为:47 辆、23 辆、6 辆、10辆、13 辆、9 辆、29 辆、36 辆;转K6 转向架1 位到8 位擦伤情况为:13 辆、11 辆、8 辆、29 辆、20 辆、11 辆、14 辆、18辆。
下面主要针对转K2 和转K6 转向架造成的踏面擦伤故障的原因进行分析来验证实际中发
生的问题。
2.1 转K2 型转向架车轮踏面擦伤原因分析转K2 型转向架制动时存在的问题,由于固定
杠杆支点座、支点和固定杠杆都是刚性的,在摇枕的下移过程中,制动梁就会向固定杠杆倾
斜的一侧移动,由于转K2 型转向架采用中拉杆形式,所以在摇枕下降时固定杠杆端的制动
梁水平位移大,移动过大时,闸瓦接触到车轮轮缘,造成单侧车轮轮缘的异常磨耗和单侧车
轮踏面擦伤。
由于固定杠杆偏向1 位跟8 位使1、8 位车轮轮缘的异常磨耗,所以1 位和8 位擦伤最多;2 位跟7位由于制动梁横移量大的原因,使得2、7 位车轮踏面与闸瓦接触面积小
磨耗不均匀造成踏面擦伤,这是2、7 位车轮踏面擦伤较3、4、5、6 位多的原因。
从上述分析可以看出转K2 转向架车轮踏面擦伤多的原因,同时车轮位数擦伤不同也通
过分析得出了原由。
2.2 转K6 型转向架车轮踏面擦伤原因分析固定杠杆支点采用了链蹄式的连接形式,避免
了固定杠杆支点座、支点和固定杠杆产生别劲问题,从而消除了固定杠杆与制动梁之间发生
别劲的问题,消除了转K2 型转向架存在的问题。
转K6 型转向架设计增大下心盘直径,为使移动杠杆与上拉杆连接,设计时将固定杠杆
与移动杠杆一端分别压型10 度和13 度,移动杠杆与固定杠杆进行比较,连接中拉杆的孔与
连接制动梁支柱的孔两者距离差约40mm,使得各杠杆组装后,中拉杆歪斜,导致制动梁与
移动杠杆组装后向移动杠杆倒向的一侧发生偏移,与固定杠杆组装后向另一侧发生偏移。
发
生制动作用时,由于制动梁存在偏置,造成同一制动梁的一侧闸瓦紧贴轮缘,另一侧远离轮缘,导致制动力不均衡,或是缓解后偏置的一侧闸瓦抱轮,造成车轮踏面擦伤。
这种情况下
的车辆,车轮位数擦伤情况应该是1、4 位跟5、8 位较多。
通过上述分析可以得出转K6 转向架车轮踏面擦伤的原因,同时车轮位数擦伤不同也通
过分析得出了原由。
3.车辆检修注意事项及车辆改进建议3.1 车辆检修注意事项严格执行检修工艺,对车辆
空气制动部位及基础制动部位进行检修,加强对制动阀内部的检修及试验,确保各项指标均
达标。
严格落实单车试验,尤其是做好闸调器的试验及行程判定,确认好制动缸压力及安定
试验制动缸活塞行程长度,确保各项指标符合规定,另外要做好各杠杆的复位检查及缓解状
态下杠杆无别劲。
3.1 车辆改进建议将转K2 转向架固定杠杆支点改为柔性支点,减少在摇枕下移的过程中,制动梁向固定杠杆倾斜的一侧移动的幅度,使得制动力均衡,避免固定杠杆支点座、支点和
固定杠杆产生别劲造成的抱闸问题,同时也能减少踏面及轮缘的偏磨。
适当减小转K6 型转向架的下心盘直径,减小固定杠杆与移动杠杆的压型角度,使得组
装后制动梁位置偏移量缩小,从而消除因制动梁偏置造成胡车轮踏面擦伤问题。
作者简介:侯中豪,出生年月:1986 年12 月6 日,性别:男,籍贯:山西省平遥县最
高学历:本科,目前职称:助理工程师,主要研究方向:铁道货车车辆。