劉永林，胡 洋

（1 武漢鐵路局 車輛處，湖北武漢430071；2 武昌客車車輛段 技術(shù)科，湖北武漢430071）

2010年9～11月，武漢鐵路局擔(dān)當(dāng)?shù)臐h口至青島1113／4次旅客列車先后有9輛客車振動異常，車體地板垂向高頻振動并伴有嗡嗡的振動噪聲，嚴(yán)重影響旅客正常休息。上述車輛均為某公司2009年11月新造25G型DC600V硬臥客車，209P型轉(zhuǎn)向架，2010年1月份正式投入運用，走行公里不足40萬km。為確保車輛運行安全，消除車輛異常振動，滿足旅客需要，對振動異常的車輛進行了調(diào)查，對故障現(xiàn)象、產(chǎn)生原因進行了分析，采取了有效措施，振動異常的車輛得到了有效處理。

1 車輛振動異?；靖艣r

2010年9月武漢鐵路局擔(dān)當(dāng)?shù)臐h口至青島1113／4次旅客列車運行速度大于75km／h高速運行時，組中YW25G679054振動異常，車輛振動噪聲較大，車輛一位端轉(zhuǎn)向架上方的車體地板出現(xiàn)明顯的垂向高頻振動，并伴有嗡嗡的高頻振動噪聲，嚴(yán)重影響了旅客正常休息，車輛二位端也存在輕微的高頻振動，但無明顯的不舒適感。隨后又相繼出現(xiàn)8輛硬臥車振動異常，旅客反映強烈。

2 振動異常的車輛處理及運行試驗

2.1 第1次處理及運行試驗

2010年10月27日對振動嚴(yán)重的車輛YW25G679054進行檢查、分析、處理。外觀檢查發(fā)現(xiàn)：該車1、4位上、下旁承壓死，1位轉(zhuǎn)向架下心盤支撐面局部磨耗嚴(yán)重，1、2、4、5位彈性定位套橡膠開裂；1位轉(zhuǎn)向架兩條輪對踏面輕微剝離，車輪踏面形成凹形磨耗，凹形溝槽深度達(dá)5mm；2位轉(zhuǎn)向架輪對踏面良好；全車油壓減振器、鋼彈簧、搖枕吊、彈簧托梁等狀態(tài)良好。將該車開膠的定位套更新，調(diào)整旁承間隙，更換1位轉(zhuǎn)向架下心盤，將1、2位轉(zhuǎn)向架輪對互換。

將處理后的車輛恢復(fù)編組，聯(lián)系車輛制造廠家一起進行添乘檢查、振動測試，發(fā)現(xiàn)該車運行速度大于70 km／h出現(xiàn)高頻振動，運行速度在98～106km／h，車輛2位端高頻振動達(dá)到最大振動峰值，噪聲也達(dá)到最大，運行速度在110～120km／h勻速運行時，車輛高頻振動和振動噪聲最嚴(yán)重；整個運行試驗中，車輛1位端高頻振動仍然存在，但振動幅值及振動噪聲明顯降低，旅客基本可以接受。

通過故障車1、2位轉(zhuǎn)向架輪對互換后運行試驗結(jié)果表明，在沒有互換輪對前，車輛的1位端車體高頻振動明顯，2位端車體高頻振動輕微；輪對互換后，車輛的1位端車體高頻振動輕微，2位端車體高頻振動明顯，車輛振動異常故障由1位端轉(zhuǎn)移到2位端。

2.2 第2次處理及運行試驗

2010年11月19日將故障車輛YW25G679054的4條輪對全部更換，再次恢復(fù)編組運行，異常振動和高頻噪聲現(xiàn)象基本消除，車輛運行品質(zhì)良好。車輛返回入庫后，檢查各部技術(shù)狀態(tài)良好。其余8輛振動異常的車輛更換輪對后，運行至段修均沒有再發(fā)生振動異常和振動噪聲大的故障。由此可知，該批車振動異常和振動噪聲大的主要原因是輪對故障引起。

2.3 振動異常的車輛輪對分解檢查情況

經(jīng)對YW25G679054的1、2位輪對分解檢查、檢測，發(fā)現(xiàn)輪對存在以下主要問題：（1）車輪踏面徑向跳動值較大，經(jīng)測量踏面徑向跳動值為0.8～1mm；（2）輪對動不平衡值較大，輪對旋修前，大部分輪對動不平衡值為92.7～112.9g·m；（3）輪對踏面形狀發(fā)生變化，車輪踏面形成凹形磨耗，凹形溝槽深度達(dá)5mm；（4）車輪踏面有輕微剝離。該車的3、4位輪對技術(shù)狀態(tài)良好。

3 車輛異常振動原因分析

3.1 車輛異常振動影響因素

車輛屬于多剛體運動系統(tǒng)，車輛振動來自車輛本身以及輪軌作用而產(chǎn)生。針對209P型轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點，影響車輛異常振動的主要因素有輪軌相互作用產(chǎn)生的高頻沖擊；一、二系鋼彈簧的剛度；垂向油壓減振器性能；軸箱導(dǎo)柱定位性能；各部位組裝尺寸控制。

3.2 輪對踏面徑向跳動對車輛異常振動的影響

經(jīng)對9輛振動異常的車輛車輪踏面跳動值檢測，每輛車至少有1條輪對車輪踏面跳動值為0.7～1mm、動不平衡值為70～131.4g·m，有11條輪對動不平衡值超過75g·m。車輪因材質(zhì)偏軟以及異常磨耗等情況下，車輪踏面圓周方向?qū)l(fā)生不均勻磨耗，影響車輪踏面徑向跳動值，在車輪踏面徑向跳動值達(dá)到一定值時，相當(dāng)于車輛重心在垂直方向上下運行往復(fù)振動，振幅或振動頻率達(dá)到一定值時，將發(fā)生振動異常，影響車輛運行品質(zhì)。同時過大的徑向跳動值是造成輪對動平衡超差的主要原因，而輪對動不平衡值是高速車輛運行平穩(wěn)性的一個重要指標(biāo)，UIC 813—2003規(guī)定了車輪踏面的徑向跳動和輪對動態(tài)不平衡數(shù)值，見表1。

表1 車輪踏面徑向跳動和輪對動態(tài)不平衡值（UIC813－2003）

3.3 輪對動不平衡值對車輛運行品質(zhì)的影響

輪對動不平衡值超標(biāo)是由于輪對質(zhì)量分布不均勻，在輪對高速轉(zhuǎn)動下將產(chǎn)生一個離心力，此離心力將造成輪對踏面在運行中局部磨耗加劇，踏面的局部磨耗又將加大輪對動不平衡值，從而造成整個輪對的磨耗不均勻，最終造成車輛振動異常。

3.4 外界激擾力的頻率與車體固有頻率相近形成高頻共振

車輛新造后投入運用伊始沒有出現(xiàn)車輛異常振動，運行40萬km陸續(xù)出現(xiàn)振動異常，說明車輛在使用一段時間后技術(shù)狀態(tài)發(fā)生了變化，對車輛來說，車體及轉(zhuǎn)向架等部件比較穩(wěn)定，在短時間正常運用情況出現(xiàn)較大技術(shù)狀態(tài)變化的可能性很小，而輪對與鋼軌直接接觸，車輪踏面形狀隨運行里程而發(fā)生變化，由于輪軌間存在相互作用力，使得車輪踏面產(chǎn)生剝離、擦傷、踏面外形異常磨耗等故障，從而增大了輪軌間激擾能量，并經(jīng)過轉(zhuǎn)向架傳遞給車體，該激擾力的頻率與車體固有頻率接近時，將形成高頻共振，引起車輛振動異常。

4 建議措施

4.1 定期開展客車輪對踏面修形

在客車整備所增設(shè)不落輪車床，定期對車輪踏面進行修形，及時消除車輪踏面剝離、擦傷、異常磨耗等故障，恢復(fù)車輪踏面形狀，減少車輛振動異常。在這方面動車組檢修已經(jīng)有成熟的經(jīng)驗，動車組運行到一定的走行公里，安排對輪對踏面進行修形，運用中動車組沒有出現(xiàn)過振動異?，F(xiàn)象。

4.2 利用既有TPDS系統(tǒng)對旅客列車輪對振動情況進行監(jiān)控

利用既有的TPDS系統(tǒng)對旅客列車車輪踏面缺陷進行檢測，對監(jiān)控到報警故障的輪對，庫列檢及時對輪對故障進行復(fù)測，提高庫列檢作業(yè)的針對性，并且TPDS系統(tǒng)能發(fā)現(xiàn)車輪踏面剝離、擦傷、踏面徑向跳動嚴(yán)重等故障。

4.3 加強庫列檢技術(shù)作業(yè)，保證運用客車出庫車輪各限度符合要求

庫內(nèi)發(fā)現(xiàn)車輪踏面有剝離、擦傷、輾寬等故障時不超限時，要趟趟跟蹤盯控，掌握重點輪對的運行技術(shù)狀態(tài)，對不符合出庫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的輪對必須換輪，確保運行途中車輛不發(fā)生問題。

4.4 擴大客車輪對動不平衡的試驗范圍

隨著鐵路實施6次大提速，旅客列車運行速度大幅度提高，很多裝用RD3、RD3A型輪對的25G型客車以110～120km／h高速長時間運行，輪對動不平衡對車輛運行品質(zhì)影響增大。按照《鐵路客車輪對和滾動軸承軸箱組裝和檢修規(guī)則》規(guī)定，最高運行速度小于或等于120km／h的輪對檢修時不要求進行動不平衡試驗，為減少因輪對動不平衡原因引起的車輛異常振動，建議對所有 RD3／RD4、RD3A／RD4A型客車輪對檢修后，全部進行動不平衡試驗，動不平衡值不得超過75g·m，對動不平衡試驗不合格的輪對進行去重處理。

4.5 提高客車車軸、車輪加工精度等級

客車車軸、車輪盤轂加工時，應(yīng)進一步提高加工精度等級，降低車軸、車輪的偏心量，輪對組裝時，對同一輪對兩車輪及兩制動盤的殘余靜不平衡量進行選配組裝，兩車輪和兩制動盤之間的殘余靜不平衡量相差最小，兩車輪的殘余靜不平衡平面與兩制動盤的殘余靜不平衡平面成180°，從而減少輪對動不平衡值。

4.6 提高車輪制造工藝水平

車輪制造廠家應(yīng)對車輪踏面磨耗異常情況進行詳盡分析，不斷改進車輪制造工藝，降低車輪運用過程中發(fā)生的剝離、輾寬、踏面形狀異常磨耗等故障，延長車輪使用壽命，減少因車輪原因而發(fā)生的車輛異常振動故障。

［1］中華人民共和國鐵道部.鐵路客車輪對和滾動軸承軸箱組裝及檢修規(guī)則［S］.北京：中國鐵道出版社，2007.

［2］姜建東，等.車輪踏面跳動對車輛運行平穩(wěn)性的影響分析［J］.鐵道車輛，2007，45（7）：24－26.