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        石太線貨運(yùn)機(jī)車輪對輪緣偏磨原因分析與改善措施

        2015-10-21 19:39:14李斌
        關(guān)鍵詞:改善措施

        李斌

        【摘 要】隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展,機(jī)車牽引噸位的提高,輪對磨耗速率日益為人們所關(guān)注,尤其是輪對偏磨現(xiàn)象會導(dǎo)致機(jī)車頻繁地退箍、旋輪,浪費(fèi)了大量的人力、物力,嚴(yán)重影響機(jī)車的正常運(yùn)用,更是為機(jī)務(wù)工作部門所重視。人們采用多種方法進(jìn)行改善輪對的工作條件,降低磨損量,保證機(jī)車走行公里數(shù)的穩(wěn)定。本文就造成輪對輪緣偏磨的主要原因進(jìn)行了分析,并提出了一些改善措施。

        【關(guān)鍵詞】機(jī)車輪緣;偏磨;原因;改善措施

        1.問題的提出

        機(jī)車輪對不僅承受著巨大的靜載荷和動載荷,還剛性承受鋼軌接頭、道岔等垂直和水平方向的作用力,其受力大且復(fù)雜,工作條件惡劣。

        目前,電力機(jī)車原形輪輪緣厚度為33或34mm ,而磨耗到限的輪緣厚度值為23mm。如果輪緣厚度值低于23mm,可能將導(dǎo)致機(jī)車脫線等重大行車事故。在正常狀況下,機(jī)車輪緣從原形到磨耗到限有較長時間。

        我段配屬機(jī)車大都運(yùn)行在石太線,石太線線路彎道、坡道多,曲線半徑小。機(jī)車輪緣本身磨耗就大,再加上部分機(jī)車存在偏磨現(xiàn)象,導(dǎo)致鏇輪及換箍任務(wù)量非常大。其中我段配屬機(jī)車中,SS4機(jī)車數(shù)量最多,偏磨率較高,因其是貨運(yùn)機(jī)車,承載必然大,一旦發(fā)生輪緣偏磨現(xiàn)象,偏磨速度非常大,所以其輪緣偏磨問題尤為突出。下表為我段部分SS4機(jī)車的偏磨情況調(diào)查表:

        2.原因分析與改進(jìn)措施

        造成輪對輪緣偏磨的原因分為外部因素和內(nèi)部因素兩種,相對于產(chǎn)生輪緣偏磨的各種內(nèi)部因素來說,外部因素相當(dāng)重要。只有機(jī)車結(jié)構(gòu)方面的因素與線路狀況因素及載重大的因素相結(jié)合,才使輪緣偏磨問題顯得尤為突出,也就是說只有二者相結(jié)合后才會產(chǎn)生極大的危害。通過觀察運(yùn)行在京廣線的中修機(jī)車輪緣厚度可以證實(shí)這一點(diǎn),這些機(jī)車在一個中修期內(nèi)沒有進(jìn)行過一次鏇輪處理。

        下面就造成輪對輪緣偏磨的主要原因進(jìn)行分析,并提出一些建議與改善措施。

        2.1軸重不均的影響

        機(jī)車行駛過程中機(jī)車輪箍往往由于踏面的斜度等原因,使鋼軌作用于踏面的法向反力也不相等,從而導(dǎo)致輪對兩側(cè)承受的載荷不等,具體受力分析情況如圖 1 所示。

        其中,ON1 與ON2 的數(shù)值并不相等,其原因在于輪對工作踏面斜度的差異,引起的機(jī)車輪轂兩側(cè)載荷 OP1 和 OP2不等的結(jié)果。利用進(jìn)一步受力分析,可知該輪對的水平分力存在OH1與OH2不等。若 OP1大于OP2,必然導(dǎo)致OH1大于OH2,存在△(△=OH1-OH2)力的作用,從而使輪對向載荷較重的一側(cè)橫移,該側(cè)輪緣貼靠鋼軌,導(dǎo)致輪緣偏磨現(xiàn)象的產(chǎn)生。

        解決辦法就是盡量使機(jī)車輪箍踏面斜度保持一致,避免軸重分布不均的影響,以減少偏磨的產(chǎn)生。

        2.2線路狀況原因

        在產(chǎn)生輪緣偏磨的外部因素中,線路狀況原因是一個最重要的原因,也是一個最主要的原因。

        當(dāng)機(jī)車運(yùn)行在彎道、坡度多的線路時,發(fā)生偏磨的概率較大。彎道、坡度、速度、輪對在機(jī)車中的位置、機(jī)車結(jié)構(gòu)等因素綜合在一起,產(chǎn)生了復(fù)雜的偏磨現(xiàn)象。

        機(jī)車在過彎道時,前進(jìn)方向第一輪的外輪總是靠緊外軌的,當(dāng)機(jī)車速度低時,后輪對的內(nèi)輪一般是貼靠內(nèi)軌的,當(dāng)機(jī)車速度高時,就變成后輪對的外輪貼靠鋼軌了。當(dāng)機(jī)車運(yùn)行在坡道或在某種條件下,造成機(jī)車在上、下行時經(jīng)過線路上某區(qū)間速度相差較大,則必然造成有些輪對某側(cè)輪緣在上下行時都貼靠鋼軌,這就造成該輪對被偏磨。

        通過上面分析知,由該原因造成的偏磨有一定規(guī)律,如果某一輪對某側(cè)輪緣因此原因而被偏磨,則在其它轉(zhuǎn)向架上相同位置上的輪對輪緣也必然存在偏磨現(xiàn)象。解決這個問題并不難,只要將機(jī)車掉一下頭就可以了,實(shí)際上,由于機(jī)車運(yùn)行時在經(jīng)由某區(qū)間時,機(jī)車就進(jìn)行了掉頭,例如我段機(jī)車運(yùn)行到石家莊工業(yè)站后就完成一次掉頭。機(jī)車掉頭后,由于該原因造成的偏磨就會移到同一轉(zhuǎn)向架上其它輪對,一段時間后因此而產(chǎn)生的偏磨現(xiàn)象就不太明顯了。

        2.3左右輪徑不同

        同軸的左右兩個輪在一定的距離內(nèi)轉(zhuǎn)數(shù)相同,當(dāng)同軸的左右兩個輪輪徑不同時,必然利用踏面斜度來調(diào)整同徑,直徑較小的一側(cè)輪緣靠近鋼軌,導(dǎo)致直徑小的一側(cè)輪緣偏磨。如同軸的左右兩個輪徑差1mm,則在1:20的踏面上就橫向移動5mm。針對這種情況,必須盡可能保證同軸左右輪徑一致。而我們機(jī)務(wù)段目前在日常輪對檢查中,受測量空間及測量儀器限制,一般是通過測量輪箍厚度來計(jì)算出輪對滾動圓直徑,計(jì)算公式為:輪對滾動圓直徑=輪輞直徑+2×輪箍厚度,其中,輪輞直徑為一個在一定限度范圍內(nèi)的不定值, 例如,韶山4型機(jī)車段修規(guī)程規(guī)定,輪輞外徑原形為:1070±1mm,而中修限度為≮1065mm,而在計(jì)算輪對滾動圓直徑過程中,輪輞直徑取值1070mm,通過這種方法計(jì)算出的輪對滾動圓直徑與實(shí)際值有一定差距。在中修加工過程中,我們曾發(fā)現(xiàn)有一輪對左右輪輞外徑相差4mm。所以我們檢修人員在鏇輪時,不能嚴(yán)格保證同軸左右兩輪同徑。所以,我建議采用激光測厚儀來代替機(jī)務(wù)段目前采用的輪箍厚度尺,這樣就可以直接測量輪對直徑,盡可能保證同軸左右輪徑一致。

        另外,如沒有能力消除其他原因造成的輪緣偏磨,我們可以通過適當(dāng)減少輪緣被偏磨輪對對側(cè)的輪對直徑來減緩或(下轉(zhuǎn)第169頁)(上接第115頁)消除偏磨。

        2.4潤滑條件不同

        目前中國鐵路普遍采用的輪軌潤滑方式為噴脂式潤滑,如果同一輪對左右兩側(cè)有一邊輪緣噴脂器工作不正常,則不出脂的一側(cè)磨耗速度必然大,造成一定程度的偏磨。

        通過保持良好的輪軌潤滑在減緩輪緣磨耗速度的同時,也會降低輪緣偏磨程度和速度。這種方法在減小機(jī)車輪對鏇輪任務(wù)量方面效果比較明顯。最普遍的一種輪軌潤滑方式為輪緣噴脂器,但存在著噴嘴易堵塞的弊病。目前有很多機(jī)車采用新型固體輪軌潤滑裝置,該裝置就不存在不出潤滑油脂的問題,但是處于控制成本的角度,還有待于進(jìn)一步的論證。

        3.結(jié)束語

        本文給出了機(jī)車輪對輪緣偏磨的常見原因,同時本文針對產(chǎn)生輪對輪緣偏磨原因提供了一些防止及消除輪緣偏磨的措施。另外,必須注意的是產(chǎn)生偏磨的因素往往是綜合在一起起作用,這種現(xiàn)象又時有發(fā)生,如果處理不當(dāng),就會給機(jī)務(wù)部門造成很大麻煩。某輪對輪緣被偏磨后,必須認(rèn)真分析其產(chǎn)生原因,然后制定相應(yīng)處理措施,減緩或根除機(jī)車輪緣偏磨現(xiàn)象。 [科]

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]楊譜等.機(jī)車車輪.北京:北京鐵路局機(jī)務(wù)處機(jī)車車輪技術(shù)培訓(xùn)教材,1987.

        [2]潘朝輝.SS7型電力機(jī)車輪緣偏磨原因分析及改進(jìn)措施.

        [3]鐵道機(jī)車車輛,2005(4):43-44.

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