程松
摘 要:鐵路是我國運輸體系的重要組成部分,鐵路貨車在我國物流業(yè)中占據(jù)著重要地位,對我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要影響。在鐵路貨車車輛行駛中,荷載全部由輪對承載,在高速旋轉(zhuǎn)滾動過程中,經(jīng)常容易發(fā)生故障,給鐵路貨車安全造成威脅。本文就簡要闡述鐵路貨車車輛輪對的常見故障及發(fā)生原因,并提出相應(yīng)的解決方案,為鐵路貨車車輛安全提供一定保障。
關(guān)鍵詞:鐵路;貨車車輛;輪對故障;解決方案
中圖分類號:U279 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
近些年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)生,鐵路貨車車輛運行速度不斷提升,車輛輪對的運行性能也有所提高,但輪對的損傷程度也相應(yīng)增大,輪對故障難以完全避免,降低了貨車車輛的安全性。因此,加強(qiáng)對鐵路貨車車輛輪對故障研究,探索有效解決方案,對鐵路貨運行業(yè)發(fā)展有著重要的意義。
一、鐵路貨車車輛輪對的常見故障及原因
(一)輪緣、踏面的磨耗與缺損故障
首先,輪緣的磨耗是指在運行過程中,輪對與鋼軌陽部側(cè)面摩擦形成的磨耗,有正常和非正常兩種情況,其中,正常摩擦是不可避免的,磨耗也并不嚴(yán)重;非正常摩擦是輪緣磨耗的主要原因,主要是由于輪對與鋼軌的相對位置出現(xiàn)偏差,輪對向線路一側(cè)偏離,使此側(cè)輪對摩擦程度加重,產(chǎn)生嚴(yán)重磨耗,包括轉(zhuǎn)向架嚴(yán)重變形、轉(zhuǎn)向架兩側(cè)固定軸距差過大以及在固定段車輛長期不變向運行等情況。非正常摩擦?xí)纬奢^大程度的損耗,但可以通過修正輪對與鋼軌相對位置來消除。其次,踏面的磨耗是指輪對在滾動、制動等過程中,閘瓦摩擦形成的自然損耗,其發(fā)生原因主要有:閘瓦制動摩擦踏面產(chǎn)生磨耗、與鋼軌接觸的踏面材料在反復(fù)擠壓、剪切作用下出現(xiàn)金屬疲勞引發(fā)磨耗。其中,踏面滾動磨耗主要取決于接觸面情況,與表面形狀、材料有直接關(guān)系。第三,踏面與輪緣的缺損主要是因為輪對在不良磨耗或者磨耗量過大后,強(qiáng)度降低,運行沖擊力過大,超出磨損輪對的極限引起的,比如車輪踏面有擦傷、剝離情況時,車輛調(diào)整運行時沖擊力增大,就容易引發(fā)車輪踏面的缺損。
(二)輪對踏面的擦傷、剝離故障
首先,輪對踏面的擦傷直接原因是輪對在鋼軌上滑行,而這種滑行多是因為制動性能未能達(dá)到列車運行的要求,制動力超過輪軌間沾著力,閘瓦抱死車輪造成的。輪對踏面的擦傷情況與車輛承載成正比例關(guān)系,車輪承載越大,在慣性作用下,滑行距離就會越長,相應(yīng)的擦傷也會更加嚴(yán)重。其次,車輪踏面的剝離主要是因為輪對材質(zhì)問題影響的,輪對踏面金屬存在缺陷,在擠壓變形后,避免會出現(xiàn)金屬疲勞與硬化,在制動閘瓦的摩擦作用下,會出現(xiàn)摩擦熱,引起表面顯微裂紋,進(jìn)而在輪對滑行的“玻璃作用力”下,出現(xiàn)踏面剝離的情況。此外,在車輪發(fā)生擦傷后,車輪滾動過程中圓周方向上受力是不均勻的,在擦傷部位會受到更大的力,當(dāng)行駛速度增大時,踏面所受沖擊力急劇增加,也會比較容易產(chǎn)生剝離問題。
二、鐵路貨車車輛輪對故障的解決方案
(一)輪緣、踏面的磨耗與缺損故障的解決方案
首先,針對輪緣、踏面磨損的原因,其解決方案有以下兩種:一是對貨車制動方式進(jìn)行更新,向盤形制動、盤形與踏面制動相結(jié)合的方式轉(zhuǎn)變,并利用現(xiàn)代電阻、電磁制動等先進(jìn)制動技術(shù),降低輪緣與踏面的磨耗速度。二是要提高車輪本身的性能,包括剛度和耐磨性能等,以有效減少踏面、軌面的擦傷與剝離等缺陷,同時,還要將踏面閘瓦上的其它附著物清理干凈,避免摩擦過大。在車輪性能的提升當(dāng)中,主要應(yīng)從制造過程入手,對各個部位的尺寸進(jìn)行嚴(yán)格檢修,適當(dāng)調(diào)整各部間隙,控制車輪切削量,保持磨耗踏面的外形。如此以來,就能夠消除或者降低非正常磨耗,降低正常磨耗的速度,起到減小故障發(fā)生概率的作用。其次,針對輪緣、踏面的缺損故障,主要解決方式是提高車輪的自造工藝與材質(zhì)水平,比如通過制造工藝控制來降低材質(zhì)的內(nèi)部缺陷、通過消除車輪擦傷和軌面損傷來減小輪軌間的沖擊力、通過對輪輻結(jié)構(gòu)、厚度和輪輞厚度的改進(jìn)設(shè)計來預(yù)防輪輞過度等方式,消除軌縫過寬、軌面不平、踏面擦傷與剝離等缺陷,使踏面保持合理外形,有效消除和減少踏面、輪緣的偏磨,使其保持良好強(qiáng)度,預(yù)防缺損故障。
(二)輪對踏面的擦傷、剝離故障的解決方案
首先,做好制動的控制。制動是引起踏面擦傷的主要原因,通過制動控制可以有效解決擦傷問題,制動控制措施有:①提高司機(jī)的操作水平,在空重時及時準(zhǔn)確調(diào)整手柄,提高制定功能穩(wěn)定性和制動緩解波速。②從制造工藝和材料上改善制動性能,包括嚴(yán)格把控制動機(jī)各個部件的檢修過程,提高檢修水平;對制動缸勾貝行程進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整;提高鑄鐵閘瓦的摩擦系數(shù)、耐磨性能,保持合成閘瓦摩擦系數(shù)的穩(wěn)定與良好散熱功能,做好閘瓦間隙的調(diào)整等。其次,增加制動機(jī)階段緩解功能,能夠在車輛制動后,適當(dāng)減小低速時的制動力,使制動力與輪軌粘著力更好地達(dá)到匹配狀態(tài),有效預(yù)防車輪抱死問題,提高制動機(jī)的穩(wěn)定性。第三,增加防滑裝置,可以起到消除或者緩解車輪滑行的作用,包括正常制動引起的滑行以及不良制動引起的滑行。第四,可以采取提前制動或緩解波速的方法,來減少制動的制動空走時間,進(jìn)而減小制動力,預(yù)防制動引起滑行;同時,還可以通過對閘瓦性能的改進(jìn),來提高閘瓦初始制動能力,進(jìn)而起到降低、保持終制動力,預(yù)防滑行引發(fā)擦傷、剝離等故障。第五,除上述措施外,還可以通過人為方式來預(yù)防故障發(fā)生,比如對制動機(jī)功能的全面、仔細(xì)檢查與維護(hù),使制動機(jī)處于良好工作狀態(tài),靈活可靠,并將車輪制動情況準(zhǔn)確提供給司機(jī),使其能夠正確、合理的完成制動機(jī)操縱,避免車輪滑行,防止車輪擦傷。
結(jié)語
綜上所述,在鐵路貨車車輛行進(jìn)中,輪對是高速旋轉(zhuǎn)滾動的,不僅承載著車輛及貨物的總重量,本身還會產(chǎn)生沖擊振動荷載,在此條件下,輪對故障是比較容易出現(xiàn)的。因此,加強(qiáng)對鐵路貨車車輛輪對故障的研究與了解,采取合適的解決方法,對提高鐵路貨車車輛行駛安全有著重要意義,有助于促進(jìn)貨物運輸行業(yè)的進(jìn)步。
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