張立

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司機(jī)輛分公司，河北 滄州 062350）

引言：機(jī)車(chē)車(chē)輪非圓化問(wèn)題時(shí)常發(fā)生，還要通過(guò)鏇修工藝保證踏面幾何形狀得到恢復(fù)。但就目前來(lái)看，采用鏇床進(jìn)行車(chē)輪鏇修，不能保證全部非圓化問(wèn)題得到解決，給鏇修工作開(kāi)展帶來(lái)了困難。因此，還應(yīng)加強(qiáng)鏇修異常分析，通過(guò)對(duì)設(shè)備操作方式進(jìn)行改進(jìn)保證鏇修質(zhì)量。

一、機(jī)車(chē)多邊形磨耗車(chē)輪鏇修異常原因分析

（一）現(xiàn)象分析

HXD1 型機(jī)車(chē)車(chē)輪出現(xiàn)明顯高多邊形磨耗，采用不落輪鏇床進(jìn)行鏇修后，發(fā)現(xiàn)投運(yùn)后機(jī)車(chē)存在振動(dòng)情況。在特定運(yùn)行速度下，軸箱端蓋和垂向止檔等非承載部件發(fā)生異常振動(dòng)，可能引發(fā)疲勞斷裂問(wèn)題[1]。對(duì)車(chē)輪磨耗情況進(jìn)行檢查可以發(fā)現(xiàn)，車(chē)輪發(fā)生了18 邊形磨耗，考慮到磨耗發(fā)生時(shí)間較短，同線路其他機(jī)車(chē)并未出現(xiàn)鏇修異常，因此初步推斷磨耗并非線路不平和鋼軌波磨引發(fā)，而是由于鏇修效果不佳。如果依然通過(guò)鏇修方式進(jìn)行維修，短時(shí)間內(nèi)可能再次發(fā)生問(wèn)題。為使車(chē)輪失圓問(wèn)題得到徹底解決，還要確定機(jī)車(chē)車(chē)輪磨耗原因。

（二）異常原因

實(shí)際在鏇修過(guò)程中，需要通過(guò)對(duì)車(chē)輪輪緣厚度進(jìn)行鏇修恢復(fù)使發(fā)生的多邊形磨耗得到消除[2]。期間，輪緣厚度需要從小向大恢復(fù)，使踏面直徑消耗值與輪緣厚度保持4:1 比值。由此可知，鏇修盡管能夠使輪緣厚度得到恢復(fù)，但卻造成車(chē)輪直徑嚴(yán)重浪費(fèi)。為保證車(chē)輪使用壽命得到延長(zhǎng)，并降低維修成本，還應(yīng)完成鏇修效果驗(yàn)證，確認(rèn)鏇修操作能否恢復(fù)輪緣厚度。在從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，車(chē)輪多邊形現(xiàn)象明顯，粗糙度水平較高，因此造成機(jī)車(chē)振動(dòng)，內(nèi)部噪音增大，給機(jī)車(chē)運(yùn)行安全和乘坐舒適度帶來(lái)影響。根據(jù)鏇修前后記錄可知，鏇修前車(chē)輪為18 邊形，鏇修后依然為18 邊形。根據(jù)輪緣厚度變化可知，鏇修時(shí)恢復(fù)的輪緣厚度較少，輪徑并未產(chǎn)生過(guò)大損失。但與此同時(shí)，下次輪緣厚度也將提前達(dá)到極限，造成鏇修次數(shù)增加，成本也隨之提高。但如果輪緣厚度恢復(fù)過(guò)多，將造成輪徑損失過(guò)多，并最終因?yàn)檫_(dá)到極限值面臨報(bào)廢問(wèn)題。從不落輪鏇床工作原理可知，可以利用兩端中心孔進(jìn)行設(shè)備定位，輪對(duì)兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪可以作為與車(chē)輪踏面接觸和實(shí)現(xiàn)V 形定位的元件，依靠旋轉(zhuǎn)動(dòng)力使輪對(duì)選裝。定位導(dǎo)輪將向輪對(duì)內(nèi)側(cè)產(chǎn)生作用，使輪對(duì)軸向得到固定。在驅(qū)動(dòng)輪中心位置，刀具可以對(duì)輪面進(jìn)行鏇修。機(jī)車(chē)車(chē)輪多發(fā)生5-8 邊、12-18 邊和24 邊形磨損，鏇修時(shí)去除量通常不超1mm，鏇修1 刀再次測(cè)量，無(wú)法符合要求進(jìn)行第2 刀鏇修。從以往鏇修情況來(lái)看，可以使磨損情況得到明顯改善和消除。從18 邊形車(chē)輪鏇修情況來(lái)看，在車(chē)輪和驅(qū)動(dòng)輪接觸位置呈現(xiàn)出的多邊形與滾動(dòng)圓相似，擁有大致相同的幅值和相位差，說(shuō)明該位置不圓狀態(tài)是影響鏇修質(zhì)量的異常點(diǎn)。

（三）原因判斷

分析原因可知，車(chē)輪踏面18 邊形的呈現(xiàn)出橫向分布狀態(tài)，造成兩個(gè)接觸點(diǎn)位置車(chē)輪半徑不斷變化，引發(fā)了車(chē)刀浮動(dòng)。受這一因素影響，車(chē)刀切削位置車(chē)輪半徑不定，造成鏇床測(cè)量分析結(jié)果不準(zhǔn)。車(chē)輪依靠驅(qū)動(dòng)輪提供支撐力，接觸位置處于不圓狀態(tài)將引發(fā)中心位置運(yùn)動(dòng)。因此在鏇修過(guò)程中，車(chē)輪在垂直方向上以類(lèi)似多邊形形式進(jìn)行波動(dòng)。而車(chē)刀在橫向位置上固定，驅(qū)動(dòng)輪間距始終不變。在車(chē)輪波長(zhǎng)與接觸點(diǎn)弧長(zhǎng)之間保持整數(shù)倍關(guān)系時(shí)，將導(dǎo)致鏇修無(wú)法對(duì)多邊形磨耗進(jìn)行消除。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可知，車(chē)輪踏面115mm 位置直徑達(dá)到1245mm，接觸點(diǎn)間弧長(zhǎng)達(dá)到428.7mm，車(chē)輪多邊形波長(zhǎng)則為217.2mm，二者之間存在2 倍的整數(shù)關(guān)系。在車(chē)輪鏇修過(guò)程中，接觸點(diǎn)達(dá)到車(chē)輪不圓波峰，車(chē)輪將隨之升起，造成新的波峰被鏇出。相反的，在達(dá)到波谷位置車(chē)輪將下降，因此將有新的波谷產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)1周旋轉(zhuǎn)后，踏面將修出新的多邊形。

二、機(jī)車(chē)多邊形磨耗車(chē)輪鏇修異常改進(jìn)措施

（一）改進(jìn)思路

結(jié)合鏇修異常原因，想要通過(guò)鏇修保證18 邊形的車(chē)輪磨耗得到消除，還應(yīng)確保車(chē)輪圓心在維修作業(yè)期間不發(fā)生改變。根據(jù)輪緣厚度恢復(fù)值與輪徑損失關(guān)系，還應(yīng)在盡量減少輪徑損失的同時(shí)，使輪緣厚度得到恢復(fù)。保證車(chē)輪不發(fā)生偏心問(wèn)題，能夠使輪徑損失保持不變時(shí)，輪緣厚度恢復(fù)量最大，因此可以取得理想鏇修效果。為此，還應(yīng)對(duì)鏇修定位方式進(jìn)行調(diào)整，如利用車(chē)軸中心孔加強(qiáng)定位。但在實(shí)踐操作中，該項(xiàng)條件難以實(shí)現(xiàn)，從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性?xún)煞矫孢M(jìn)行考量，最終決定根據(jù)車(chē)輪多邊形波長(zhǎng)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪間距進(jìn)行調(diào)整，從而使波長(zhǎng)與接觸點(diǎn)弧長(zhǎng)間的整數(shù)倍關(guān)系得以改變。在鏇床鏇修效果改進(jìn)方面，還要在步長(zhǎng)為30mm 條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)輪間距進(jìn)行調(diào)整，使其在510-750mm 范圍變化，然后對(duì)車(chē)輪鏇修效果進(jìn)一步確認(rèn)。

（二）改進(jìn)效果

從分析結(jié)果來(lái)看，伴隨著驅(qū)動(dòng)輪間距的增加，鏇修得到的車(chē)輪粗糙度水平呈現(xiàn)出先下降后上升趨勢(shì)，在間距達(dá)到630mm 時(shí)達(dá)到最低值，從30dB 下降至10dB。在630mm 間距條件下，接觸點(diǎn)弧長(zhǎng)為535.6mm，為18 邊形車(chē)輪波長(zhǎng)的2.5 倍，鏇修得到的車(chē)輪磨耗得到了有效消除。伴隨著間距值的增加，粗糙度恢復(fù)至30dB。此時(shí)，接觸點(diǎn)弧長(zhǎng)為646.8mm，為18邊形車(chē)輪波長(zhǎng)3倍，造成二者之間重新建立整數(shù)倍關(guān)系。因此在實(shí)際進(jìn)行車(chē)輪鏇修時(shí)，針對(duì)18 邊形車(chē)輪磨耗應(yīng)將驅(qū)動(dòng)輪間距離調(diào)整至630mm。但值得注意的是，改變驅(qū)動(dòng)輪間距容易造成其他多邊形磨耗車(chē)輪在鏇修時(shí)出現(xiàn)同樣問(wèn)題。為保證鏇修質(zhì)量，還要根據(jù)車(chē)輪多邊形特征進(jìn)行驅(qū)動(dòng)輪間距調(diào)整。

結(jié)論：綜上所述，在機(jī)車(chē)車(chē)輪發(fā)生多邊形磨耗時(shí)，采用鏇床進(jìn)行鏇修還應(yīng)加強(qiáng)鏇修質(zhì)量管理，通過(guò)不圓度測(cè)試確認(rèn)磨耗是否得到了有效消除。而鏇修異常主要由鏇修期間車(chē)輪偏心引發(fā)，通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)輪間距能夠改變波長(zhǎng)與接觸點(diǎn)弧長(zhǎng)整數(shù)倍關(guān)系，使車(chē)輪鏇修效果得到保證。