[地铁列车转向架轮对损伤分析及建议]列车转向架的作用

时间：2019-04-20 03:22:47　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：本文总结了地铁列车轮对的主要损伤形式，包括车轮轮缘异常磨耗、车轮踏面擦伤和剥离及轮对失圆等，对形成这些损伤的原因进行了分析，并且根据这些原因提出了一些个人的建议和防范措施。
　　关键词：地铁列车，转向架轮对，损伤，分析及建议
　　中图分类号：U231+.4文献标识码：A 文章编号：
　　Abstract: this paper summarizes the subway train wheels of the main form of damage, including the wheel rim abnormal abrasion wheel tread, bruises and stripping and round round of loss, etc, to form the damage causes are analyzed, and based on these reasons put forward some personal advice and preventive measures.
　　Key words: the subway train, wheel bogie to, damage, analysis and advice
　　
　　
　　1转向架轮对的损伤形式
　　1.1轮缘损伤
　　轮缘磨耗过快或轮缘偏磨都属于构成轮缘损伤的异常磨耗形式。轮缘的磨耗主要是指车轮在做蛇行运动时，轮缘经常与钢轨内侧面发生冲撞磨耗；以及车辆在通过曲线时由于离心力的作用，外侧车轮轮缘与钢轨侧面经常发生磨耗。左右两侧中一侧的平均轮缘磨耗率明显高于另一侧的现象称之为轮缘偏磨。
　　1.2踏面损伤
　　踏面的损伤形式有踏面圆周磨耗、踏面擦伤、擦面剥离等。
　　1.2.1踏面圆周磨耗
　　车轮踏面圆周磨耗是指车轮踏面在运用过程中直径尺寸减小，并改变了踏面标准轮廓。
　　由于踏面的异常磨耗，其磨耗速度大于轮缘的磨耗速度，使轮缘厚度测量值过大，这种现象被称为轮缘“虚假”增厚。深圳地铁1号线车辆在计划修过程中发现轮缘“虚假”增厚现象较为频繁，其中2008年共发现36根轮对因踏面磨耗致使轮缘厚度不断增厚超出标准。
　　由于轮对踏面磨耗，还有可能造成一些其他形式的损伤。比如在踏面上出现凹状的沟槽，这种现象在拖车上尤为明显；还比如在车轮踏面外侧产生一个错误的“轮缘”，如图1所示。用第四种检查器分别检测以车轮踏面最底点及错误轮缘顶点为基准点时轮缘高度，取其差值。该轮缘高度不应超过3.5 mm。
　　
　　图1
　　1.2.2踏面擦伤
　　车轮踏面擦伤问题一直困扰着地铁车辆的检修部门，由于车轮踏面擦伤后将导致车辆运行时振动异常，噪声增大，乘坐舒适性降低，因此需要对擦伤的车轮及时镟修，这将增大车辆的维护成本，降低车辆的运用率，影响经济效益。在深圳地铁2号线运营初期，由于正线轨道未打磨，轮轨关系较恶劣，曾引起多起列车轮对踏面擦伤故障。
　　1.2.3踏面剥离
　　踏面剥离是指车轮在运用过程中由于制动热作用或轮轨滚动接触疲劳作用而在踏面圆周或部分圆周上呈现出的金属掉块剥落损伤和鱼鳞状或龟裂状热裂纹现象。一旦车轮踏面出现剥离现象, 则必须对车轮进行镟削或打磨等维修工作。在运行过程中, 剥离严重时会造成甩车。剥离是车轮失效的主要类型。深圳地铁2号线车辆投入运营以来，陆续有车辆出现车轮踏面剥离的问题。
　　1.3轮对失圆
　　车轮轮径测量横断面上的最大与最小直径的差值，称作轮对失圆度，也称作椭圆度或不圆度。车轮不圆是指车轮径向圆跳动值较大。车轮不圆也可以理解为车轮近似地趋于一个多边形，当车轮滚过多边形的每一边长时，轮轨间发生冲击，钢轨受到一个向下的冲量，而车轮受到一个向上的冲量，当车轮不断滚动时，就会与钢轨形成周期性冲击，多边数量越多，冲击周期就越短，车辆振动越激烈。
　　2损伤原因分析
　　2.1行车线路的影响
　　在轮缘异常磨耗的问题上，行车线路对其产生的影响是比较大的。比如深圳地铁一期工程一号线，全长19.5公里，上行方向和下行方向大小弯道共计58处。其中上行方向（世界之窗—罗湖）共有弯道29处，左转弯道16处，全长3325.341m，右转弯道13处，全长2745.408m。左转弯道总长度比右转弯道总长度多579.933m，但极易造成转向架轮对轮缘表面磨耗的400m曲线半径以下弯道，左转弯道总长度比右转弯道总长度多1196.510m。下行方向（罗湖—世界之窗）共有弯道29处，左转弯道14处，全长2822.22m，右转弯道15处，全长3185.039m。其右转弯道总长度比左转弯道总长度多362.819m，极易造成转向架轮对轮缘表面磨耗的400m曲线半径以下弯道，右转弯道总长度比左转弯道总长度多1236.458m。由于深圳地铁一期工程线路以及二期工程的二号线线路没有设置三角线，不具备地铁车辆转向的功能，这就意味着地铁车辆的一侧车轮与钢轨摩擦长度比另一侧多2432.968m，由于上述线路小曲线左右弯道长度分配不均，是造成地铁车辆轮对偏磨的原因。
　　2.2车辆系统的影响
　　2.2.1轮缘润滑系统
　　轮缘润滑系统的使用与否以及装车率对轮缘的磨耗率也有直接的影响。同行业的相关数据显示，在实际运用中，轮缘润滑系统装车率为20%的线路，其轮缘磨耗率低于装车率为10%的线路。
　　2.2.2踏面制动系统
　　对于踏面损伤，一般认为踏面圆周异常磨耗、擦伤、剥离的原因可能跟车轮材质、轨道情况和踏面制动系统有关。
　　在对深圳地铁列车空转滑行的调查中发现，踏面制动新版软件在对列车的清扫压力进行了调整后，空转滑行故障率下降了38.5%。空转滑行会造成踏面的擦伤以及轮对失圆，因而踏面制动系统对轮对踏面的损伤有着直接的影响。
　　在深圳地铁调查拖车车轮踏面磨耗率大于动车的磨耗率问题时发现，由于车辆运行的轨道条件相同，而且车轮都是批量生产的，动车车轮踏面和动车闸瓦磨耗正常，因此可以排除车轮材质和轨道的原因。经过对制动系统的分析，发现老版制动软件当ATO速度小于15km/h，列车给A车施加0.5bar,B、C车施加0.3bar的清扫压力；更改后的新版制动软件当ATO速度小于15km/h，列车给A、B、C车施加0.3bar的清扫压力，经过一段时间的跟踪发现，该问题得到了有效缓解。
　　另外，合成闸瓦配件质量不达标，硬度过大，加剧了车轮磨耗，使大量车轮发生了非正常磨耗，车轮踏面周边磨出沟槽。国产闸瓦组装时与闸瓦托端部配合不密贴，造成闸瓦两端悬空，瓦鼻处应力集中造成闸瓦瓦体出现裂纹和掉块等问题都会对踏面造成损伤。
　　2.2.3转向架尺寸
　　由于转向架尺寸超差，容易造成轮对轮重及轴重分配不均，也会致使轮对产生偏磨的现象。
　　2.3行车环境的影响
　　由于地铁列车常年在地下行驶，周围环境与地表有很大差异，尤其是的湿度要高于地表，这就对钢质材料的列车配件特别是转向架轮对承受非常大的考验，在列车行驶过程中轮对会经常暴露在潮湿的环境下，日积月累就会使得材质容易发生腐蚀，脱落等现象。加上车轮不断的在滚动中不断与闸瓦发生摩擦，使表面材质过早产生疲劳，以致剥离缺损。
　　2.4轮对材质的影响
　　从剥离形成的机理来看，车轮踏面剥离有4种：接触疲劳剥离、局部接触疲劳剥离、制动剥离和局部擦伤剥离。

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