铁路货车车辆轮对故障问题的研究与分析

王芳（南车长江车辆有限公司武汉分部，湖北武汉 430212）

铁路货车车辆轮对故障问题的研究与分析

王芳
（南车长江车辆有限公司武汉分部，湖北武汉 430212）

作为铁路货车车辆的支撑走行部件，轮对长期工作于高速重载多粉尘的环境中，相关工作面长期承受交变接触应力的作用，因此极易发生踏面擦伤、辐板孔裂纹、轮缘磨损等故障。如果任由故障继续发展，会给铁路货车车辆带来额外的冲击振动，严重时甚至会导致车毁人亡的严重事故，因此对铁路货车车辆轮对故障问题展开研究就迫在眉睫了。

铁路货车 轮对 故障 应对措施

1　铁路货车车辆轮对的常见故障

1.1轮对踏面损伤

（1）踏面擦伤及局部凹陷。引发轮对踏面擦伤的原因主要是制动力过强，车轮抱闸滑行或缓解不良；局部凹陷发生的原因主要是材质不良，有局部软点、缩孔、硬度不足，经滚动磨耗后造成。踏面擦伤及局部凹陷超限会使车轮加剧振动及冲击，造成铁路货车车辆配件、货物及钢轨损伤并导致燃轴。

（2）踏面圆周磨耗。踏面圆周磨耗主要是由于踏面长期运行与钢轨摩擦而造成的，当踏面圆周磨耗过大时，车轮将变成圆柱形而丧失踏面的作用。一般而言，影响踏面圆周磨耗的因素主要包括制造的工艺及车轮的材质、运行的速度、车辆的载重、使用的频率、转向架的结构、线路的条件、闸瓦的质量等。

（3）踏面缺损。引发踏面缺损的原因，主要是材质不良、外侧辗堆、意外打击及机械化调车作业碰撞等。

（4）踏面剥离。踏面剥离产生原因主要为材质不良、有夹渣，在运行中经反复辗压，材质疲劳而出现鳞片状剥落，称为疲劳型剥离。另外由于制动抱间产生高温，在冬天又急剧冷却，经常反复热胀冷缩而在表面出现细小裂纹，经辗压使金属剥落，称为热剥离。踏面剥离超限的危害与踏面擦伤的危害相同。

1.2轮缘磨损

轮缘只在铁路货车车辆通过曲线和道岔时，才会因承受水平力的作用，与外轨内侧面摩擦而产生磨损。轮缘磨损一般包括轮缘厚度减小、轮缘垂直磨损及轮缘顶部形成锋芒等三种形式，当轮缘磨损超限时将产生如下严重后果：

（1）轮缘形成锋芒后，在轮对通过道岔时，可能挤开尖轨而发生脱轨事件，因此轮缘磨损成芒后要及时进行轮对的更换。

（2）轮缘厚度磨损变薄后会导致强度的下降，当轮对通过曲线或作蛇形运动时，轮缘在钢轨水平力的作用下会导致崩裂缺损，甚至会造成行程事故。此外，车轮与钢轨的安全搭载量是根据轨距、车轮内侧距及轮缘厚度等因素制定的，如果轮对一侧车轮轮缘磨损过薄，那么会影响一侧车轮与钢轨的安全搭载量。

（3）轮缘垂直磨损超过限度时，其轮缘根部与钢轨内侧面形成平面接触，当车轮通过道岔时，由于轮缘与钢轨接触处没有弧形，因此会使车轮碰击尖轨而造成脱轨事件。

1.3其他故障

（1）辐射板的裂纹故障。辐射板裂纹故障发生的原因，主要是铁路货车车辆在加载和提速后，没有及时更换新设计的车辆，使得沿用之前设计的车辆在车辆材质和结构性能上都无法满足当前铁路运输的使用需求，从而导致货车轮对产生不同程度的辐板孔裂纹；（2）轴颈到限与轴身锈蚀故障。轴颈到限与辐板孔裂纹故障相似，主要是货车提速和加载过程中，滚动轴承故障率的上升及频繁的卸载，最终导致轴承的轴颈到限。轴身的锈蚀主要是装用酸碱类罐车或冰保车时，轴身的油漆防护措施不严而导致。

2　铁路货车车辆轮对常见故障的应对措施

2.1提高司机的操纵水平，增强检修人员及检车员的责任意识

首先，铁路货车车辆应加入全列车制动系统，司机要按照规程进行操作，正确掌握充风时间，减少轮对踏面擦伤，必要时配合撒沙来增加粘着力。在货车开车时，司机必须等待货车中的车辆完全缓解后再运行；在对货车实施制动作用时，避免发生货车管瞬间减压量过大的情况，杜绝误操作使运行中的货车发生紧急制动。

其次，检修人员要落实制动阀“两次清洗”及“两吹一擦”卡控措施，加大制动阀试验过程检查力度，强化制动阀试验过程中的故障发现及处理能力；加强现车制动装置检修、组装及试验，严格执行《制动装置检修规程》中现车基础制动各杠杆、拉杆检修、组装，制动阀组装以及单车试验等工艺标准，尤其要加大空重车自动调整装置以及闸瓦间隙自动调整器的检修、试验卡控力度，杜绝简化作业，确保现车制动装置各部作用良好。

最后，检车员要落实检修作业标准。检车员要认真确认货车中各车辆制动机的状态，确保列车缓解后，车辆制动机缓解到位；制动缸活塞行程不符合规定时，对装有闸瓦间隙自动调整器的车辆要及时进行扣修处理，列检可以进行调整的要及时调整到标准范围之内；在进行制动机试验时，确认闸瓦间隙自动调整器用状态、各拉杆、杠杆有无蹩劲，两转向架移动杠杆倾斜角度基本一致，防止制动力不均衡情况出现；始发列车手制动机处于松弛状态，并且要落实好始发列车开车后的送车制度，发现车辆有抱闸情况时，及时进行妥善处理。

2.2优化货车的自身性能

第一，加强车轮、闸瓦和钢轨材质等综合性能的研究。高速、重载型货车对车轮性能的要求极高，因此要加紧研制高性能的制动闸瓦，提高其制动效果来减少对车轮的磨损；优化制动方式，对于那些运行速度较高的货车可以采用盘型制动方式；加强轮对间的摩擦匹配研究，减少轮对间的摩擦损耗。

第二，进一步优化货车的制动系统和结构设计。要加强重载和提速后货车制动系统和结构方面的设计优化，不断提高货车整体安全系数和运行性能，提高货车运行中的制动效果和灵敏度，以便降低之前不当的结构设计对车辆轮对造成的损伤。

2.3其他措施

（1）严格执行编组规定。车站在对铁路货车车辆进行编制时，要严格按照制动机的型号来进行操作，尽量减少具有不同制动机车辆间的混编，否则在制动过程中会出现制动动作不统一的现象，造成车轮的擦伤。

（2）采用新技术和新工艺，力求将轮对故障扼杀在摇篮中。电磁探伤只能探测工件表面及浅表层裂纹，而对工件内部的缺陷和裂纹只有采用超声波探伤才能够测出。如将超声波探伤应用于轮对轮座部裂纹的探测中，可以避免不必要的拆装程序，减轻修车、检验的作业过程，极大地提高工作效率。

3　结语

近年来铁路货车车辆运行故障发生的概率显著下降，但是轮对踏面擦伤、剥离、轮缘垂直磨耗、圆周磨耗等故障呈现上升趋势（如工作人员在对某一段铁路运输故障统计的结果中发现，2014年发生的263起铁路货车车辆故障中，轮对故障为201起，比例高达76.4%），这给运输安全埋下了极大的安全隐患。虽然铁路货车车辆轮对故障难以避免，但只要采取恰当的预防措施就能够将故障率控制在合理范围内，切实推动铁路货车向着高速、重载的方向发展。

王芳（1979—），女，本科，湖北武汉人，工程师，研究方向为铁路车辆制造。