列车车轮踏面擦伤剥离原因及改进措施

张 嵩

（吉林石化公司，吉林 吉林 132000）

车轮的常见故障有：踏面剥离、擦伤和局部凹下。踏面擦伤是指，车辆运行中制动力过大，抱闸过紧，使车轮在钢轨上滑行，踏面局部被磨成平面的现象。踏面剥离是指是车轮踏面金属剥落的一种 损伤。

1 车轮踏面剥离故障原因分析

车轮踏面剥离是指车轮在运行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。

1）运行过程中，车轮踏面与钢轨之间的接触面是很小椭圆面，车辆的载重及自重使踏面单位面积上承受很大的接触应力，因而他他踏面表面往往产生冷变形生成一层很薄的脆硬层；同时制动过程中闸瓦与车轮的摩擦使踏面表面层温度升得很高，脆硬层在高温情况下，突受寒冷环境温度及雨雪急冷影响，迅速降温，脆硬层产生裂纹，出现鳞状或水波纹状态，在轮对经过轨接头承受冲击过程中造成脆硬层脱落，而产生踏面剥离故障。另外，车轮材质不良，也能造成踏面 剥离。

2）转向架闸瓦多采用高摩合成闸瓦，高摩合称闸瓦优点是摩擦系数较平稳，并能保证有足够的制动力，但缺点是散热性差，当制动力过大时，踏面热负荷及机械负荷，易在踏面表层形成脆硬及淬火组织，导致剥离的产生。

2 车轮踏面擦伤的原因分析

原因主要有车轮材质过软、制动力过大、调车溜放时单方面使用铁鞋制动，同一轮对两车轮直径差过大、制动缓解不良，制动机性能差异和司机操纵不当及作业过程违章造成。

1）制动机缓解不良。列车在运行途中，由于车辆制动机因检修质量不高，引起自然制动、起紧急等突发性故障，造成列车长期抱闸运行，造成轮对擦伤。

2）制动机性能差异。列车在高速运行中，往往需要紧急制动，当列车紧急制动时，由于阀型不一致，造成制动速度不同，各车辆之间由于制动时间不一致，最后制动的车辆就很容易出现踏面擦伤 故障。

3）闸瓦间隙自动调整器故障或A推和A杠值调整不当。在车辆定期检修时，闸调器试验存在简化现象，列检职工在处理制动故障时，误打各拉杆和杠杆的销孔位置，使有不良性能的闸调器继续运行，导致轮对擦伤。

4）作业过程违章。列检人员对管系漏风处理不到位，使列车主管压力漏泄量超过规定引起列车自然制动，或由于列检作业人员漏打（错打）空重车位，当空车置于重车位时，使制动力过大，制动时造成抱死车轮，车轮滑行，擦伤轮对；调车人员未确定或未采取措施使车辆处于制动状态，便进行调车作业，使车辆带闸运行，造成轮对擦伤。

5）司机操纵不当。由于货物列车编组增加，个别列车进入站区停车时，尾部车辆未过信号机或警冲标，此时列车正由制动位转为缓解位进行缓解，如果司机未等到全列缓解，使未缓解完毕车辆车轮产生滑行，造成擦伤。

6）转向架结构不合要求。同一转向架、同一车辆装用不同型式的制动梁，或用不同型式闸瓦；同时由于闸瓦厚度超差，不符合规定，导致同一轮对、同一转向架、同一车轮间的闸瓦制动力不均，接受制动力大的车轮或先接受制动力的车轮，就很容易被擦伤。

7）踏面与钢轨冲击力过大。由于转向架上的侧架承载鞍承台与承载鞍钢性接触，车辆在运行中发生蛇形运动、车辆动载荷通过侧架、承载鞍直接传输给车轴、车轮，最后至踏面。造成踏面与钢轨间的冲击力过大，车轮踏面最易发生剥离故障，这是造成车轮擦伤的主要因素之一。

8）车轮马氏体剥离。由于车轮的热容大，当他们摩擦温度超过钢铁相变温度时，在车轮踏面到轮心之间形成较大的温度梯度，当达到某种程度时，会在车轮踏面下形成片状马氏体。车轮滚动碾压时，片状马氏体尖端应力集中产生裂纹并扩展，或与径向热裂纹汇合，致使踏面剥离脱落。

3 改进措施

1）提高对车轮的热处理工艺和材料本身的机械性能，使车轮既有足够的强度，又具有较好的韧性和抗擦伤剥离性能，改善轨面状态，如采用无缝钢轨，或改变车轮踏面的形状。

2）对于装用高磨合成闸瓦的新型货车车辆，应将制动缸活塞行程尽可调至上限，特别不可调的太短，以免因制动力过大而造成车轮踏面剥离。

3）严格控制阀类的定期检修质量，在检修工艺上下功夫，在分解、清洗、检修、组装和试验阀时，严格执行工艺要求作业。在运用中，加强作业标准的落实，杜绝人力制动机未松的现象。加强始发列车的制动机性能试验，防止缓解不良车辆上线运行。

4）充分利用“TPDS”货车地面安全监测系统的作用，加强对车轮踏面故障的监控，对TPDS预报达到一级和二级的车辆要认真进行检查，凡是测量超过限度轮对全部扣修处理。

5）车辆定期检修时，对闸调器的试验，必须按规定要求执行，不得减少试验次数，压缩时间，按标准试验，以保证闸调器性能 良好。

6）加强列检技术作业，正确调整空重车调整装置，确保空重车位调整正确。

7）规范机车乘务员操纵列车，在列车紧急制动后及停车重新启动时，控制缓解时间以确保全列车缓解到位。

8）加强对列检现场检车员的技能培训，对车轮踏面与玻璃故障的判断方面存在差异。整体碾钢车轮踏面擦伤后，若不及时扣修处理，长时间带故障运行就会出现剥离，现场检车员很容易将本来是擦伤故障而误断为剥离，放走不良车，留下安全隐患。

9）提高车轮材料的质量，提高车轮材料本身的机械性能，保证其表层的硬度和耐磨性。采用表面喷涂、渗金属、激光处理等工艺方法可很好地提高表面硬度。

10）利用高性能的防滑器防止车轮滑动。车轮的滑动将导致车轮表面擦伤，在车轮表面形成马氏体，由于马氏体脆硬，在滚动过程中形成大块剥离。高性能的防滑器可有效空盒子蠕滑率范围。

11）改变车轮踏面的形状。利用磨耗形车轮踏面改善轮轨间的接触状态，可以有效降低轮轨的接触应力。研究表明，车轮LM型磨耗形踏面与TB型锥形踏面相比较，磨耗形踏面可减小轮轨接触应力，即能保证车辆直线运行的横向稳定，又有利于通过曲线。从而可以减缓车轮剥离。