沈來(lái)榮/中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司鐵路運(yùn)輸公司機(jī)務(wù)段

淺談機(jī)車(chē)輪緣偏磨的原因分析及對(duì)策

沈來(lái)榮/中國(guó)石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化分公司鐵路運(yùn)輸公司機(jī)務(wù)段

本文從機(jī)車(chē)運(yùn)用角度分析了機(jī)車(chē)輪緣偏磨、非正常換輪的原因，找出了因破壞輪軌間距而導(dǎo)致輪緣磨耗加劇的原因并提出了相應(yīng)對(duì)策，將能較好地減輕機(jī)車(chē)輪緣偏磨，為取得一定的實(shí)際效果提供有力的證據(jù)。

機(jī)車(chē)；輪緣偏磨；鋼軌

獨(dú)山子石化公司鐵路運(yùn)輸公司機(jī)務(wù)段承擔(dān)著煉油、乙烯產(chǎn)品出廠和原料進(jìn)廠的鐵路運(yùn)輸任務(wù)。而專(zhuān)用鐵路線地處天山北坡，有正線20公里、內(nèi)燃機(jī)車(chē)10臺(tái)，主要擔(dān)當(dāng)交接站-南站（簡(jiǎn)稱交南區(qū)段）、煉油站-北站（簡(jiǎn)稱煉北區(qū)段）貨列車(chē)牽引任務(wù)，乘務(wù)制度為包乘制。交南區(qū)段區(qū)間里程18.3公里，最小曲線半徑350米，最大坡道13‰，貨運(yùn)列車(chē)牽引定噸1600噸；煉北區(qū)段區(qū)間里程7公里，最小曲線半徑350米，最大坡道13.9‰，貨運(yùn)列車(chē)牽引定噸1600噸。

因輪緣的嚴(yán)重磨耗到限換修輪對(duì)成為機(jī)車(chē)運(yùn)用中一個(gè)突出的問(wèn)題。由于輪緣磨耗早期到限、機(jī)車(chē)在架修期內(nèi)必須幾次換輪或換輪箍。這給機(jī)務(wù)段檢修造成了很大的工作量、浪費(fèi)了大量的人力、材料、增加了機(jī)車(chē)停修的時(shí)間，不能因?yàn)檩喚壞ズ挠绊懥藱C(jī)車(chē)的正常運(yùn)用，這對(duì)機(jī)車(chē)安全運(yùn)用是相當(dāng)不利的。

一、偏磨特點(diǎn)

2、5動(dòng)輪最重，其次是1、6，最輕3、4。經(jīng)每2萬(wàn)公里測(cè)量綜合比較，輪緣偏磨多發(fā)生在齒端側(cè)輪緣。

二、原因分析

（一）輪緣磨耗的理論

輪緣磨耗的機(jī)理比較復(fù)雜。它并不是由單一的磨損機(jī)理所引起，而是由幾個(gè)或更多的機(jī)理同時(shí)作用。在磨損的過(guò)程中，也有可能會(huì)由一種機(jī)理轉(zhuǎn)變另一種機(jī)理。然而影響輪緣磨耗的因素很多。輪軌材質(zhì)成分，強(qiáng)度、表面硬度、制造工藝；機(jī)車(chē)固定軸距、轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)，線路狀態(tài)（曲線半徑的大小、曲線與線路總長(zhǎng)的比例、坡度、路基質(zhì)量、鋼軌的橫向剛度、外軌超高量）、軸重及運(yùn)行速度、車(chē)輪和鋼軌斷面幾何形狀、潤(rùn)滑方式及季節(jié)的氣候的變化等等，都影響機(jī)車(chē)和鋼軌的磨耗。由于獨(dú)鐵專(zhuān)用鐵路線區(qū)間復(fù)雜，最小曲線半徑350米，最大坡道13.9‰，貨運(yùn)列車(chē)牽引定噸最大為雙機(jī)3100噸，連續(xù)行使的里程雖然不長(zhǎng)，但連續(xù)曲線多半徑小、坡道大，因?yàn)楫?dāng)列車(chē)通過(guò)彎道時(shí)，離心力給車(chē)輪帶來(lái)水平載荷，加之轉(zhuǎn)向架及車(chē)架之間的配合不一定良好，機(jī)車(chē)產(chǎn)生蛇行運(yùn)動(dòng)。因而產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦力的效果造成磨損。同時(shí)，通過(guò)彎道時(shí)同軸上的兩個(gè)輪在相同的時(shí)間內(nèi)所過(guò)的圓心角相同、但所走的曲線長(zhǎng)度不同。外輪除去轉(zhuǎn)動(dòng)外，還伴有滑動(dòng)摩擦、即產(chǎn)生在軌面及軌頭側(cè)面上，也產(chǎn)生在車(chē)輪輪緣上。曲線外軌的超高使機(jī)車(chē)向內(nèi)傾斜，獲得轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力，用于平衡離心力，使內(nèi)外軌所受壓力相等，但機(jī)車(chē)速度變化很大，易受坡度限制，造成速度高時(shí)磨外軌，速度低時(shí)磨內(nèi)軌，因而輪緣磨耗比較快。

（二）輪緣偏磨

根據(jù)我段每萬(wàn)公里輪緣磨耗統(tǒng)計(jì)情況表可得：第2、5輪對(duì)的磨耗最嚴(yán)重，其次是1、6輪對(duì)，最后是3、4輪對(duì)，而且左右兩側(cè)的輪對(duì)磨耗量是不同的，普遍存在偏磨現(xiàn)象。由于一側(cè)輪緣偏磨，另一側(cè)的踏面上固定不同程度的形成臺(tái)階，輪緣的偏磨不但對(duì)車(chē)輪的使用壽命很不利，而且對(duì)鋼軌的磨耗也很大。所以得出輪緣偏磨的原因是多方面引起的，目前我段使用的內(nèi)燃機(jī)車(chē)均為三軸轉(zhuǎn)向架，其結(jié)構(gòu)由構(gòu)架、軸箱、輪對(duì)、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置、牽引桿等組成，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架采用鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu)，以減少重量。在構(gòu)架上設(shè)置牽引桿裝置，用于傳遞牽引力和制動(dòng)力，在構(gòu)架側(cè)梁外側(cè)的中央上各設(shè)的一個(gè)彈性側(cè)擋（橡膠塊彈性壓縮量為5mm)，它與車(chē)體兩側(cè)的下伸部關(guān)聯(lián)，限制了車(chē)體相對(duì)轉(zhuǎn)向架的橫向移動(dòng)量，保證轉(zhuǎn)向架的回轉(zhuǎn)中心在一定的范圍內(nèi)，在構(gòu)架頂部上裝有四個(gè)平面摩擦式的摩擦旁承，用于承受車(chē)體的重量，這種轉(zhuǎn)向架的設(shè)計(jì)對(duì)于通過(guò)曲線來(lái)說(shuō)是相當(dāng)不利的，因?yàn)楫?dāng)機(jī)車(chē)在曲線通過(guò)時(shí)，承受的橫向力由鋼軌-輪對(duì)-軸箱-軸箱拉桿-構(gòu)架-摩擦旁承或側(cè)擋-車(chē)體，很容易就知道由于摩擦旁承在過(guò)曲線時(shí)受到的摩擦力矩很大，它將無(wú)情的增加曲線通過(guò)時(shí)的導(dǎo)向力，由于鐵路運(yùn)輸公司機(jī)務(wù)段擔(dān)當(dāng)?shù)膮^(qū)段多為坡道地段，彎道比較多，基本上都是在彎道上運(yùn)行。

輪、軌的磨耗與其斷面形狀有較大關(guān)系，在運(yùn)用調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在舊線和調(diào)車(chē)線路上運(yùn)行的機(jī)車(chē)，由于鋼軌頭部已磨耗成穩(wěn)定的外形，且差異較小，這樣磨耗后的踏面外形與鋼軌頭部相對(duì)應(yīng)部分的外形有較好的匹配，因此減少了磨耗，輪緣偏磨程度也較輕。而那些在新開(kāi)通時(shí)間不長(zhǎng)或剛進(jìn)行換軌的線路上運(yùn)行的機(jī)車(chē)，由于鋼軌的頭部磨耗量不大，還未形成穩(wěn)定的外形，且內(nèi)外軌頭部磨耗成的外形差異較大，使踏面外形與鋼軌頭部相對(duì)應(yīng)的形狀沒(méi)有良好的匹配，就加大了磨耗，輪緣偏磨程度也較嚴(yán)重。

三、相應(yīng)對(duì)策

1.通過(guò)對(duì)運(yùn)行線路的調(diào)查，找出對(duì)機(jī)車(chē)輪緣磨耗影響大的彎道，會(huì)同工務(wù)段采取對(duì)其鋼軌內(nèi)側(cè)面涂油的輔助減磨措施。

2.走形部技術(shù)狀態(tài)不佳

由于左右輪徑差、左右軸距差、轉(zhuǎn)向架對(duì)角線差、軸頸兩側(cè)載荷差及機(jī)車(chē)球形側(cè)擋間隙等因素，引起輪對(duì)的縱向中心線偏向線路的一側(cè)，導(dǎo)致輪緣偏磨。

（1） 左右輪徑差超過(guò)1mm時(shí)輪對(duì)在運(yùn)行中就必須依靠踏面斜度來(lái)調(diào)整左右輪同徑，使輪徑小的一側(cè)輪緣靠近鋼軌，出現(xiàn)輪緣偏磨，踏面異磨。同時(shí)迫使整個(gè)轉(zhuǎn)向架向輪徑小的一側(cè)偏移，其它輪對(duì)也產(chǎn)生同向偏移，導(dǎo)致其它輪對(duì)也產(chǎn)生不同程度的輪緣磨耗。

（2） 左右軸距有偏差時(shí)，軸距短的一側(cè)的兩個(gè)輪子易產(chǎn)生偏磨。

（3） 軸頸兩側(cè)載荷不均時(shí)，載荷小的一側(cè)輪子易產(chǎn)生偏磨。

（4）轉(zhuǎn)向架對(duì)角線不等時(shí)，對(duì)角線較短的兩個(gè)對(duì)角上的輪子易產(chǎn)生偏磨。

（5）車(chē)體側(cè)擋間隙變化時(shí)，間隙小的一側(cè)輪緣靠近鋼軌，易出現(xiàn)偏磨。

3.嚴(yán)格控制機(jī)車(chē)走行部的檢修質(zhì)量，按范圍、工藝及限度進(jìn)行檢修，保證機(jī)車(chē)機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)向架各結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳匹配，從而有效降低機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)向架在不平順線路或過(guò)曲線時(shí)產(chǎn)生的橫向沖擊，以減輕輪緣的偏磨。

4.驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輪齒上載荷分布不均。由于抱軸承與車(chē)軸間存在間隙而使?fàn)恳姍C(jī)殼體產(chǎn)生傾斜、輪齒圓周力引起電樞軸的彎曲、車(chē)軸軸頸荷重引起的車(chē)軸變形導(dǎo)致大齒輪偏斜等，使?fàn)恳X輪沒(méi)能正常嚙合，作用在齒寬上的力不是均勻分布而是集中在輪齒上靠電動(dòng)機(jī)一側(cè)。在牽引齒輪傳遞較大的扭矩時(shí)，使大齒輪受到一個(gè)軸向分力作用，導(dǎo)致輪對(duì)發(fā)生向齒側(cè)鋼軌的橫向位移，引起齒端側(cè)輪緣的偏磨。

5.機(jī)車(chē)運(yùn)用保養(yǎng)不良。輪緣潤(rùn)滑裝置保養(yǎng)、管理不當(dāng)，故障不及時(shí)發(fā)現(xiàn)、消除，潤(rùn)滑脂（棒）沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)充、更換，使輪緣潤(rùn)滑不良，導(dǎo)致輪緣偏磨；左右制動(dòng)缸行程不一樣，閘瓦間隙不同時(shí)，影響兩側(cè)的上閘時(shí)間，也會(huì)出現(xiàn)輪緣偏磨。

6.建立健全機(jī)車(chē)輪緣潤(rùn)滑裝置的管理體制，實(shí)施“管、用、修、養(yǎng)”管理考核；增強(qiáng)機(jī)車(chē)乘務(wù)員在運(yùn)用、保養(yǎng)中的責(zé)任心，加強(qiáng)交接班作業(yè)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

7.機(jī)車(chē)運(yùn)行速度變化。主要發(fā)生在通過(guò)曲線時(shí)，機(jī)車(chē)牽引重量少、速度高時(shí)外側(cè)輪緣易磨耗，機(jī)車(chē)牽引重量多、速度低時(shí)內(nèi)側(cè)輪緣易磨耗，其中第1位偏磨較明顯。

8.機(jī)車(chē)定期調(diào)頭，可以緩解部分機(jī)車(chē)輪緣的磨耗。

四、結(jié)束語(yǔ)

輪緣是機(jī)車(chē)輪對(duì)的主要組成部分，是機(jī)車(chē)重要走行部件之一，它不僅承受著巨大的離心力導(dǎo)向動(dòng)載荷，還剛性的承受來(lái)自鋼軌接頭、道岔和曲線不平順的垂直和左右橫向的作用力，機(jī)車(chē)通過(guò)輪對(duì)輪緣實(shí)現(xiàn)在鋼軌上安全運(yùn)行的導(dǎo)向作用。因此輪緣的狀態(tài)好壞將直接涉及到行車(chē)安全，因輪緣的早期磨耗損壞可能導(dǎo)致整個(gè)列車(chē)發(fā)生事故。

對(duì)于機(jī)務(wù)段來(lái)說(shuō)輪對(duì)的運(yùn)用與保養(yǎng)是一項(xiàng)十分重要的工作，必須樹(shù)立“安全第一”的思想，建立健全一套科學(xué)的保養(yǎng)辦法，保證輪對(duì)質(zhì)量和最經(jīng)濟(jì)的使用，確保獨(dú)石化產(chǎn)品運(yùn)輸安全提供優(yōu)質(zhì)的機(jī)車(chē)。