車輪故障判別及檢查方法
2014-03-22 13:57王紅艷
中國科技博覽 2014年10期
王紅艷
[摘 要]介紹車輪輪緣、踏面磨耗的故障表征、危害及檢查方法。
[關鍵詞]輪緣厚度磨耗、輪緣垂直磨耗、踏面圓周磨耗、踏面外側及輪緣內側缺損。
中圖分類號：TH215 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0019-02
鐵路貨車故障按照故障危害程度、檢查修理的難易程序分為典型故障、重點故障、其他故障，其中典型故障的第一條為車輪故障，車輪故障包括：車輪踏面擦傷過限、車輪輪緣過限、車輪踏面凹下過限、車輪踏面剝離過限、車輪踏面缺損過限、車輪踏面圓周磨耗過限、車輪輪輞輻板裂損等。2013年10月17日13時31分，電檢930次貨物列車運行至沈陽鐵路局管內沈山線錦州站上行直通場619/625號復式交分道岔處，機后3位至8位貨車脫軌，侵入沈山線上行正線。13時42分，電檢928次貨物列車通過錦州站上行直通場II道，在K237+975處與電檢930次脫軌車輛發生側面沖突。事故共造成2臺機車、16輛貨車脫軌，構成鐵路交通較大事故。事故列沈陽鐵路局車輛部門主要責任，同時追究機務和運輸部門同等主要責任。經調查，機后3位C64K-4838147。6位輪對左側車輪圓周磨耗、輪緣磨耗后超過運用限度，輪緣厚度減小后頂部形成鋒芒，左側車輪輪緣緊貼鋼軌軌頭內側面運行，撞擊道岔尖軌，造成尖軌掉塊，并竄上軌面，沿基本軌與尖軌間在軌面運行，最終脫軌，并導致后部車輛脫軌。車輪故障對行車危害及大，是造成車輛脫軌顛覆的巨大隱患，因此正確認識判斷車輪故障是提高列車運用工作質量，保證行車安全是每名列檢檢車員必不可少工作技能。下面結合運用工作實際提出幾點判斷車輪輪緣及踏面故障的檢查判斷方法。
一、輪緣厚度磨耗超限
故障表征：車輪輪緣厚度明顯變薄，輪緣呈梯形斜坡狀，改變了輪緣原有形狀（輪緣厚度原型32mm），輪緣外側發光發亮。（見圖1）
產生原因：輪緣外側與鋼軌內側發生沖撞和磨耗，尤其是通過道岔和曲線時，磨耗更加加劇，這種磨耗是不可避免的，屬于正常磨耗。由于轉向架車軸中心線不平行，使轉向架出現梯形，使一側輪緣與鋼軌經常貼近，加劇一側輪緣的磨耗，屬于非正常磨耗。車輛在固定區段、固定曲線、相對固定的方向運行，輪緣長期受同樣、同側的作用力，加劇了輪緣的磨耗。
故障危害：輪緣磨耗后，其根部變薄，強度變低，當輪對通過曲線或作蛇形運動時輪緣在來自鋼軌水平力的作用下，易發生輪緣缺損、根部裂折，甚至會造成行車事故。同時車輪與鋼軌的安全搭載量是根據軌距車輪內側距以及輪緣厚度等因素而定的，如果一側的車輪輪緣磨耗過限，輪緣與鋼軌間游間將增大，減少車輪安全搭載量。輪緣過薄，通過道岔時，易爬上或損壞尖軌，造成車輛脫軌、顛覆等事故。
檢查方法：列檢技術檢查作業中，要認真執行一列車技術檢查作業過程，接車時做好蹲式檢查，聽車輪走行情況，技檢時對四伏位置要重點查看確認輪緣狀態。發現輪緣外側發亮，輪緣頂部出現尖狀，輪緣明顯變薄，需使用第四種檢查器進行測量，禁止臆測過限尺寸，輪緣厚度規定≥23mm。超過限度時需進行摘車臨修更換輪軸，禁止放行。檢查方法如圖2：
1、輪緣厚度測量
輪緣厚度測量，移動輪緣厚度測尺尺框（4），使踏面定位測頭（8）定位在滾動圓中心70mm處，緊固尺框定位訂（2）[或用定位塊快速定位，向左推動螺釘（7）使輪緣厚度測尺（5）達到極限位置，同時，定位塊帶動尺框（4）向左移動到預定位置，即踏面定位測頭（8）定位在滾動圓中心70mm處，緊固尺框定位釘（2）]。將檢查器置于車輪上，使定位角鐵（18）和踏面定位測頭分別與輪輞內側面和踏面滾動圓中心靠緊，向下推動踏面磨耗測尺，（14）使之與輪緣頂部接觸，向左推動輪緣厚度測尺，使之與輪緣接觸，即可在游標卡尺上讀出輪緣厚度值。
測量范圍：12——35mm
2、車輪踏面圓周磨耗測量
磨耗型車輪踏面70mm處圓周磨耗的測量，移動輪緣厚度測尺尺框（4），使踏面定位測頭（8）定位在滾動圓中心70mm處，緊固尺框定位訂（2）[或用定位塊快速定位，向左推動螺釘（7）使輪緣厚度測尺（5）達到極限位置，同時，定位塊帶動尺框（4）向左移動到預定位置，即踏面定位測頭（8）定位在滾動圓中心70mm處，緊固尺框定位釘（2）]。將檢查器置于車輪上，使定位角鐵（18）和踏面定位測頭分別與輪輞內側面和踏面滾動圓中心靠緊，向下推動踏面磨耗測尺，（14）使之與輪緣頂部接觸，即可在游標卡尺上讀出踏面磨耗值。
測量范圍：-3——10mm
分度值：0.1mm
二、輪緣垂直磨耗高度超限
故障表征：輪緣垂直磨耗高度超限故障表征與輪緣磨耗超限相似，輪緣外側與踏面圓弧接觸的幾何尺寸基本變成直角面，輪緣頂部成刀狀，即輪緣頂部形成鋒芒，輪緣根部及外側發光發亮，目視輪緣高度明顯增加， 產生原因：車輪輪緣垂直磨耗是在輪緣外側垂直方向發生磨耗，使踏面與輪緣不能保持原弧線形狀，產生原因與輪緣磨耗過限基本相同，但其橫向力更大。
故障危害：輪緣垂直磨耗高度超限，由于輪緣頭部較基本軌低，若運行中垂直磨耗面與基本軌貼緊時，輪緣頂點很可能處于尖軌上方，從而使車輪通過道岔爬上尖軌，造成脫軌或軋傷尖軌事故。另一方面輪緣磨耗形成鋒芒后，在輪對通過道岔時，可能擠開尖軌而造成脫軌事故。同時輪緣磨耗后，根部與鋼軌內側面全部接觸，通過曲線時，由于輪緣與鋼軌接觸沒有弧形，增加運行阻力，同時更加加劇了磨耗，當列車通過曲線時，輪緣與鋼軌內側接觸發出刺耳聲音。
檢查方法：列檢技術檢查作業中，要認真執行一列車技術檢查作業過程，接車時做好蹲式檢查認真聽車輪走行況，技檢時對四伏位置要重點看確認輪緣狀態。發現輪緣磨耗過限時，同時需使用第四種檢查器進行測量輪緣垂直磨耗高度是否超限（輪緣垂直磨耗限度15mm）。禁止臆測過限尺寸，超過限度時需進行摘車臨修更換輪軸，禁止放行。endprint
三、踏面圓周磨耗超限
故障表征：車輪踏面存在非正常的并有一定規則的溝狀圓周磨耗，車輪踏面變成圓柱形與鋼軌接觸，破壞了車輪踏面幾何形狀，車輪踏面發光發亮。（見圖4）
產生原因：閘瓦材質不良，閘瓦中的堆積物和金屬鑲嵌物，將車輪踏面磨成溝狀劃痕，破損車輪踏面幾何形狀。造成車輪踏面圓周磨耗過限；固定區段間往返運行，車輪踏面長期受同樣作用力，日積月累，造成同側車輪圓周磨耗超限；定檢接近到期車輛，運行里程長，易發生車輪圓周磨耗超限。
故障危害：車輪踏面圓周磨耗超限后，輪緣高度相對增加，易發生輪緣與鋼軌連接板螺栓接觸，造成輪緣缺損。如果運行條件偶合，在通過道岔時極易發生脫軌事故。車輛通過曲線時，由于踏面沒有了幾何形狀，使車輪產生滑行，加劇了車輪踏面的磨耗，影響列車運行平穩性和安全。
檢查方法：發現車輪踏面存在非正常的溝狀磨耗，而且車輪踏面發光發亮，需使用第四種檢查器進行測量圓周磨耗是否超限，禁止臆測過限尺寸，圓周磨耗限度規定≤8mm。超限時必須進行扣修更換輪軸處理。同時檢查閘瓦摩擦體上是否存在金屬鑲嵌物，存在時必須更換處理，防止隨著鑲嵌物厚度的不斷增加而加大對車輪的磨耗。
四、車輪踏面外側及輪緣內側缺損
故障表征：輪緣成鋸齒形掉塊，踏面邊緣缺損。（見圖5、6）
產生原因：輪緣內側缺損主要是意外的沖擊、脫線事故或車輪本身存在的材質缺陷造成，也存在線路上有堆積物或輪緣與鋼軌螺栓接觸造成損壞。踏面缺損主要是由于車輪材質原因存在夾雜、夾層，車輪在運行中產生振動與鋼軌接縫出接觸撞擊造成缺損，同時車輪在經過機械化駝峰緩行器對車輪輪輞兩側夾壓過程中，導致存在缺陷處崩裂，出現踏面掉塊、缺損故障。
故障危害：踏面缺損后，安全搭載量減少，條件偶合，易發生車輛脫軌事故。輪緣缺損后，車輛通過道岔時，易發生車輪啃上尖軌，導致車輛脫軌事故發生。
檢查方法：列檢技術作業中，加強對輪緣內側的檢查，TFDS動態檢查時加強對未遮擋處輪緣狀態的檢查，及時發現輪緣圓周方向有無缺損，發現輪緣內側缺損超過限度時，需扣修更換輪軸，輪緣內側缺損限度：長度≤30mm，寬度≤10mm。加強列車進入檢查，根據車輪振動力發現踏面缺損故障，同時也可根據TPDS預警信息，發現踏面損傷故障，重點加強車輪踏面擦傷、剝離故障是否同時存在踏面缺損故障。踏面缺損限度：相對輪緣外側至缺損部之距離≥1508mm，缺損部之長度≤150mm。
參考文獻
[1] 《鐵路貨車運用維修規程》2010年11月.
[2] 段2010-2013年安全事故通報.
[3] 車輛車輪檢查器使用說明書（LLJ-4B）.
[4] 《黑龍江科技信息》2010.endprint
三、踏面圓周磨耗超限
故障表征：車輪踏面存在非正常的并有一定規則的溝狀圓周磨耗，車輪踏面變成圓柱形與鋼軌接觸，破壞了車輪踏面幾何形狀，車輪踏面發光發亮。（見圖4）
產生原因：閘瓦材質不良，閘瓦中的堆積物和金屬鑲嵌物，將車輪踏面磨成溝狀劃痕，破損車輪踏面幾何形狀。造成車輪踏面圓周磨耗過限；固定區段間往返運行，車輪踏面長期受同樣作用力，日積月累，造成同側車輪圓周磨耗超限；定檢接近到期車輛，運行里程長，易發生車輪圓周磨耗超限。
故障危害：車輪踏面圓周磨耗超限后，輪緣高度相對增加，易發生輪緣與鋼軌連接板螺栓接觸，造成輪緣缺損。如果運行條件偶合，在通過道岔時極易發生脫軌事故。車輛通過曲線時，由于踏面沒有了幾何形狀，使車輪產生滑行，加劇了車輪踏面的磨耗，影響列車運行平穩性和安全。
檢查方法：發現車輪踏面存在非正常的溝狀磨耗，而且車輪踏面發光發亮，需使用第四種檢查器進行測量圓周磨耗是否超限，禁止臆測過限尺寸，圓周磨耗限度規定≤8mm。超限時必須進行扣修更換輪軸處理。同時檢查閘瓦摩擦體上是否存在金屬鑲嵌物，存在時必須更換處理，防止隨著鑲嵌物厚度的不斷增加而加大對車輪的磨耗。
四、車輪踏面外側及輪緣內側缺損
故障表征：輪緣成鋸齒形掉塊，踏面邊緣缺損。（見圖5、6）
產生原因：輪緣內側缺損主要是意外的沖擊、脫線事故或車輪本身存在的材質缺陷造成，也存在線路上有堆積物或輪緣與鋼軌螺栓接觸造成損壞。踏面缺損主要是由于車輪材質原因存在夾雜、夾層，車輪在運行中產生振動與鋼軌接縫出接觸撞擊造成缺損，同時車輪在經過機械化駝峰緩行器對車輪輪輞兩側夾壓過程中，導致存在缺陷處崩裂，出現踏面掉塊、缺損故障。
故障危害：踏面缺損后，安全搭載量減少，條件偶合，易發生車輛脫軌事故。輪緣缺損后，車輛通過道岔時，易發生車輪啃上尖軌，導致車輛脫軌事故發生。
檢查方法：列檢技術作業中，加強對輪緣內側的檢查，TFDS動態檢查時加強對未遮擋處輪緣狀態的檢查，及時發現輪緣圓周方向有無缺損，發現輪緣內側缺損超過限度時，需扣修更換輪軸，輪緣內側缺損限度：長度≤30mm，寬度≤10mm。加強列車進入檢查，根據車輪振動力發現踏面缺損故障，同時也可根據TPDS預警信息，發現踏面損傷故障，重點加強車輪踏面擦傷、剝離故障是否同時存在踏面缺損故障。踏面缺損限度：相對輪緣外側至缺損部之距離≥1508mm，缺損部之長度≤150mm。
參考文獻
[1] 《鐵路貨車運用維修規程》2010年11月.
[2] 段2010-2013年安全事故通報.
[3] 車輛車輪檢查器使用說明書（LLJ-4B）.
[4] 《黑龍江科技信息》2010.endprint
三、踏面圓周磨耗超限
故障表征：車輪踏面存在非正常的并有一定規則的溝狀圓周磨耗，車輪踏面變成圓柱形與鋼軌接觸，破壞了車輪踏面幾何形狀，車輪踏面發光發亮。（見圖4）
產生原因：閘瓦材質不良，閘瓦中的堆積物和金屬鑲嵌物，將車輪踏面磨成溝狀劃痕，破損車輪踏面幾何形狀。造成車輪踏面圓周磨耗過限；固定區段間往返運行，車輪踏面長期受同樣作用力，日積月累，造成同側車輪圓周磨耗超限；定檢接近到期車輛，運行里程長，易發生車輪圓周磨耗超限。
故障危害：車輪踏面圓周磨耗超限后，輪緣高度相對增加，易發生輪緣與鋼軌連接板螺栓接觸，造成輪緣缺損。如果運行條件偶合，在通過道岔時極易發生脫軌事故。車輛通過曲線時，由于踏面沒有了幾何形狀，使車輪產生滑行，加劇了車輪踏面的磨耗，影響列車運行平穩性和安全。
檢查方法：發現車輪踏面存在非正常的溝狀磨耗，而且車輪踏面發光發亮，需使用第四種檢查器進行測量圓周磨耗是否超限，禁止臆測過限尺寸，圓周磨耗限度規定≤8mm。超限時必須進行扣修更換輪軸處理。同時檢查閘瓦摩擦體上是否存在金屬鑲嵌物，存在時必須更換處理，防止隨著鑲嵌物厚度的不斷增加而加大對車輪的磨耗。
四、車輪踏面外側及輪緣內側缺損
故障表征：輪緣成鋸齒形掉塊，踏面邊緣缺損。（見圖5、6）
產生原因：輪緣內側缺損主要是意外的沖擊、脫線事故或車輪本身存在的材質缺陷造成，也存在線路上有堆積物或輪緣與鋼軌螺栓接觸造成損壞。踏面缺損主要是由于車輪材質原因存在夾雜、夾層，車輪在運行中產生振動與鋼軌接縫出接觸撞擊造成缺損，同時車輪在經過機械化駝峰緩行器對車輪輪輞兩側夾壓過程中，導致存在缺陷處崩裂，出現踏面掉塊、缺損故障。
故障危害：踏面缺損后，安全搭載量減少，條件偶合，易發生車輛脫軌事故。輪緣缺損后，車輛通過道岔時，易發生車輪啃上尖軌，導致車輛脫軌事故發生。
檢查方法：列檢技術作業中，加強對輪緣內側的檢查，TFDS動態檢查時加強對未遮擋處輪緣狀態的檢查，及時發現輪緣圓周方向有無缺損，發現輪緣內側缺損超過限度時，需扣修更換輪軸，輪緣內側缺損限度：長度≤30mm，寬度≤10mm。加強列車進入檢查，根據車輪振動力發現踏面缺損故障，同時也可根據TPDS預警信息，發現踏面損傷故障，重點加強車輪踏面擦傷、剝離故障是否同時存在踏面缺損故障。踏面缺損限度：相對輪緣外側至缺損部之距離≥1508mm，缺損部之長度≤150mm。
參考文獻
[1] 《鐵路貨車運用維修規程》2010年11月.
[2] 段2010-2013年安全事故通報.
[3] 車輛車輪檢查器使用說明書（LLJ-4B）.
[4] 《黑龍江科技信息》2010.endprint
