石太線貨運機車輪對輪緣偏磨原因分析與改善措施

李斌

【摘 要】隨著鐵路運輸事業的發展，機車牽引噸位的提高，輪對磨耗速率日益為人們所關注，尤其是輪對偏磨現象會導致機車頻繁地退箍、旋輪，浪費了大量的人力、物力，嚴重影響機車的正常運用，更是為機務工作部門所重視。人們采用多種方法進行改善輪對的工作條件，降低磨損量，保證機車走行公里數的穩定。本文就造成輪對輪緣偏磨的主要原因進行了分析，并提出了一些改善措施。

【關鍵詞】機車輪緣；偏磨；原因；改善措施

1.問題的提出

機車輪對不僅承受著巨大的靜載荷和動載荷，還剛性承受鋼軌接頭、道岔等垂直和水平方向的作用力，其受力大且復雜，工作條件惡劣。

目前，電力機車原形輪輪緣厚度為33或34mm ，而磨耗到限的輪緣厚度值為23mm。如果輪緣厚度值低于23mm，可能將導致機車脫線等重大行車事故。在正常狀況下，機車輪緣從原形到磨耗到限有較長時間。

我段配屬機車大都運行在石太線，石太線線路彎道、坡道多，曲線半徑小。機車輪緣本身磨耗就大，再加上部分機車存在偏磨現象，導致鏇輪及換箍任務量非常大。其中我段配屬機車中，SS4機車數量最多，偏磨率較高，因其是貨運機車，承載必然大，一旦發生輪緣偏磨現象，偏磨速度非常大，所以其輪緣偏磨問題尤為突出。下表為我段部分SS4機車的偏磨情況調查表：

2.原因分析與改進措施

造成輪對輪緣偏磨的原因分為外部因素和內部因素兩種，相對于產生輪緣偏磨的各種內部因素來說，外部因素相當重要。只有機車結構方面的因素與線路狀況因素及載重大的因素相結合，才使輪緣偏磨問題顯得尤為突出，也就是說只有二者相結合后才會產生極大的危害。通過觀察運行在京廣線的中修機車輪緣厚度可以證實這一點，這些機車在一個中修期內沒有進行過一次鏇輪處理。

下面就造成輪對輪緣偏磨的主要原因進行分析，并提出一些建議與改善措施。

2.1軸重不均的影響

機車行駛過程中機車輪箍往往由于踏面的斜度等原因，使鋼軌作用于踏面的法向反力也不相等，從而導致輪對兩側承受的載荷不等，具體受力分析情況如圖 1 所示。

其中，ON1 與ON2 的數值并不相等，其原因在于輪對工作踏面斜度的差異，引起的機車輪轂兩側載荷 OP1 和 OP2不等的結果。利用進一步受力分析，可知該輪對的水平分力存在OH1與OH2不等。若 OP1大于OP2，必然導致OH1大于OH2，存在△（△=OH1-OH2）力的作用，從而使輪對向載荷較重的一側橫移，該側輪緣貼靠鋼軌，導致輪緣偏磨現象的產生。

解決辦法就是盡量使機車輪箍踏面斜度保持一致，避免軸重分布不均的影響，以減少偏磨的產生。

2.2線路狀況原因

在產生輪緣偏磨的外部因素中，線路狀況原因是一個最重要的原因，也是一個最主要的原因。

當機車運行在彎道、坡度多的線路時，發生偏磨的概率較大。彎道、坡度、速度、輪對在機車中的位置、機車結構等因素綜合在一起，產生了復雜的偏磨現象。

機車在過彎道時，前進方向第一輪的外輪總是靠緊外軌的，當機車速度低時，后輪對的內輪一般是貼靠內軌的，當機車速度高時，就變成后輪對的外輪貼靠鋼軌了。當機車運行在坡道或在某種條件下，造成機車在上、下行時經過線路上某區間速度相差較大，則必然造成有些輪對某側輪緣在上下行時都貼靠鋼軌，這就造成該輪對被偏磨。

通過上面分析知，由該原因造成的偏磨有一定規律，如果某一輪對某側輪緣因此原因而被偏磨，則在其它轉向架上相同位置上的輪對輪緣也必然存在偏磨現象。解決這個問題并不難，只要將機車掉一下頭就可以了，實際上，由于機車運行時在經由某區間時，機車就進行了掉頭，例如我段機車運行到石家莊工業站后就完成一次掉頭。機車掉頭后，由于該原因造成的偏磨就會移到同一轉向架上其它輪對，一段時間后因此而產生的偏磨現象就不太明顯了。

2.3左右輪徑不同

同軸的左右兩個輪在一定的距離內轉數相同，當同軸的左右兩個輪輪徑不同時，必然利用踏面斜度來調整同徑，直徑較小的一側輪緣靠近鋼軌，導致直徑小的一側輪緣偏磨。如同軸的左右兩個輪徑差1mm，則在1：20的踏面上就橫向移動5mm。針對這種情況，必須盡可能保證同軸左右輪徑一致。而我們機務段目前在日常輪對檢查中，受測量空間及測量儀器限制，一般是通過測量輪箍厚度來計算出輪對滾動圓直徑，計算公式為：輪對滾動圓直徑=輪輞直徑+2×輪箍厚度，其中，輪輞直徑為一個在一定限度范圍內的不定值， 例如，韶山4型機車段修規程規定，輪輞外徑原形為：1070±1mm，而中修限度為≮1065mm，而在計算輪對滾動圓直徑過程中，輪輞直徑取值1070mm，通過這種方法計算出的輪對滾動圓直徑與實際值有一定差距。在中修加工過程中，我們曾發現有一輪對左右輪輞外徑相差4mm。所以我們檢修人員在鏇輪時，不能嚴格保證同軸左右兩輪同徑。所以，我建議采用激光測厚儀來代替機務段目前采用的輪箍厚度尺，這樣就可以直接測量輪對直徑，盡可能保證同軸左右輪徑一致。

另外，如沒有能力消除其他原因造成的輪緣偏磨，我們可以通過適當減少輪緣被偏磨輪對對側的輪對直徑來減緩或（下轉第169頁）（上接第115頁）消除偏磨。

2.4潤滑條件不同

目前中國鐵路普遍采用的輪軌潤滑方式為噴脂式潤滑，如果同一輪對左右兩側有一邊輪緣噴脂器工作不正常，則不出脂的一側磨耗速度必然大，造成一定程度的偏磨。

通過保持良好的輪軌潤滑在減緩輪緣磨耗速度的同時，也會降低輪緣偏磨程度和速度。這種方法在減小機車輪對鏇輪任務量方面效果比較明顯。最普遍的一種輪軌潤滑方式為輪緣噴脂器，但存在著噴嘴易堵塞的弊病。目前有很多機車采用新型固體輪軌潤滑裝置，該裝置就不存在不出潤滑油脂的問題，但是處于控制成本的角度，還有待于進一步的論證。

3.結束語

本文給出了機車輪對輪緣偏磨的常見原因，同時本文針對產生輪對輪緣偏磨原因提供了一些防止及消除輪緣偏磨的措施。另外，必須注意的是產生偏磨的因素往往是綜合在一起起作用，這種現象又時有發生，如果處理不當，就會給機務部門造成很大麻煩。某輪對輪緣被偏磨后，必須認真分析其產生原因，然后制定相應處理措施，減緩或根除機車輪緣偏磨現象。 [科]

【參考文獻】

[1]楊譜等.機車車輪.北京：北京鐵路局機務處機車車輪技術培訓教材，1987.

[2]潘朝輝.SS7型電力機車輪緣偏磨原因分析及改進措施.

[3]鐵道機車車輛，2005（4）：43-44.