铁路货车轮轴检修中常见故障的分析与探讨

2020-12-29

王鑫

(上海铁路局杭州北车辆段)

【摘 要】铁路是我国的主要运输方式之一,是我国国民经济的动脉。近年来,我国铁路货车逐渐向重载、高速的方向发展,对铁路货车的检修要求也越来越高,在铁路货车检修中,货车轮对是其中的一个非常重要的检查部件,因为它的性能和质量好坏直接影响着铁路货车的速度与运行安全。分析和把握铁路货车轮对的常见故障是解决这些问题的关键,下面笔者从轮对和轴承两个方面进行了分析。

【关键词】 铁路;货车轮轴;检修;常见故障

铁路货车轮对的作用主要是能够保证货车在钢轨上的运行和转向,承受来自货车的所有静载荷和动载荷,把载荷传递给轨道,并把因线路不平顺产生的载荷传递给货车各零部件。 此外,货车的制动也是通过轮对起作用的。轮对的主要构件包括车轴、车轮和轴承以及其它附属件,笔者接下来从轮对和轴承两个较大的方面的常见故障进行探析。

1 轮对的常见故障分析

轮对故障在日常货车检修过程中最为常见,具体来说有踏面磨耗(剥离、擦伤或局部凹陷)、轮缘磨耗及车轮、车轴裂纹等情况。

1.1 踏面磨耗、踏面剥离、踏面擦伤或局部凹陷的原因与危害

(1)踏面磨耗。由于货车的整个静动载荷都是通过滚动的车轮传递给钢轨的,形成轮轨之间的长期摩擦导致了车轮踏面磨耗。车轮踏面磨耗后就会加大钢轨与车轮的接触面积,从而导致摩擦变大,形成更大的运行阻力;也会破坏踏面的斜度,使货车运行时的频率变高、波长变小,使车辆缺乏平衡性;更严重的还可能撞击到轨道连接螺栓,导致车辆脱轨事故。(2)踏面擦伤或局部凹陷。这种故障大多是由于车轮抱闸滑行不良、制动力过强引起的。也有部分是因为材质不好、局部缩孔不足等原因造成的。一旦形成这种故障会使货车的车轮滚动圆周不圆,从而加剧冲击和振动,造成轴承损伤乃至燃轴情况的发生。(3)踏面剥离。踏面剥离故障产生的原因是材质不好或者有夹渣,这些夹渣在货车运行中被反复碾压,久而久之就容易出现剥落的现象,同时,受热胀冷缩的物理作用影响容易在剥面上形成许多细小的裂纹,导致踏面的金属也被剥落。这种踏面的情况一旦超过必要限度就会使车轮的冲击力和振动力加剧。

1.2 轮缘磨耗的原因与危害

货车车轮在轨道上运行的过程中,轮缘的内外侧易发生冲撞,特别是在曲线运动时,冲撞会更加剧烈,也会造成磨耗加剧。轮缘磨损程度越高,货车行车就越不安全除轮缘厚度正常磨耗外,还有轮缘垂直异常磨耗,当这种磨耗超过一定限度时,会造成轮缘外形与钢轨内侧的形状相一致,这无疑会增大两者的接触面积,既加大了货车的运行阻力,又进而加速轮缘的磨耗,导致货车脱轨。

1.3 车轮裂纹

车轮裂纹出现的部位在踏面、整体轮轮辋与辐板交界处及辐板孔附近以及轮缘根部时必须引起高度的关注。车轮踏面出现裂纹的原因是制动抱闸后部分轮辋厚度太薄或者过冷过热造成的;轮辋与辐板交界处和辐板孔附近出现裂纹的原因是因为应力不够集中或者材质问题造成的;轮缘根部出现裂纹主要是转向架的横向力太大引起的。不管是那种裂纹都会对货车的运行造成阻碍和危害,严重时可能造成重大交通事故。

1.4 车轴裂纹

车轴裂纹主要原因是由于货车载重过多导致车轴发生弯曲,使车轴上部产生空隙,下部受到压迫,这样就容易形成一些疲劳裂纹。在轴颈和防尘板座衔接的地方产生裂纹主要是由于圆弧过渡不良引起的。如果车轴的中央部分出现裂纹就可能是意外打击以及杠杆磨伤等原因造成的。车轴的故障还包括轴身磨伤、轴身碰伤与轴身弯曲等其它损伤。首先,轴身磨伤主要是因为货车轮对的车轴和制动拉杆组装不良造成的。其次,车轴碰伤在货车轮对运行过程中,其轴身易被碰到或者打击到。另外,还有一种车轴断裂的情况,就是滚动轴承的破损和崩裂所造成的切轴。

2 车轮故障的处理方法

对于在货车轮对检修过程中发现的上述车轮故障,在轮对收入时必须用检测器具或自动测量设备测量故障程度。踏面故障和轮缘故障要进行旋修处理,旋修后各部尺寸和状态必须符合技术要求方可装车使用;对于辐板孔裂纹故障,在规定限度之内的可继续使用,超出限度的须送轮厂处理;对于车轴故障,轴?磕碰伤或磨损小故障可通过打磨,符合技术限度后继续使用,对于轴身弯曲等严重故障,需要送轮厂处理或报废。

3 轴承的常见故障分析

铁路货车故障除了车轮故障外,最常见的就是轴承故障,主要有剥离、保持架裂损等。

3.1 轴承剥离故障产生原因

剥离是轴承零件工作表面在高接触应力的循环作用下产生的金属片状剥落现象,具有一定的深度和面积;表面呈凹凸不平鳞状;具有尖锐的沟角,通常呈现疲劳扩展特征的海滩状条纹。剥离形式主要有条状剥离、点状剥离、片状剥离、块状剥离等。其产生的原因有:(1)滚动接触疲劳损伤。(2)轴承承受过高的接触载荷或冲击载荷等异常载荷。(3)轴承组件材料纯净度低或热处理工艺不当。(4)轴承组装不当、润滑不良。

3.2 保持架裂损故障产生原因

保持架伤损可表现为磕碰伤、变形、磨损、断裂、熔化等,伤损主要原因有:(1)保持架受到频繁的振动和冲击,造成变形或断裂。(2)保持架受到滚动体的磨摩擦和磨损。(3)轴承温度过高,达到保持架软化点或熔点,引起保持架变形或熔化。(4)在轴承组装或轴承清洗过程中保持架受外力被损伤。(5)保持架材料中存在杂质,造成强度下降。

在轮轴检修作业时,尤其是要加强轴承收入盘动检查,重点检查判断轴承是否有异音、卡滞的现象,剥离、保持架裂等轴承内部故障如不能及时发现,就会在车辆运行中造成高温、热轴甚至可能演变为热切轴事故。

4 结语

总之,要想了解货车轮轴的常见故障就要从轮对和轴承两个方面下功夫。我们要想进一步解决这些故障就必须分析这些故障产生的原因,了解这些故障的危害,才能研究出有针对性的检修加强措施,才能做到防患于未然。

参考文献:

[1]铁道科学研究院金属及化学研究所编.铁路货车轮轴典型伤损图册.北京:中国铁道出版社,2006(6).

[2]刘吉远,陈雷编著.铁路货车轮轴技术概论.北京:中国铁道出版社,2009(11).

[3]刘文瑞.关于铁路货车车辆轮对故障及其解决方案的思考[J].科技世界,2013,27:86-87.

[4]中华人民共和国铁道部编.铁路货车轮轴组装、检修及管理规则.北京:中国铁道出版社,2007(6).

来源:《中国科技纵横》2014年1期

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