内燃机车轮对损伤的分析及处理研究

发表时间:2021/5/28   来源:《科学与技术》2021年2月5期   作者:韩玉
[导读] 对于机车走行部来讲,其中包含较多的部件,尤其是轮对这种部件,
        韩玉
        天津南环铁路有限公司机务分公司 天津 300450

        摘要:对于机车走行部来讲,其中包含较多的部件,尤其是轮对这种部件,轮对质量的高低,与机车运行有着很大的联系,存在较高质量的轮对,有助于保障运行的安全与稳定。文章首先概述了车轮损伤形式与影响因素,然后分析了轮对损伤的原因,最后探究了降低车轮损伤的方法与运用效果,以期能为有关人士提供参考。
        关键词:轮对损伤;影响因素;减免举措;内燃机车

        引言:当处于行车状态时,通过轮对的作用,能够向机车提供牵引力,与此同时,针对列车运转的方向,可以发挥着一定的引导作用。拥有高质量的轮对,可确保列车运行的安全,促使其可以正常通过道岔。对于较大的质量缺陷,若未被第一时间找到,同时早期得到解决的话,会伴随缺陷不断的发展,从而极大影响着行车的安全,针对轮对损伤的有关内容,比如检测方式,加大研究力度,同时结合损伤的成因,明确科学合理的减免举措,能够防止由于车轮损伤,从而引发的一系列行车事故。
1.车轮损伤形式与影响因素
(1)踏面剥离。对于踏面剥离来讲,往往发生于滚动圆处,通常情况下,可以将其分成两种,也就是疲劳以及制动剥离,对于前者来讲,就是基于车轮踏面,在长时间多次被荷载冲击之后,从而产生这种剥离;而对于制动剥离来讲,就是基于机车的制动,促使能量得到进一步转化,从而形成热能,在此基础上,由于会产生一定的热裂,最终致使制动剥离的出现。从外观上来进行分析,若存在不规则的形状,沿着剥离中心的方向,深度呈现增加的趋势,则对于此剥离来讲,其就是疲劳剥离。在出现剥离的地方,有着一定的褶皱,在层之间存在明显的分界线,从内部来看,表现出一定的倾斜状,沿着切线的方向,和踏面之间的角度大小为45度,则对于这样的剥离来讲,其就是制动剥离,当出现这一类剥离时,常常会有着轮对擦伤,通常情况下,对于轮对剥离来讲,其长度需要低于0.4厘米,深度需要低于1毫米。
(2)轮对擦伤。轮对擦伤也是发生于滚动部位,产生轮对擦伤的原因,是由于机车在工作时,促使轮对产生滑行,在滑行时会促使车轮以及轨道进行接触,从而产生摩擦生热情况,导致踏面磨损,最终导致纵向出现缺陷。对于机车轮产生滑行现象的原因,大部分是由于机车在进行制动时,其制动力较大造成的,超出了机车的黏着力,从而导致车轮停止运行,而机车却在惯力作用下不断向前滑行,当静止的车轮同钢轨进行摩擦,就会造成擦伤。另外,轮对擦伤在其他状况下也能产生,当机车启动以及加速时,其轮周的牵引力也会高出车轮间的黏着力,这个时候机车轮对就极易产生高速空转现象,会围绕整个轮对的滚动方向,出现踏面擦伤现象,比如机车出现窄转时,若是没有立即实行有效手段加以解决,空转擦伤不但会影响轮对,对其造成破坏,还会产生轨道擦伤的现象。当擦伤后,某些金属就会出现一定的变化,基于交变应力的影响,会让裂纹逐渐加大,致使某些金属发生脱落。对于制动擦伤来说,通常都出现在轮对对称的踏面上,有时也会产生单侧擦伤的情况。我国铁路对于机车轮对的要求是其深度应低于0.7毫米。(3)轮缘磨损。在列车运行过程中,轮缘厚度需要低于2.3厘米,对于引发轮缘磨耗的因素来讲,其有着一定的复杂性,通常情况下,由一系列因素共同作用而成,这样的因素有很多,比如较为常见的轮轨硬度。


2.轮对损伤的原因
(1)踏面剥离。在运用机车的过程中,往往就会发生踏面剥离,以早期剥离来分析,其产生主要原因为:在实际运转过程中,由于接缝的地方不够平顺,当机车进行制动时,使得在踏面产生了一定的不足。这些缺陷包含诸多方面的内容,比如在被冲击之后,会留下一定麻坑;在制动的过程中,会产生一定的隆起或者相变等,当机车处于运转状态时,由于会受到重力的作用,使得缺陷多次冲击踏面,导致金属出现脱落的现象,伴随轮对反复的转动,促使这些缺陷不断变大,当达到一定程度时,就会发生踏面剥离,从而形成凹陷的情况。基于这样的情况,会导致滚动圆直径被降低,基于出现剥离以及没有剥离的地方,会产生一定的轮径差。在运行至剥离处时,由于存在轮径差,故而以轮轨以及踏面来看,两者间会出现较大的冲击,由此会促使缺陷不断变大,若情况较为严重的话,将难以确保行车的安全与稳定。
(2)踏面擦伤。车轮踏面出现擦伤情况,大部分是由于轮轨的黏着系数的原因,若是其黏着系数出现变化,那么就极易导致车轮踏面擦伤,机车产生轮对擦伤的情况上述讲过,若是机车的制动力或者是牵引力超出黏着力,都会导致轮对擦伤,由此可知,黏着力的大小能够决定机车轮对是否出现蠕滑擦伤的主要原因。能对黏着系数造成影响的因素有很多,其中包括钢轨表面的洁净度、踏面外形等因素。使用相同的操作形式,在牵引相同吨位状况时,通过有关的实践,可以得知轮对踏面表面的洁净度越好,那么钢轨表面的洁净度也越好,在轮轨间还有很多影响摩擦力的介质,比如水以及污泥等,对于车轮踏面来说,运用标准型的踏面,也会降低机车的黏着力。(3)轮缘磨损。轮缘磨耗问题,主要是由于轮缘同钢轨的接触造成的,产生磨损的原因包括:机车在曲线运行,机车进行蛇形运动,季节以及地区的影响,轴箱拉杆的刚度等。
3.减少车轮损伤的方法与运用效果
(1)减少踏面擦伤。车轮同钢轨表面进行接触,是在踏面上实现的,同时也是导致车轮故障的重要原因,有效防止踏面擦拭的方法,需要从其引起的原因出发。当牵引车辆运行时,不可以盲目进行加载,需要结合实际牵引重量,一点点提高功率。当产生空转现象时,应当第一时间减小功率。在阴雨天的情况下,会使得线路变得湿润,当列车运行时,需要对其适当撒砂,以便能够增加黏着系数。当机车停止运行时,也需要进行撒砂,以增加这一系数,防止列车出现滑行的情况,从而对轮对造成影响。机车正常运行过程中,要求相关的乘务人员应该掌握该线路的状况,以防止当在长大坡道停车时,导致列车启动,若是处于这一坡道,机车在运行中,应该使用较大的牵引力完成,否则很容易导致轮对出现空转擦伤情况。(2)减少踏面剥离。实施自动化诊断系统,针对早期的剥离,对其开展全方位的监控,在形成踏面损伤之后,伴随车轮来回的冲击,会促使剥离不断发展,通过有关实践得知,选取恰当的时机,针对发生不到限的剥离,对其开展旋修,通过这样的方式,有助于提高轮对使用年限。(3)减少轮缘磨耗。基于钢轨以及轮缘,对两者接触处的工作情况进行优化,设置合适的轮缘润滑装置。针对轴箱横动量,对其进行全方位的控制,落实好对拉杆状态的检查,对于轮缘磨耗较为突出的地方,应当对横度量进行一定的降低,并适当提高拉杆刚度。
结论:伴随铁路网络的持续进步,对于列车运行来讲,其安全以及稳定变得更加重要,怎样提升机车运转质量,长时间高效的把控轮对的可靠与安全,这属于一直存在的课题,需要落实好有关的防范举措,尽可能降低车轮的损伤。
参考文献:
[1]郭飞宇.内燃机车轮对损伤的分析及处理[J].机械管理开发,2019,34(11):296-298.
[2]傅寿云.GCY450型内燃机车轮缘磨耗的原因分析与对策[J].内燃机与配件,2018(14):63-64.
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