HXD1 型電力機(jī)車輪緣偏磨問(wèn)題的分析及處理

HXD1型電力機(jī)車輪緣偏磨問(wèn)題的分析及處理摘要:近年來(lái)，湖東電力機(jī)務(wù)段HXD1型電力機(jī)車運(yùn)用過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生機(jī)車車輪輪緣偏磨現(xiàn)象。輪緣偏磨現(xiàn)象不僅給機(jī)車走行部留下重大安全隱患，也減少輪對(duì)使用壽命。本文通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)HXD1型電力機(jī)車車輪輪緣偏磨進(jìn)行分析，得出了一些能有效改進(jìn)輪緣偏磨的措施。關(guān)鍵詞：HXD1型電力機(jī)車；走行部；車輪；輪緣偏磨一、 刖言自公司承修湖東電力機(jī)務(wù)段HXD1型電力機(jī)車二年檢以后，機(jī)車走行部經(jīng)常發(fā)生輪緣偏磨故障,車輪輪緣的過(guò)快磨損導(dǎo)致過(guò)早鐮修甚至更換輪餅，已成為影響機(jī)車運(yùn)用效率和加大機(jī)車檢修成本的重要問(wèn)題之一。二、 輪緣偏磨故障簡(jiǎn)介配屬湖東電力機(jī)務(wù)段的220臺(tái)HXD1型交流傳動(dòng)電力機(jī)車擔(dān)當(dāng)著大秦線2萬(wàn)噸重載牽引任務(wù)，至今已發(fā)生多起輪緣偏磨故障，這里我們就以現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員的故障數(shù)據(jù)來(lái)簡(jiǎn)單了解輪緣偏磨現(xiàn)象。正常狀態(tài)下，機(jī)車A3位兩側(cè)輪緣厚度差為0.1mm，基本沒(méi)有偏差，同比其他位，輪緣厚度差也基本控制在0-0.3mm之間；而反觀故障狀態(tài)下，機(jī)車A3位兩側(cè)輪緣厚度差為3.1mm，偏差很大，超過(guò)正常狀態(tài)下10倍以上，這就是輪緣偏磨故障現(xiàn)象。三、 HXD1型機(jī)車輪對(duì)數(shù)據(jù)的收集及統(tǒng)計(jì)自2014年6月，由公司駐段現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)220臺(tái)機(jī)車進(jìn)行車輪輪緣厚度、滾動(dòng)圓直徑等數(shù)據(jù)的跟蹤測(cè)量和歸納統(tǒng)計(jì)。截止2015年3月，完成近千余臺(tái)次的機(jī)車車輪數(shù)據(jù)測(cè)量和統(tǒng)計(jì)，對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，主要數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下：依據(jù)數(shù)據(jù)顯示，正常狀態(tài)下機(jī)車滾動(dòng)圓直徑在1151mm?1170mm范圍內(nèi)的輪緣萬(wàn)公里磨損量為0.15mm，踏面萬(wàn)公里磨損量0.33mm；正常狀態(tài)下機(jī)車滾動(dòng)圓直徑在1171mm?1190mm范圍內(nèi)的輪緣萬(wàn)公里磨損量為0.11mm，踏面萬(wàn)公里磨損量0.28mm；正常狀態(tài)下機(jī)車滾動(dòng)圓直徑在1191mm?1210mm范圍內(nèi)的輪緣萬(wàn)公里磨損量為0.15mm，踏面萬(wàn)公里磨損量0.30mm；正常狀態(tài)下機(jī)車滾動(dòng)圓直徑在1211mm?1230mm范圍內(nèi)的輪緣萬(wàn)公里磨損量為0.11mm，踏面萬(wàn)公里磨損量0.24mm；正常狀態(tài)下機(jī)車滾動(dòng)圓直徑在1231mm?1250mm范圍內(nèi)的輪緣萬(wàn)公里磨損量為0.32mm，踏面萬(wàn)公里磨損量0.28mm。綜上得出：輪對(duì)踏面的磨損量大趨勢(shì)上是隨滾動(dòng)圓直徑的增大而減少；而輪緣的磨損在新輪時(shí)期表現(xiàn)的尤為突出，達(dá)到每萬(wàn)公里0.32mm，之后逐漸趨于平穩(wěn)。四、 輪緣偏磨原因的分析在分析之前，簡(jiǎn)單了解HXD1型機(jī)車車輪與鋼軌接觸情況，車輪與鋼軌接觸情況見(jiàn)圖2：圖2車輪與鋼軌接觸圖通過(guò)研究輪軌接觸幾何關(guān)系：機(jī)車通過(guò)彎曲路段時(shí)，輪緣與鋼軌發(fā)生接觸是導(dǎo)致車輪磨損的根本原因。結(jié)合HXD1機(jī)車的轉(zhuǎn)向架設(shè)計(jì)構(gòu)造以及多起輪緣偏磨故障，我們不難發(fā)現(xiàn)偏磨主要誘因是車輪兩側(cè)承重分配不均，造成一側(cè)受力增大，發(fā)生偏磨現(xiàn)象。沿著根本原因和誘因?qū)ふ遥瑢⒃斐奢喚壠サ囊蛩貧w納為以下幾點(diǎn).?（一） 輪對(duì)滾動(dòng)圓直徑差機(jī)車在曲線區(qū)段工作時(shí)，由于同一輪對(duì)中兩個(gè)車輪的踏面基圓直徑有差異，致使輪對(duì)中心相對(duì)鋼軌縱向中心線產(chǎn)生傾斜，接觸面積就減小，從而導(dǎo)致輪緣對(duì)鋼軌頭部側(cè)面的單位壓力增大，所以其輪緣的磨損增大。同一輪對(duì)中兩車輪直徑的差值，對(duì)輪緣厚度減小有較大影響，對(duì)踏面磨損的影響較小。（二） 輪、軸重偏差當(dāng)輪、軸重出現(xiàn)偏差時(shí)，就會(huì)直接導(dǎo)致車輪兩側(cè)承重不均勻，從而影響機(jī)車踏面磨損情況，導(dǎo)致輪緣偏磨。（三） 一、二系彈簧和一、二系油壓減振器的工作狀態(tài)一、二系彈簧的工作高度如果出現(xiàn)偏差將直接導(dǎo)致兩側(cè)承重不均勻，轉(zhuǎn)向架兩側(cè)受力傾斜，導(dǎo)致輪緣偏磨。一、二系油壓減振器主要起到減震作用，如果減震作用失效，則車體的不良晃動(dòng)將加劇，最終因車體的晃動(dòng)造成一側(cè)的輪緣磨損加大，導(dǎo)致偏磨。（四） 懸掛系統(tǒng)剛度懸掛系統(tǒng)剛度的差異，導(dǎo)致懸掛系統(tǒng)質(zhì)量重新分配，致使車輪輪緣與鋼軌接觸應(yīng)力分布不均，從而產(chǎn)生輪緣偏磨。（五） 機(jī)車運(yùn)行路線當(dāng)機(jī)車通過(guò)曲線線路時(shí)，曲線線路內(nèi)外的高度差、軌距的偏差均會(huì)不同程度地造成機(jī)車輪緣的磨損，具體如下：曲線線路內(nèi)外的高度差。當(dāng)曲線一側(cè)軌道超高時(shí)，機(jī)車通過(guò)曲線時(shí)將導(dǎo)致兩側(cè)鋼軌荷載不平衡，從而使機(jī)車重心向曲線內(nèi)側(cè)或外側(cè)傾斜，車輪輪緣與鋼軌之間產(chǎn)生巨大的作用力，造成輪緣非正常磨損。軌距。當(dāng)機(jī)車進(jìn)入曲線區(qū)段時(shí)，由于軌距的加寬，輪對(duì)在慣性力的作用下自動(dòng)地向外軌方向偏移，輪對(duì)的一個(gè)車輪以較大的直徑在外軌滾動(dòng)，另一個(gè)車輪以較小的直徑在內(nèi)軌滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地選擇曲線通過(guò)時(shí)所需要的踏面直徑。曲率半徑越小，輪對(duì)相對(duì)于鋼軌的橫向位移及車輪踏面直徑的差值就越大。如果曲線線路的軌距不允許輪對(duì)橫向位移到必須的限度，那么外側(cè)車輪將撞到外軌，造成輪緣或鋼軌的金屬剝離。輪緣與鋼軌接觸，產(chǎn)生磨耗。五、 應(yīng)對(duì)輪緣偏磨現(xiàn)象的措施自2014年6月至今，湖東電力機(jī)務(wù)段共發(fā)生多起輪緣偏磨故障，現(xiàn)列舉部分機(jī)車輪緣偏磨情況，具體如下：車號(hào)0012和0077，走行公里分別79619、151048，故障表現(xiàn)分別為A節(jié)3、4位左，B節(jié)2、4位右側(cè)車輪多次發(fā)生輪緣偏磨和A節(jié)右3,4位車輪輪緣偏磨。針對(duì)以上情況，分別采取了以下措施：對(duì)HXD10012機(jī)車，第一次互倒A節(jié)1、4位，A節(jié)2、3位，B節(jié)1、4位，B節(jié)2、3位驅(qū)動(dòng)，再上線觀察運(yùn)行。但一個(gè)月后再次發(fā)生偏磨，對(duì)二系彈簧的調(diào)整墊進(jìn)行調(diào)整，并在調(diào)整后鐮輪處理。對(duì)于HXD10077機(jī)車，抬車互倒A節(jié)1、4位，2、3位驅(qū)動(dòng)處理。處理后，機(jī)車的輪緣偏磨現(xiàn)象都得到了很好地改善。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的摸索和總結(jié)，可以從以下兩個(gè)方面對(duì)偏磨現(xiàn)象進(jìn)行改善或消除：調(diào)整一、二系彈簧墊來(lái)改變車輪承重不均衡狀態(tài)。調(diào)換驅(qū)動(dòng)的位置來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)向架整體的組裝狀態(tài)。六、 總結(jié)輪緣偏磨不是一個(gè)單一的問(wèn)題，涉及的部件范圍很廣，產(chǎn)生的原因也非常多樣化，雖然目前通過(guò)調(diào)整一、二系彈簧墊和互導(dǎo)驅(qū)動(dòng)讓偏磨現(xiàn)象得到了抑制和緩解，仍然有極少數(shù)輪緣偏磨發(fā)展惡劣，導(dǎo)致反復(fù)的鐮修，降低了輪對(duì)使用壽命。因此，在堅(jiān)持目前解決輪緣偏磨的方法下，我們要繼續(xù)采取措施對(duì)機(jī)車進(jìn)行跟蹤和記錄，找到控制輪緣偏磨的根本手段，從而徹底解決輪緣偏磨問(wèn)題。參考文獻(xiàn)張曙光.HXD1型電力機(jī)車[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，20