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铁路货车运用车轮故障 表征与处理,—李向亮,,前言,铁路货车在运行中，由于运行速度的不断提高，载重量的不断增大，一些零部件会发生磨耗、松动、变形、腐蚀、裂纹、折断等故障这些故障有的直接危及列车的运行安全，在列车技术检查作业中若不能及时发现和处理，轻者会造成列车晚点或途中甩车，重者可能造成铁路货车脱轨或列车颠覆等重大铁路交通事故，使国家和人民的生命财产受到巨大的损失因此，我们要不断研究和探索铁路货车在运用中发生故障的规律和原因，做到早期发现、及时处理，以保证列车运行的绝对安全，提高运输效率目录,（一）轮缘厚度磨耗超限 （二）车轮轮缘垂直磨耗高度超限 （三）车轮轮缘内侧缺损故障 （四）车轮踏面圆周磨耗深度超限 （五）车轮踏面擦伤及局部凹下深度超限,（六）车轮踏面剥离长度超限 （七）车轮踏面缺损故障 （八）车轮轮辋厚度超限 （九）车轮辐板裂纹 （十）车轮轮辋裂纹故障,,车轮的故障主要有轮缘垂直磨耗、内侧缺损超限，踏面擦伤、剥离、凹下、缺损、圆周磨耗超限，轮缘厚度、轮辋厚度不符合规定等车轮故障与处理,,1. 轮缘厚度磨耗超限故障表征示例，如图5-1-1 、图5-1-2 所示图5-1-1轮缘厚度磨耗超限故障一,图5-1-2轮缘厚度磨耗超限故障二,（一）轮缘厚度磨耗超限,,2. 轮缘厚度磨耗超限故障产生的主要原因 （1）正常磨耗：轮缘外侧与钢轨内侧面发生冲撞和磨耗，尤其是通过道岔和曲线时，磨耗更加加剧，这种磨耗是不能避免的，属于正常磨耗。

（2）非正常磨耗：由于转向架车轴中心线不平行，使转向架出现梯形，承重中心将偏向较小的一侧，使轮缘与钢轨经常贴近，而加剧该侧轮缘的磨耗一）轮缘厚度磨耗超限,,3.故障的危害 （1）轮缘磨耗超限后，其根部断面变薄，强度下降，易在轮缘根部产生裂纹以至缺损 （2）轮缘与钢轨间的游间增大，减少车轮安全搭载量4.故障的检查与处理 列检进行列车技术检查作业时，检车员发现轮缘明显变薄等异状时，要使用第四种检查器进行轮缘厚度的测量，轮缘厚度磨耗超限时要进行摘车临修更换轮轴轮缘厚度磨耗的运用限度规定不得小于为23mm一）轮缘厚度磨耗超限,,1.车轮轮缘垂直磨耗高度超限故障表征示例，如图5-1-3、图5-1-4所示图5-1-3 轮缘垂直磨耗故障一,图5-1-4 轮缘垂直磨耗故障二,（二）车轮轮缘垂直磨耗高度超限,,2.车轮轮缘垂直磨耗高度超限故障产生的主要原因 车轮轮缘垂直磨耗是在轮缘外侧垂直方向发生磨耗，使踏面不能保持原弧线形状其产生的原因与轮缘厚度磨耗的原因基本相同，但其横向力更大二）车轮轮缘垂直磨耗高度超限,,3.故障的危害 （1）轮缘垂直磨耗高度超限后，由于其根部与钢轨内侧面形成全接触摩擦，当通过曲线时，增加运行阻力，加剧了磨耗。

轮缘与钢轨间的游间增大，减少车轮安全搭载量，特别是在较小半径的曲线上运行时加剧了轮对横向运动，影响铁路货车运行的平稳性 （2）轮缘磨耗高度超限后，其根部断面变薄，强度下降，易在轮缘根部产生裂纹以至缺损二）车轮轮缘垂直磨耗高度超限,,4．检查与处理 列检进行列车技术检查作业时，检车员发现轮缘根部有明显的异状磨耗时，要使用第四种检查器进行轮缘垂直磨耗的测量，轮缘垂直磨耗超限时要进行摘车临修更换轮轴轮缘垂直磨耗的运用限度是由轮缘根部向轮缘顶点方向垂直磨耗不得大于15mm二）车轮轮缘垂直磨耗高度超限,,1.车轮轮缘内侧缺损故障表征示例，如图5-1-5、图5-1-6所示图5-1-5 轮缘内侧裂纹故障一,图5-1-6 轮缘外侧缺损故障二,（三）车轮轮缘内侧缺损故障,,2. 车轮轮缘内侧缺损故障产生的主要原因 轮缘内侧缺损主要原因是意外的冲击、脱线事故或车轮本身存在的材质缺陷造成的轮缘内侧缺损超限会降低该处轮缘强度，容易造成该处轮缘裂纹或破损，轮缘外侧不允许存在缺损故障同时由于车轮制造时产品质量存在的缺陷，如夹杂、内部缺陷等，导致车轮在运行中，由于振动等原因导致车轮轮缘在存在缺陷的部位产生缺损三）车轮轮缘内侧缺损故障,,3.故障的危害 轮缘内侧缺损超限后，会降低该处轮缘的强度，容易造成该处轮缘裂纹或破损。

4. 故障的检查与处理 列检进行列车技术检查作业时，检车员要对轮缘内侧圆周方向进行检查，同时对轮缘的外侧进行详细的检查，发现轮缘缺损故障超过运用限度时，要进行摘车临修更换轮轴，轮缘内侧缺损运用限度规定长不得大于30mm、宽不得大于10mm三）车轮轮缘内侧缺损故障,,2. 车轮踏面圆周磨耗深度超限故障产生的主要原因 （1）正常磨耗：车轮踏面长期运行与钢轨摩擦造成车轮踏面圆周磨耗，属于正常的磨耗 （2）非正常磨耗：同一车轴上两车轮轮径差过大时，车体重心向小轮径一侧偏移，致使小轮径车轮的轮缘、踏面磨耗加剧这种磨耗属于非正常磨耗四）车轮踏面圆周磨耗深度超限,,1.车轮踏面圆周磨耗深度超限故障的表征示例，如图5-1-7、图5-1-8所示图5-1-7 踏面圆周磨耗故障一,图5-1-8 踏面圆周磨耗故障二,（四）车轮踏面圆周磨耗深度超限,,3.故障的危害 （1）踏面圆周磨耗深度超限后，破坏了踏面的几何形状，使得车轮踏面呈圆柱形，增大了车轮和钢轨间的接触面积，使摩擦力增大，增加了铁路货车路上的运行阻力 （2）在铁路货车通过曲线时，由于车轮踏面没有了几何形状，使车轮产生滑行，而加剧了车轮踏面的磨耗四）车轮踏面圆周磨耗深度超限,,4. 故障的检查与处理 列检进行列车技术检查作业时，检车员发现车轮踏面存在异常磨耗时，要使用第四种检查器进行踏面圆周磨耗的测量，磨耗超限时要进行摘车临修更换轮轴，踏面圆周磨耗深度运用限度规定不得大于8mm。

四）车轮踏面圆周磨耗深度超限,,1.车轮踏面擦伤及局部凹下深度超限故障的表征示例，如图5-1-9、图5-1-10所示图5-1-9 踏面新擦伤故障,图5-1-10 踏面陈旧擦伤故障,（五）车轮踏面擦伤及局部凹下深度超限,,2. 车轮踏面擦伤及局部凹下深度超限故障产生的主要原因： （1）踏面擦伤产生的原因：由于铁路货车制动力过强、制动故障引起抱闸或缓解不良使车轮在钢轨上滑行造成的，还有部分是由于调车作业使用单侧铁鞋制动造成的 （2）踏面局部凹下产生的原因：车轮的材质不良，存在局部缩孔、软点、硬度不足，经滚动磨耗后造成踏面局部凹下五）车轮踏面擦伤及局部凹下深度超限,,3.故障的危害： （1）车轮踏面擦伤深度超限后，轮对圆弧面上出现较大的局部平面，使轮对不能圆滑滚动，增大冲击振动，易造成滚动轴承内部配件损坏问题例如，轮径840mm，擦伤深为2mm时，其弦长为82mm，就是有82mm长的平面参与滚动若擦伤深度超过2mm，其弦长更长，车轮滚动中冲击振动必然加剧 （2）车轮踏面擦伤深度超限后导致车轮进一步发生踏面剥离，缩短车轮使用寿命 （3）车轮踏面擦伤深度超限后，车轮在运行过程中对钢轨产生剧烈打击，列车运行速度越高，擦伤的危害越严重。

五）车轮踏面擦伤及局部凹下深度超限,,4.故障的检查与处理 列检进行列车技术检查作业时，检车员发现踏面擦伤或局部凹下故障以及TPDS踏面损伤故障报警时，要使用第四种检查器进行踏面擦伤及局部凹下深度的测量，超限时要进行摘车临修更换轮轴踏面擦伤或局部凹下深度的运用限度规定滚动轴承不得大于1mm，滑动轴承不得大于2mm五）车轮踏面擦伤及局部凹下深度超限,,1.车轮踏面剥离长度超限故障的表征示例，如图5-1-11所示图5-1-11 踏面剥离故障,（六）车轮踏面剥离长度超限,,2. 车轮踏面剥离长度超限故障产生的主要原因： （1）疲劳型剥离：主要为材质不良、有夹渣，车轮踏面在运行中反复的碾压，材质疲劳而出现鳞片状的剥落 （2）热剥离：由于制动抱闸产生高温，在冬季又急剧的冷却，经常反复热胀冷缩而在表面出现细小的裂纹，经过碾压使金属剥落六）车轮踏面剥离长度超限,,3.故障的危害 （1）车轮踏面剥离后，车轮在运行过程中对钢轨进行剧烈打击，易造成钢轨损伤发生断裂列车运行速度越高，剥离的危害越严重 （2）车轮踏面剥离后，车轮踏面圆弧面上出现局部的平面，使车轮不能圆滑滚动，增大冲击振动力，易造成滚动轴承内部配件损坏问题。

（3）车轮踏面剥离故障扣修后，要对车轮踏面进行旋削加工，将会缩短车轮使用寿命六）车轮踏面剥离长度超限,,4. 故障的检查与处理 列检进行列车技术检查作业，检车员在对列车接进入检查时，根据车轮产生的振动力来发现踏面剥离故障，同时也可根据TPDS踏面损伤故障的报警，进行认真检查踏面有几处剥离，并正确测量踏面剥离处的长度，超限时要进行摘车临修更换轮轴踏面剥离长度的运用限度规定滚动轴承1处不得大于50mm，2处每1处不得大于40mm；滑动轴承1处不得大于70mm，2处每1处不得大于60mm六）车轮踏面剥离长度超限,,1.车轮踏面缺损故障的表征实例，如图5-1-12所示图5-1-12 踏面外侧缺损故障,（七）车轮踏面缺损故障,,2. 车轮踏面缺损故障产生的主要原因： 车轮踏面缺损故障产生的主要原因，一是由于车轮本身存在的材质缺陷，存在夹杂、夹层；二是车轮在锻压成型过程中，由于材质存在的缺陷，车轮在运行中产生的振动，导致夹层或夹杂处产生分离，当车轮经过机械化驼峰的缓行器对车轮轮辋两侧的夹压过程中，导致存在缺陷处出现崩裂，出现踏面掉块、缺损的故障七）车轮踏面缺损故障,,3.故障的危害 车轮踏面外侧产生缺损故障后，相对减少车轮踏面在钢轨上的安全搭载量。

七）车轮踏面缺损故障,,4.故障的检查与处理 列检进行列车技术检查作业，检车员在对列车接进入检查时，根据车轮产生的振动力来发现踏面缺损故障，也可根据TPDS踏面损伤故障的报警，同时检车员在对车轮检查时，要对车轮圆周方向进行检查，及时发现车轮踏面缺损故障发现故障后，要使用检查尺进行正确测量，超限时要进行摘车临修更换轮轴处理车轮踏面缺损的运用限度规定相对轮缘外侧至缺损部位之距离不得小于1508mm，缺损部位长度不得大于150mm七）车轮踏面缺损故障,,1.车轮轮辋厚度超限故障的表征示例，如图5-1-13所示图5-1-13 轮辋厚度超限故障,（八）车轮轮辋厚度超限,,2. 车轮轮辋厚度超限故障产生的主要原因： 在更换铁路货车轮轴时，其轮辋厚度是接近到限的限度，当铁路货车在长期运用过程中，因车轮踏面圆周的不断磨耗，造成轮辋厚度不断减小，直至轮辋厚度超限；踏面擦伤、剥离、局部凹下超限等故障扣修中进行的镟修，造成轮辋厚度的减小八）车轮轮辋厚度超限,,3.故障的危害 （1）轮辋厚度超限后承载能力减小，不能满足铁路货车载重的需要 （2）轮辋厚度减小后，如果同一制动梁两端闸瓦厚度偏小，在铁路货车制动时可能造成制动梁端轴或滑块脱出滑槽，发生制动梁脱落问题。

（3）轮辋厚度减小后，因车轮直径减小，易造成车钩高度超限故障八）车轮轮辋厚度超限,,4. 故障的检查与处理 列检进行列车技术检查作业时，检车员发现车轮轮辋厚度存在超限的异状或TFDS动态检查时发现存在过限异状时，要使用第四种检查器进行测量，超限时要进行摘车临修更换轮轴车轮轮辋厚度的运用限度D、E型不得小于23mm，其他各型不得小于22mm八）车轮轮辋厚度超限,,1.车轮辐板裂纹故障的表征示例，如图5-1-14、图5-1-15所示车轮辐板裂纹主要是辐板或辐板孔边缘裂纹沿圆周方向裂纹，同时也存在个别的径向裂纹辐板孔边周向裂纹指裂纹方向（从起点指向端点的方向）与过裂纹端点圆周切线方向的角度小于15度，此范围内裂纹定义为周向裂纹，超出此范围的裂纹定义为径向裂纹图5-1-14 辐板圆周裂纹故障,图5-1-15 辐板孔圆周裂纹故障,（九）车轮辐板裂纹,,2. 车轮辐板裂纹故障产生的主要原因： （1）车轮辐板裂纹主要是由于车轮材质不良，在运行中的冲击振动力作用下，车轮轮辋与辐板交界处产生裂纹故障 （2）车轮辐板孔的裂纹，主要是车轮辐板孔处在锻压时边缘存在微小的裂纹或缺陷，车轮在运。