王曌

摘要：地鐵車輪在運(yùn)行中的磨損與消耗對(duì)于地鐵運(yùn)行而言是會(huì)產(chǎn)生重要影響的結(jié)構(gòu)。車輪一旦發(fā)生磨損，不僅影響地鐵的運(yùn)行狀態(tài)，地鐵運(yùn)行的安全也會(huì)同步受到相應(yīng)的影響。地鐵車輪的磨耗原因與日常運(yùn)行存在一定的關(guān)系，但磨耗的原因中，異常現(xiàn)象的磨耗原因分析是盡可能降低地鐵運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，維持地鐵運(yùn)行穩(wěn)定的重要條件。針對(duì)具體的磨耗原因進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的控制措施是非常重要的。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;異常磨耗;原因分析;控制措施

引言

地鐵車輪的異常磨耗的現(xiàn)象中，車輛輪對(duì)磨耗現(xiàn)象分析需要針對(duì)車輪的磨耗關(guān)系進(jìn)行調(diào)查分析。另外，輪對(duì)以及踏面制動(dòng)磨耗情況也是影響地鐵車輛輪對(duì)異常磨耗的主要因素，需要分別進(jìn)行調(diào)查分析，并找到具體的控制措施。

一、車輪分析

車輪的磨耗關(guān)系的調(diào)查工作開展需要分別從車輛的輪對(duì)和閘瓦區(qū)域入手對(duì)其磨耗情況進(jìn)行調(diào)查。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行觀察分析可知。車輛閘瓦的磨耗主要集中在踏面區(qū)域以及靠近輪輞外側(cè)的區(qū)域，磨損的形式主要是溝槽形式。通常情況下，溝槽的寬度會(huì)達(dá)到26mm，平均深度3.48mm[1]。隨著車輛運(yùn)行里程的增加，這種溝槽會(huì)進(jìn)一步加深，另外，異常磨耗的區(qū)域還以偶可能集中在閘瓦與車輪的部分，且在實(shí)際中這部分通常不與軌道接觸。下圖1為地鐵輪對(duì)實(shí)物圖。

二、輪對(duì)閘瓦硬度分析

（一）輪對(duì)硬度方面。這方面的硬度程度需要結(jié)合專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硬度進(jìn)行測(cè)量和觀察，具體的檢測(cè)方法是分別在在車輪運(yùn)行初期、車輪運(yùn)行3至5年后、車輪運(yùn)行過程中三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在前期的運(yùn)行階段，測(cè)試的位置主要集中在踏板滾動(dòng)出以及溝槽磨耗處，分別在不同階段的測(cè)試結(jié)果通常表現(xiàn)為在初步運(yùn)行階段的硬度與運(yùn)行3至5年后的硬度所產(chǎn)生的硬度差異一般會(huì)在30HB的范圍內(nèi)[2]。從這個(gè)角度入手進(jìn)行觀察分析，可知車輪滾動(dòng)的位置區(qū)域由于受到了與輪軌接觸過程中的應(yīng)力，出現(xiàn)了塑性硬化現(xiàn)象。這種塑性硬化的發(fā)生導(dǎo)致溝槽區(qū)域的磨耗硬度值是相對(duì)更高的。另外，通常情況下地鐵車輛輪對(duì)踏面的溝槽硬度基礎(chǔ)值是處在相對(duì)穩(wěn)定一致的水平層次上的，這在一定程度上反映出了輪對(duì)踏面發(fā)生異常磨耗的情況與踏面本身的硬度水平無關(guān)。

（二）閘瓦硬度方面。閘瓦硬度與閘瓦結(jié)構(gòu)本身的材質(zhì)有直接的關(guān)系，通常情況下，閘瓦結(jié)構(gòu)本身在形態(tài)的平整度和均勻度上都能夠達(dá)到一定的程度。但這一區(qū)域的顯著特點(diǎn)是容易受到外部環(huán)境因素的影響[3]。比較典型的因素包括了溫度因素、壓力因素、拍打頻次因素等。在實(shí)際運(yùn)行中，一些技術(shù)性參數(shù)也會(huì)隨著這一結(jié)構(gòu)本身的材質(zhì)不同二出現(xiàn)一些變化。針對(duì)閘瓦硬度指標(biāo)的檢驗(yàn)可見，硬度指標(biāo)與磨耗現(xiàn)象的關(guān)系如下。①硬度范圍的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)要求。關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)化的硬度要求，對(duì)于閘瓦結(jié)構(gòu)來講，要求在100至120HRC范圍內(nèi)，且硬度測(cè)量點(diǎn)的分布要保證均勻性。除了對(duì)硬度指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化要求，密度也是影響硬度效果的一個(gè)重要因素。關(guān)于密度指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)要求，一般范圍為最大1.95g/cm3，最小為1.80g/cm3。除此之外，摩擦系數(shù)指標(biāo)的要求中，不同原因引發(fā)的異常情況所呈現(xiàn)出來的摩擦系數(shù)指標(biāo)水平有所不同，可分為0.35、0.38等多種不同的系數(shù)類型。經(jīng)過綜合分析可見，閘瓦對(duì)于異常磨耗而言也不屬于影響因素的內(nèi)容。

三、踏面制動(dòng)單元分析

踏面制動(dòng)單元由于主要承擔(dān)制動(dòng)的任務(wù)，因此其本身的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行中的潤(rùn)滑程度對(duì)于制動(dòng)單元的作用發(fā)揮效果會(huì)產(chǎn)生非常直接的影響。若能夠保證其內(nèi)部的潤(rùn)滑油具備一定的清潔度，并且潤(rùn)滑油本身的質(zhì)量也能夠達(dá)到一定的指標(biāo)水平，則意味著實(shí)際的制動(dòng)作用發(fā)揮效果會(huì)更好。另外，從系統(tǒng)運(yùn)行的角度上來說，踏面制動(dòng)單元的零件結(jié)構(gòu)完整，且零部件裝配狀態(tài)正常，也是保證不發(fā)生異常磨耗現(xiàn)象的主要條件。但從實(shí)際出發(fā)來講，地鐵運(yùn)行的過程中部分零部件以及轉(zhuǎn)軸區(qū)域都存在在運(yùn)行中容易發(fā)生磨損的具體區(qū)域，這些區(qū)域一旦發(fā)生磨損現(xiàn)象，則會(huì)導(dǎo)致異常磨耗，另外，如果踏板制動(dòng)單元中起到驅(qū)動(dòng)作用的推桿所產(chǎn)生的推力發(fā)生不均勻的現(xiàn)象，則更有可能造成制動(dòng)單元內(nèi)部出現(xiàn)異常磨耗。通常情況下，三年是踏面制動(dòng)單元作用正常發(fā)揮的常規(guī)期限[4]。

四、異常磨耗的控制措施

（一）修改電制動(dòng)控制模式。地鐵運(yùn)行中對(duì)于電力牽引系統(tǒng)的依賴性是較高的，為了減少異常的磨耗現(xiàn)象，可積極優(yōu)化控制電力牽引系統(tǒng)的軟件和平臺(tái)，通過牽引控制效果的本質(zhì)性提升減低可能造成磨耗的程度，在優(yōu)化了制動(dòng)控制模式后，應(yīng)當(dāng)達(dá)到空氣制動(dòng)與電制動(dòng)相結(jié)合的模式。下圖2為一種永磁地鐵牽引電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

（二）控車邏輯的優(yōu)化。地鐵車輛的控制邏輯對(duì)于控制效果的影響也是非常明顯的，這里所探討的控車邏輯是指ATO邏輯。在具體的執(zhí)行中，主要通過將制動(dòng)階段的瞬間牽引消除來達(dá)到優(yōu)化效果，優(yōu)化后制動(dòng)的方式更加穩(wěn)定有效，這種現(xiàn)象能夠有效避免45km/h時(shí)速狀態(tài)下出現(xiàn)異常的補(bǔ)氣抱閘現(xiàn)象。這不僅是為了保證車輛運(yùn)行的安全，抱閘問題本身也屬于車輛運(yùn)行中的一種典型故障，及時(shí)解決故障問題對(duì)于維持穩(wěn)定的地鐵運(yùn)行狀態(tài)也有重要的意義。

五、結(jié)束語

綜合分析可知，地鐵列車輪對(duì)的磨耗現(xiàn)象會(huì)分別受到閘瓦硬度、踏面制動(dòng)單元等方面因素的影響，需要從控制系統(tǒng)優(yōu)化的角度對(duì)整體的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，盡可能在運(yùn)行中減少異常原因造成的磨耗，提升列車運(yùn)行的安全系數(shù)。作為專業(yè)技術(shù)人員而言，其應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到磨耗現(xiàn)象的常規(guī)性，并且重視在日常的檢修、分析工作中關(guān)注磨耗現(xiàn)象，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施進(jìn)行處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉東.重型軌道車車輪異常磨耗原因分析及應(yīng)對(duì)措施[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019，000（007）：124-125.

[2]昌超，肖乾，王亞朋.高速列車車輪型面磨耗對(duì)軌道、橋梁振動(dòng)特性影響分析[J].振動(dòng)與沖擊，2019，38（13）：185-196.

[3]祁亞運(yùn)，戴煥云，魏來，等.變剛度轉(zhuǎn)臂定位節(jié)點(diǎn)對(duì)地鐵車輛車輪磨耗的影響[J].振動(dòng)與沖擊，2019，38（06）：100-107.

[4]孫良玉，蒲發(fā)金.汽車輪胎異常磨損的成因分析及早期預(yù)防措施[J].黑龍江交通科技，2019，042（002）：163，166.

（作者單位：南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司）