無(wú)錫地鐵1號(hào)線電客車輪對(duì)修復(fù)鏇可行性探討

潘炯 楊欣

摘?要：輪對(duì)作為轉(zhuǎn)向架的重要組成部分之一，起著承載車體等重要作用;其狀態(tài)性能對(duì)于列車平穩(wěn)性及乘客舒適性起著決定性的作用;然而，由于各條線路各區(qū)段條件不一，以及其他運(yùn)行條件等，導(dǎo)致各輪對(duì)的磨耗量、磨耗角度、磨耗速率等各不相同，甚至于部分輪對(duì)出現(xiàn)異常磨耗現(xiàn)象。鏇輪雖能很好地解決這一情況，但頻繁的鏇輪會(huì)導(dǎo)致輪對(duì)的消耗加劇，從而導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本增加。本文，我們將借一號(hào)線輪對(duì)異響故障，找出導(dǎo)致輪對(duì)踏面的各項(xiàng)數(shù)據(jù)變化快慢的因素，在各數(shù)據(jù)變化量與鏇修量中找到平衡點(diǎn)，在最小化鏇修量的基礎(chǔ)上，不斷提高列車平穩(wěn)性能，即輪對(duì)修復(fù)鏇。

關(guān)鍵詞：鏇修;平穩(wěn)性;輪徑

1 概述

無(wú)錫地鐵一號(hào)線電客車輪對(duì)采用的是符合TB/T 2817標(biāo)準(zhǔn)的整體輾鋼車輪，踏面形狀為TB/T 449標(biāo)準(zhǔn)的LM磨耗型踏面，同時(shí)采用TB/T 1027標(biāo)準(zhǔn)要求的車軸;輪軌硬度匹配比值在1∶1.1～1.2之間，并在車輪上采取降噪阻尼環(huán)措施。輪對(duì)的主要部件由一根車軸和兩個(gè)車輪組成，車輪為整體輪，通過(guò)壓裝配合安裝到車軸輪座上;新輪輪徑為840mm，其磨耗極限為770mm。

2 現(xiàn)象描述

自2015年初，無(wú)錫地鐵一號(hào)線電客車走行公里數(shù)陸續(xù)接近或超過(guò)10萬(wàn)公里，1月21日，正線首次報(bào)出電客車0105走行部輕微異響;隨后的2月14日，又再次報(bào)出電客車0115走行部較大聲異響。經(jīng)過(guò)對(duì)無(wú)錫地鐵一號(hào)線23列車整體調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)，異響率高達(dá)63.64%。同時(shí)，根據(jù)電客車各計(jì)劃修修程中對(duì)于輪對(duì)的各項(xiàng)檢查，結(jié)果顯示，輪對(duì)出現(xiàn)輪緣增厚、區(qū)域磨耗等現(xiàn)象。

2.1 輪緣增厚

根據(jù)2015年度無(wú)錫地鐵一號(hào)線電客車輪對(duì)磨耗統(tǒng)計(jì)分析，一號(hào)線23列電客車552條輪對(duì)，1104塊輪餅中，輪緣非正常磨耗導(dǎo)致增厚的車輪比例達(dá)76.56%。

2016年，對(duì)一號(hào)線電客車輪緣潤(rùn)滑裝置進(jìn)行改造，新增時(shí)控開(kāi)關(guān)，同時(shí)將原有的每月15公斤的輪緣潤(rùn)滑量減少至每月7公斤，根據(jù)2018年輪對(duì)踏面輪廓數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，一號(hào)線電客車1104塊輪餅中，輪緣厚度超過(guò)32mm的，僅剩5例，輪緣增厚率已降至0.4%，已基本控制輪緣增厚情況。

2.2 區(qū)域磨耗（輪緣增厚原因）

根據(jù)2015年度一號(hào)線電客車踏面輪廓形狀采集圖形與標(biāo)準(zhǔn)輪對(duì)踏面輪廓外形進(jìn)行對(duì)比（見(jiàn)圖1）分析?？梢钥闯觯捎跓o(wú)錫地鐵一號(hào)線正線段線路中，小半徑曲線段線路較少，導(dǎo)致于輪對(duì)踏面輪對(duì)的磨耗，集中在距離輪輞背面40mm—110mm處，而0—40mm及110mm—135mm兩頭則出現(xiàn)極低磨耗甚至于零磨耗的情況。由于輪緣厚的測(cè)量值為在距離輪輞背面70mm處向上12mm處與輪輞背面的垂線，該垂線與輪緣的交點(diǎn)至輪輞背面的垂直距離。由于該70mm處為輪對(duì)踏面的重點(diǎn)磨耗區(qū)域，所以在該點(diǎn)下降后，測(cè)量點(diǎn)也隨之下降，而輪緣區(qū)域則處于低磨耗區(qū)域，所以導(dǎo)致于在輪緣未被磨耗的情況下，測(cè)量結(jié)果為輪緣增厚。

2.3 輪緣高度超限（輪對(duì)鏇修的主要原因）

由于列車在行駛過(guò)程中，輪緣頂部與鋼軌的接觸基本為零，所以導(dǎo)致輪緣頂部消耗量為零，隨著輪對(duì)踏面的磨耗，直徑減少，輪緣高度隨之大幅提高，由于過(guò)高的輪緣會(huì)對(duì)列車在彎道行駛時(shí)，產(chǎn)生不小的安全隱患，然而以現(xiàn)有的切削量，單次輪緣高切削，直徑損失約在2—4mm，為輪對(duì)消耗的最為主要的因素。

3 原因分析

針對(duì)高頻率發(fā)生的走行部異響故障，在對(duì)2015年5月內(nèi)1號(hào)線多列車進(jìn)行添乘，并調(diào)研了部分站點(diǎn)的軌道情況。

判斷原因1：輪對(duì)失圓

判斷依據(jù)：列車在行進(jìn)過(guò)程中伴隨著不同程度的振動(dòng)，同時(shí)帶有一定程度的“蜂鳴”，在使用不落輪徑尺對(duì)6組不同輪對(duì)的輪餅進(jìn)行36等分后，測(cè)量出36組輪徑值;其中，差異值最大的達(dá)到3mm。

再次觀察：對(duì)于軌道表面及踏面磨痕進(jìn)行觀察后發(fā)現(xiàn)，軌道表面及踏面均存在不同程度的波磨。

判斷原因2：輪緣增厚擠壓軌道表面導(dǎo)致車體擺動(dòng)

判斷依據(jù)：根據(jù)軌道表面的波磨情況，說(shuō)明輪軌接觸面處于不斷變化的情況，接觸面積大小變化相對(duì)規(guī)律，呈現(xiàn)出相對(duì)整齊的間隔亮紋，同時(shí)，對(duì)比輪對(duì)踏面輪廓數(shù)據(jù)，在輪對(duì)內(nèi)側(cè)距接近上限值的情況下，輪緣出現(xiàn)增厚情況，判斷為由于輪緣過(guò)厚，擠壓軌道面，出現(xiàn)單側(cè)輪對(duì)的小幅度爬升現(xiàn)象，當(dāng)爬升至一定程度后，由于車體小幅傾斜，在車體的自重作用下，車體下壓，輪對(duì)回到軌平面，如此反復(fù)，從而出現(xiàn)軌面波磨的情況，雖然小幅度的震動(dòng)未能對(duì)乘客舒適度產(chǎn)生影響，但在高頻的作用下，易產(chǎn)生部分緊固件的松脫，具有一定的安全隱患，同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不小的噪聲，即上面所說(shuō)的“蜂鳴”。

4 修復(fù)鏇方案

4.1 原理：在不改變理論輪徑值的情況下，修復(fù)輪對(duì)踏面外形

所謂輪徑值，是指距離輪對(duì)輪輞內(nèi)測(cè)面70mm處的橫斷面圓形截面的直徑;如圖，圖中dM即是該輪輪徑值，該值是車輪使用壽命的基本判斷依據(jù)。經(jīng)濟(jì)鏇即是一種在不改變?cè)撦啅街档那闆r下，將車輪SH、SD、QR各項(xiàng)參數(shù)恢復(fù)至標(biāo)稱值的鏇修手段。

圖2為公里數(shù)約為30萬(wàn)公里電客車磨耗型踏面，下方棕色實(shí)線為該輪實(shí)際磨耗踏面輪廓，上方紅色實(shí)線為標(biāo)準(zhǔn)踏面輪廓，可以看出該踏面有明顯的區(qū)域性磨耗，即不同曲線段的實(shí)際磨耗相差較大，根據(jù)不同區(qū)域的磨耗差異，可將該踏面分為高磨耗區(qū)、中磨耗區(qū)、低磨耗區(qū)、零磨耗區(qū)。

根據(jù)圖3，可以明顯看出各磨耗區(qū)在踏面上的分布。

圖4為標(biāo)準(zhǔn)踏面不同磨耗示意圖，其中零磨耗區(qū)能明顯看出鏇床刀具鏇修時(shí)的階梯狀軌跡，高磨耗區(qū)呈現(xiàn)出光亮平滑的金屬表面，中磨耗區(qū)為粗糙的金屬表面。

標(biāo)準(zhǔn)踏面的高磨耗區(qū)，其中心位置大約位于距輪輞背面90mm處，該處亦未無(wú)錫地鐵一號(hào)線輪軌接觸初始面，但隨著磨耗加劇，高磨耗區(qū)踏面隨之下陷，該中心點(diǎn)會(huì)逐漸向輪輞內(nèi)測(cè)面偏移，基本穩(wěn)定于約80mm處。

4.2 具體方案

涉及修程：定修、年檢、均衡修12

參考依據(jù)：《1、2號(hào)線輪對(duì)鏇修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

鏇床在對(duì)輪對(duì)進(jìn)行測(cè)量后，若測(cè)量結(jié)果不滿足《1、2號(hào)線輪對(duì)鏇修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)要求，則依據(jù)要求進(jìn)行正常鏇修。若該輪對(duì)因同車、同轉(zhuǎn)、同軸其他輪對(duì)鏇修導(dǎo)致需要進(jìn)行輪徑補(bǔ)償，則同樣依照要求進(jìn)行鏇修。若該輪測(cè)量結(jié)果滿足《1、2號(hào)線輪對(duì)鏇修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，且不需要進(jìn)行輪徑補(bǔ)償，則依照經(jīng)濟(jì)鏇方案進(jìn)行鏇修。

走刀方案：依照LM-32（或LM-30）選型方案，根據(jù)測(cè)量直徑，選取進(jìn)刀量0mm-0.1mm，對(duì)輪廓外形進(jìn)行鏇修，鏇修完成后允許踏面留有“黑皮”，鏇修完成后踏面須滿足：260-0.4mm≤SD≤32+0.40mm、270-0.4mm≤SH≤31+0.40mm、徑向跳動(dòng)值≤0.5、最小輪徑保有量≥784mm。

5 結(jié)論

（1）由于線路情況、載荷、閘瓦材質(zhì)、列車運(yùn)行情況等各種因素，導(dǎo)致了輪對(duì)踏面輪廓不同區(qū)域出現(xiàn)不同程度的磨耗，踏面輪廓形狀出現(xiàn)變化，過(guò)度不再均勻，降低列車平穩(wěn)性及舒適度，修復(fù)鏇則能很好地改善這一情況，在電客車經(jīng)過(guò)修復(fù)鏇之后，踏面輪廓得到初始化，將低磨耗區(qū)域的多余輪廓部分鏇修除去，使得輪對(duì)踏面過(guò)度平滑，提高列車平穩(wěn)性。

（2）由于修復(fù)鏇僅對(duì)于輪緣的低磨耗區(qū)域進(jìn)行走刀，而對(duì)于中間部分高磨耗區(qū)域基本不進(jìn)行切削，所以輪對(duì)直徑不會(huì)因?yàn)樾迯?fù)鏇而改變，同時(shí)，修復(fù)鏇對(duì)于多余的輪緣頂部進(jìn)行切削，大大減少了由于輪緣高度超限導(dǎo)致的鏇修，從而最大化從各個(gè)方面降低了消耗。

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作者簡(jiǎn)介：潘炯（1986—?），男，漢族，江蘇蘇州人，本科，工程師，研究方向：城市軌道車輛。