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轮对故障缘故分析及改良方式

摘要

在我国国民经济中，铁路往往会起到极为重要的作用由于轮对通常旱高速旋转转动，且承载着铁路火车车辆的全数重量，因此在运行进程中很容易显现故障。

这些故障会对火车运行的提速造成较大的制约，也会对铁路火车的运行平安造成严峻要挟和阻碍，无益于铁路行业的可持续性进展该文第一分析了铁路火车车辆轮对存在的常见故障，第二，结合该研究者连年的工作体会，就铁路火车车辆轮对故障的解决方案进行了较为深切地探讨，具有必然的参考价值。

关键词：

轮对；故障；火车车辆

引言

铁路火车车辆的轮对不单单是在承载了车辆总重量上高速旋转转动运行的，仍是在运行进程中产生的冲击振动的状态下进行工作的，是其车辆运行的重要部件。

也因此车辆的损伤是不可幸免的。

轮对是车辆运行平安的一个重要因素，尽管随着不断提升的车辆运行速度，提高了车辆轮对运行性能和平安的要求，可是也加大了轮对的损伤程度，因此需要依照其轮对显现的故障，探讨并采取相应的解决方案，使其车辆的轮对运行性能和效益取得有效提升。

铁路行业是我国国民经济的大动脉，对我国的经济进展有养决定性的基础作用。

目前，随养我国社会进展和科学技术的不断进步，铁路火车也向养重载、高速的方向前进。

同时，这一转变也对我国铁路火车的运行检修水平和质量提出了新的、更高的要求和难题。

目前，在铁路火车运行故障当中，轮对故障依旧在全数运行故障当中占据养超级大的比重，这些故障严峻阻碍和要挟到我国铁路火车的运行平安，制约了火车运行的提速。

同时，给我国铁路行业的建设进展也带来了较大的阻碍。

木文就当前我国铁路火车车辆轮对中存在的常见故障进行分析和总结，并就如何对这些故障进行处置和改良提出自己的建议和观点，以期更好的提高铁路火车运行的平安，增进我国铁路行业的高速高效进展。

第1章轮对故障反馈和轮对检修故障统计情形

06年、09年全路运用火车典型故障反馈情形

表106年、09年运用火车典型故障散布情形表

从表1对照得出:

06年、09年运用火车在通过修辆数接近的情形下，典型故障有明显下降趋势，06年276504件，09年58980件，降幅为%。

典型故障下降较明显的有制动梁故障、轴承故障、侧架裂损、车钩裂损、尾框裂损、缓冲器裂损，降幅别离为%,%,%,%,%,%。

典型故障下降最明显的是制动梁故障，由06年的231074件降到7535件。

可是，也存在个别典型故障直线上升现象，如轮对故障、交叉杆故障，升幅别离为181%,136%。

从发生件数和所占比例来看，轮对故障尤其突出，从06年23334件，占总故障%，上升到09年42146件，占总故障%。

09年我段TPDS诸暨探测点探测情形。

表22020年TPDS路面损伤报警年报表探测点:

诸暨

从表2得出:

运用火车车轮踏面损伤报警故障也较常见。

09年火车通过TPDS诸暨探测点756950辆，报警76544辆，占%，其中需列检人工确认的二级、三级报警车辆达71355辆，占%。

车轮踏面损伤故障对轴承的阻碍是首当其冲的，第二还会阻碍到车辆的平稳运行，损伤踏面对钢轨冲击会造成钢轨磨耗、变形。

09年我段临、辅修换轮及因车轮故障换轮情形

09年段临、辅修换轮对2027对，因车轮故障换轮1822对，占%。

其中踏面擦伤1386对，踏面剥离171对，踏面圆周磨耗195对，轮缘磨耗70对，别离占车轮故障轮对的%,%,%,%，详见表3。

表309年临、辅修换轮及车轮故障情形表单位:

对

09年我段乔司检修车间收入轮对旋修及车轮故障情形

2020年检修车间收人检修轮对28202对，车轮故障轮对17I98对，嵌轮率高达61%，其中敞车、棚车车轮故障比较突出，嵌轮率别离为%,%。

踏面擦伤10517对，踏面剥离1105对，踏面圆周磨耗34%对，轮缘磨耗2080对，别离占车轮故障轮对的%,%,%,%，详见表4。

表409年乔司检修车间轮对铁修及车轮故障统计表单位:

对

第2章缘故分析

运用火车轮对故障明显上升缘故分析

轮对的磨损

铁道部实施火车提速、重载战略以来，火车运行速度由原先的5060km/h提高到70-80km/h乃至更高，目前行包车快运及集装箱班列已达到100-110km/h。

载重由50t提高到60t,70t，乃至80t。

同时，随着运输效率的不断提高，火车周转时刻也由2002年的天紧缩到2020年的天。

提速、加载、高利用率使轮对在同一检修期内的磨损显著增加。

车轮制造新技术的研发及应用，有待进一步增强

既有铁路火车120km/h提速改造及专项技术改造成效明显。

从06年、09年全路运用火车典型故障反馈情形（详见表1）对照得出:

通过快要4年技术改造，制动梁裂损、侧架裂损、车钩裂损、尾框裂损、缓冲器裂损等故障大幅度下降。

轴承钢维持架换装塑钢维持架和SKF轴承接触油封改换技术改造，车轮辐板孔车轮淘汰技术改造，使轴承故障、车轮辐板裂纹故障取得有效操纵。

而车轮制造新技术的研发及应用相对滞后，尤其是在提速、重载要求下，车轮抗擦伤、剥离、磨耗等方面材料性能的研发和改良有待增强。

TPDS信息化监控系统应用

TPDS系统利用轨道平台，检测运行车辆的轮轨作使劲，分析计算脱轨系数、轮重减载率等平安指标，集中预报力学J性能不良车辆，同时监测火物超、偏载和车轮踏面擦伤、剥离等情形。

TPDS系统的监控、预报、联网跟踪功能，使车辆运用部门能及时发觉和扣修超、偏载及车轮踏面损伤车。

铁道部提高对100km/h及以上列车踏面擦伤的扣修标准

运装火车电〔2020）1335号（关于铁路提速火车轮对有关要求的通知》要求对《铁路火车轮轴组装检修及治理规那么》（铁运[2007]98号）规定的铁路提速火车轮对辅修、运历时的车轮踏面擦伤及局部凹陷深度进行调整:

自2020年5月20日起，集装箱专列、行包快运专列及部份铁路局开行的快速专列实际运行速度达到100km/h及以上列车中的火车在辅修、运历时，车轮踏面擦伤及局部凹陷深度为≤（原为≤1mm）。

踏面擦伤限度提高，是运用火车轮对故障数量上升的缘故之一。

第3章铁路火车车辆轮对存在的常见故障

依照有关数据统计，能够发觉当前铁路火车车辆的轮对的踏面擦伤、裂纹、轮缘垂直磨损、圆周磨耗和剥离等损伤仍然存在，而且其发生频率还有向上的趋势，这些损伤会带来专门大的危害，就拿踏面擦伤和剥离故障来讲，其会引发车辆振动的急剧增加，进而让车辆的零碎部件的损伤加重。

而关于轮对损伤来讲，损伤的修复必将会增加其轮对的旋修量，一旦超过标准限制，那么其轮对也必需要报废掉，这无疑使得轮对的利用寿命缩短了，也使车辆的利用本钱增加了。

轮缘磨损故障

当火车车辆的轮对在止常的工作状态下，它的轮缘磨损程度通常可不能太过严峻，其磨损的缘故也主若是由于火车在行驶进程中通过道岔和曲线时，为了维持平稳，车辆的轮缘必需要经受一个较大作用的水平力，从面与外侧的轨道内侧产生摩擦进行致使车缘显现磨损问题。

当火车的转向架没有止确的组装，或车辆的轮踏面有较为严峻的磨损情形时，就会致使铁路的钢轨同车辆轮对之间显现不止常的相对位置，进面使得车辆在轮对运行的进程中会容易偏向于铁线路路的某一侧，从面造成严峻的轮缘磨损故障。

图轮缘磨损

轮对踏面和轮缘的常见故障

轮对踏面和轮缘的常见的故障通常包括磨损、裂纹、擦伤、剥离、局部凹入和踏面存在熔化金属等等。

下面就要紧对其中的三种要紧的故障情形进行简单的分析。

踏面的磨损故障

磨损故障主若是由于火车的轮对踏面在运行进程当中，因为其尺寸会沿养车辆车轮的半径方向慢慢减小面造成的。

通常情形下，能够通过有关的检查器沿养火车踏面的基线部位对轮对踏面的磨损程度进行测量。

阻碍踏面磨损的要紧因素一样包括:

车辆的载荷;转向架结构;车轮的材质、闸瓦质量、制造工艺和车辆的运行速度等。

图踏面磨损

踏面的裂纹故障

火车踏面的表层在进行滑行、制动或养空转行为时会因为摩擦作用产生大量的摩擦热能，致使踏脸部位的金属器件被急剧的加热并迅速的向踏面的内、外部方向扩散和传导，从面造成火车踏面在精力长期温度的迅速上升和下降作用后产生裂纹。

一样情形下，咱们能够依照踏面温度的升高形式不同，将产生的裂纹分为两种形式，即:

一种是由于踏面加热后所产生的热膨胀应力会因为塑性变形面抵消，在组织上可不能显现明显的转变;另外一种那么是踏面在通过加热后迅速的冷却，从面形成所谓的淬火效应，使得在踏面的表层产生硬化层。

图踏面裂纹

踏面的剥离故障

剥离故障要紧指的是在火车踏面的表层金属会以片状的形式剥落，从面在其表层形成不规那么的小凹坑。

通常咱们能够依照剥离故障的产生缘故将其分为两种类型，即热剥离和疲劳型录日离。

图踏面剥离

辐板孔的裂纹故障

造成轮对辐板孔的裂纹现象主若是因为火车车辆在加载和提速后，没有及时的改换新设计的车辆，使得沿用之前设计的车辆在车轮材质和结构性能上都无法完全知足当前铁路运输的利用需求，从面致使火车轮对产生不同程度的辐板孔裂纹。

图典型的辐板孔裂纹

2021年2月南京东车辆段列检典故汇总表

第4章解决车辆轮对故障的解决方案

4.1关于踏面故障的解决方法

也确实是说，轮对显现踏面擦伤主若是因为制动所引发的，因此想要将踏面擦伤问题加以解决，就需要加大改善其车辆的制动性能，同时还要增强提升司机操作水平，使其车辆检修人员的责任感取得有效增强，而且对车辆轮对的质量加以严格把控等。

对火车制动机制动阀的时期减缓作用进行适当增加，对其防滑操纵作用也需要取得有效增强。

关于其制动功能来讲，还需要增强其稳固性的提升，并增强提升制动减缓波速，在对车辆空重调整手柄进行调整的进程中必然保证正确及时，相关人员在对制动机各部件进行检修的时候，必然要严格执行相关检修工艺，对制动行程进行适时的调整，加大铸铁闻瓦耐磨性的提升力度，其摩擦系数也应该取得有效的提升，另外，还需要进行合成闻瓦摩擦系数所具有的散热性和稳固性的提升，并做好闻瓦间隙的调整工作。

使其制动机的时期减缓作用增加，能够让车辆在制动后，在低速的时候，对制动力进行适当降低，进而起到让制动力和轮轨之间沾着力的匹配作用，幸免车轮显现被抱死现象，增强对其制动机稳固性的提高，增设防滑装置，能够对减缓不良或正常制动情形下的制动故障所致使的车轮滑行加以排除。

为了使制动空走时刻缩短，而且减小制动力，那么就需要提早制动或利用减缓波速:

进行闻瓦性能的改良，那么能够使其初制动力取得提高，终制动力取得降低或维持。

这不单单能够对车轮滑行有着有效合理的防治作用，还能幸免车轮擦伤。

4.2轮缘磨损故障的解决方法

关于使踏面和轮缘磨损速度取得有效降低的方法，能够在选择火车制动方式的时候，增进盘形制动、盘形与踏面制动的结合，增强现代制动技术的应用，例如电磁制动等。

在对其进行检修的时候，检修人员除要将各部件限度尺寸和相关工艺加以熟练把握，还需要对各部间隙进行合理调整，操纵器车轮的切削量，进而保证其踏面的外形。

另外，还需要增强车轮耐磨性能和刚度的提高，也确实是对车辆的性能加以不断优化。

关于车轮踏面和轮缘的缺损故障，最要紧的防治方法应该是增强对车轮材质和相关制造工艺的提升，才能进一步地增强踏面侵蚀、剥离、擦伤等缺点的排除，进而有效减小轮轨间的冲击力，还能合理地维持其踏面外型，使其踏面与轮缘的偏磨取得减少乃至排除，并使其强度取得维持。

关于幸免车轮裂纹的防治方法仍是应该增强车轮材质及其制造工艺的提升，最大限度使其材质内部缺点取得有效减少，并通过改良轮辐结构的设计，使其轮辐厚度取得增加，并对轮惘厚度加以严格把控，保证轮惘厚度符合相关标准。

第5章对铁路火车车辆轮对故障的改良方法

进一步改善火车的行车状态

对编组规定进行严格的遵守和执行

铁路车站要严格依照相关制动机的型号对火车车辆进行相应的编组，同时尽可能幸免混编不同类型制动机的火车车辆，进面确保火车在行驶制动进程当中行为动作的统一，以便减少车轮间的擦伤。

对机车的操作标准予以严格的执行

铁路火车的司机要严格的依照有关的操作要求和技术标准来进行火车的运行操作。

同时，还要尽可能的在运行进程中减少紧急制动的次数，当进行制动后要等到全数车辆取得减缓后才能进行再次的启动。

另外，由于调车进程中火车的踏面会受到铁鞋的较大阻碍和危害，因此，工作人员要在进行制动时尽可能的减少铁鞋制动模式的利用，从面减少踏面的剥离和擦伤。

改善火车的运行状态

火车的运行环境能够直接阻碍到其轮对的状态，因此，要想减少火车车轮的磨耗、擦伤和剥离等问题，就必需要踊跃的改善铁路火车的线路运行状态，改善运行和保护环境，减少偏载情形的发生。

增强车辆性能优化研究

进一步优化火车的制动系统和结构设计

要增强加载和提速后的火车制动系统和结构方面的设计优化，从面不断的提高火车的整体平安系数和运行性能，研制更适合重载、长大编组列车的制动阀，提高车辆制动、减缓灵敏度，减少因车辆制动系统性能不良而造成车轮擦伤、剥离等故障，以便降低之前不适当结构设计对车辆轮对所造成的危害。

增强车轮、闸瓦、钢轨材质、综合性能研究

研制高性能车轮，知足货车高速、重载要求;研制高性能制动闸瓦，具有制动成效好，对车轮磨损小的特点;改良制动方式，建议对运行速度较高货车（如行包车专列）采纳盘型制动;增强轮轨之间摩擦匹配研究，减少轮与轨的摩擦磨耗。

增强制动配件检修质且操纵和运用制动系统故障处置

增强制动配件检修质量治理

严格执行铁运[2020]15号《铁路货车制动装置检修规那么》，做好制动配件的检修和实验工作，尤其是阀类和闸调器的检修质量严格执行”二检一验”制度及配件抽查、抽验制度，减少因车辆制动配件故障而造成车轮擦伤、剥离。

把好检修车辆集控试风实验关

严格按《制规》单车试风标准进行实验，实验不合格时，必需认真查找原囚，处置故障，确保车辆制动系统性能符合要求。

列检要增强编组列车试风检查

尤其要增强制动机、闸调器、空重车自动调束装置性能、闸瓦磨耗状态检查.发觉车辆制动系统故障要及时处置，对偏磨、磨耗过限、掉块闸瓦要及时改换，减少因车辆制动系统故障致使车轮踏面擦伤、剥离、磨耗。

充分利用TPDS踏面损伤预报、监控系统，做好轮时踏面损伤故障的确认和处置、避免车轮故障扩大化

完善车辆运行工况

（1）严格机车操作标准，司机要按规定程序和技术标准操纵机车，严禁主管压力太高少用紧急制动，实施紧急制动后要待各车辆全数减缓后再启动。

调车作业时，铁鞋对踏面的危害最大，最易引发踏面擦伤剥离，因此尽可能取消用铁鞋制动的方式，幸免铁鞋对车轮造成的损害。

（2）车站车辆编组按制动机型号进行，减少不同制动机车辆混编。

因为不同制动机车辆在制动进程中制动动作不统一，易造成车轮擦伤。

（3）改善车辆运用环境，减少车轮擦伤、剥离、磨耗产生。

做好线路状态保护;严格执行车辆装载规定，均匀装载火物，减少车辆偏载现象产生。

增强精细化治理

为进一步增强铁路火车车辆轮对的精细治理，应该不断创新治理理念，推动铁路火车车辆轮对治理工作向精细化进展，狠抓铁路火车车辆轮对现场精细化治理，按期开展铁路火车车辆轮对平安隐患自查、自纠、设备检修保护和保养工作，以此来解决铁路火车车辆轮对精细化治理中存在的隐患。

第一，从增强员工业务培训入手，利用班前学习时刻向员工讲解铁路火车车辆轮对的相关知识。

针对工作现场碰到的不同情形、不同问题，指派有关技术人员进行现场排解，从面强化了员工对业务知识的把握和对设备利用的熟知程度。

专门对平安生产中运行的要紧设备，从小处、细处着手来抓铁路火车车辆轮对的治理，坚持实施每口一检制度，逐口进行检查、监督铁路火车车辆轮对的运行，尤其是要重点检修阀类部件、闸调器等易损件，对存在的隐患和问题，及时安排处置，确保生产中铁路火车车辆轮对的平安高效运转，幸免显现车轮的剥离故障、擦伤故障。

为提高铁路火车车辆轮对检修的完好率，务必要始终把精准制定铁路火车车辆

轮对检修打算、细化落实环节、量化考核工作，作为实现铁路火车车辆轮对精细化治理的前提。

铁路火车车辆轮对的检修打算应该从年打算到月打算、周打算，和部份检修的口打算，都逐项制定了详细的检修打算和验收时刻，使机电检修工作做实做细。

每一个月还应该对检修打算的实施情形进行及时总结，并对检修工期、设备损坏缘故进行系统、客观地分析，使铁路火车车辆轮对的检修工作慢慢实现了由标准化向精细化的转变。

提高系统对踏面擦伤报替的准确率

依照铁道部统一计划和安排，加速推动监控系统扩大覆盖范围二期建设;进一步提高TPDS监控系统功能，提高系统的稳固性、报警的准确性，确保车轮踏面损伤故障取得有效的监控。

正确的利用车辆轮对参数的测量方式

接触式自动测量方式

这种测量方式是通过将轮对架起形成运行状态推动轮对旋转，测量集合尺寸的工作由接触式传感器开展。

由于是接触式的测量方式，因此测量时传感器会因接触到轮对而发生损坏的现象。

便携式测量方式

这种测量方式需要的工具为各类传感器，测量也只是对轮对的几个或个别几何尺寸进行测量工作。

这种的测量方式优势和劣势一样突出，优势是操作简单，方便适用;缺点是测量的参数并非全面，不能实现自动化测量等。

在实际的操作进程中工作人员应该依照具体情形进行全面的考虑，有效的躲开此量技术的缺点点，将优势发扬光大。

非接触测量方式

这种测量的技术含量高，CCD技术和激光传感技术无需接触车辆轮对就能够实此刻线测量工作，同时检测速度比上述的两种测量方式快，并适用各类车辆轮对的检测工作。

增强轮对检修质量操纵

（1）加严执行轮对选配车轮直径差的规定，提高车辆抗蛇形运动能力，减轻轮对单侧踏面磨耗、轮缘磨耗。

同一转向架车轮直径差:

厂修≤3mm，段修≤5mm（轮规限度:

厂修≤10mm，段修≤15mm）;同一车辆车轮直径差:

厂修≤10mm，段修≤15mm（轮规限度:

厂修≤20mm，段修≤30mm）。

（2）关于运用频率较高，踏面磨耗故障较突出棚车，建议加严轮对选配车轮圆周磨耗限度，增加车轮圆周磨耗余量，抵消车辆运行里程对车轮圆周磨耗的阻碍，支出轮对圆周磨耗限度加严到0~3mm（轮规限度:

厂修≤3mm，段修≤5mm）。

第6章总结

总而言之，铁路火车运行进程中的轮对故障是客观存在的，它无法幸免，但同时这一故障也是能够进行操纵和约束的。

在铁路火车的运行进程中，工作人员在对火车车辆轮对进行检修保养时，通过一些有效的方式和方法使车辆轮对发生故障的概率取得最大的操纵，通过采纳一些必要、有效的方式和方法来最大限度的操纵火车的轮对故障的发生，从面将轮对故障造成的各项损失降到最低，以知足铁路火车在成木节约和列车提速方面的要求，进面更好的推动和增进我国铁路行业向养重载、高速、现代化的方向迈进。

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第7章致谢

历时快要两周的时刻终于将这篇论文写完，在论文的写作进程中碰到了无数的困难和障碍，都在同窗和老是的帮忙下度过了。

尤其要强烈感激我的论文指导教师—曹教师和何教师，他们对我进行了无私的指导和帮忙，不厌其烦的帮忙进行论文的修改和改良。

另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的教师也给我提供了很多方面的支持和帮忙。

在此向帮忙和指导过我的列位教师和同窗表示最衷心的感激！

也很感激我的同窗和朋友们，在我写论文的进程中给予了我很多素材，还在论文的撰写和排版的进程中提供热情的帮忙。

而由于我的学术水平有限，因此论文不免有些不足的地方，请列位教师和学友谅解并指出，使我能明白我的不足的地方，能有更好的成长！