SS4B型电力机车转向架轮对的磨耗及其镟修王光武

SS4B型电力机车转向架轮对的磨耗及其镟修王光武

王光武

（神华准能集团大准铁路公司机务段内蒙古鄂尔多斯010300）

摘要：本文之中主要是针对了电力机车转向架轮对的磨耗及其镟修进行了全面的分析研究，同时也是在这个基础之上提出了下文之中的一些内容，希望能够给与在这个行业之中进行工作的人员提供出相应的参考。

关键词：电力机车；转向架；磨耗；镟修；分析

引言：转向架轮对是电力机车车辆中的易损易耗件，其轮缘磨耗和踏面磨耗直接关系到行车安全、车辆舒适性及钢轨寿命。在车辆运行过程中，转向架轮对承载着车辆的全部重量，受力情况复杂，车轮的磨损不可避免，必须及时的进行镟修或者更换。转向架轮对的维修费占了电力机车车辆维修费用的主要部分，优化轮对镟修的切削量，对于延长轮对使用寿命，降低电力机车车辆运行成本有着非常重要的意义。

1.转向架轮对的磨耗分析

电力机车转向架轮对的磨耗是车轮与钢轨接触，两者相互作用的结果，其磨损情况取决于车轮和钢轨的材料性能、线路和车辆的工作状况。虽然转向架轮对磨损的情况较为复杂，但是根据其磨损后表现出的情况可以简单分为轮缘磨耗厚度超限和踏面磨耗厚度超限两种。轮缘损耗是指在电力机车车辆的运行过程中，由轮缘与钢轨摩擦所产生的磨损。轮缘磨损可以分为轮缘厚度变薄，垂直磨损以及车轮轮缘形成锋芒三种。当轮缘的厚度变薄时，轮对的强度就会下降，列车曲线运动时钢轨施加水平作用力会使车轮崩损，造成行车事故。轮缘垂直磨损过度或者车轮轮缘形成锋芒时，车轮经过道岔时，轮对可能撞击、挤开尖轨或者爬上辙叉心，从而造成车辆脱轨。在电力机车车辆沿直线运行时，踏面的斜度可以保证列车处于轨道中间位置，防止轮缘偏磨，而当车辆曲线运行时时，轮对则偏向曲线外侧，踏面的斜面可以保证轮对圆滑地通过曲线。当踏面磨损厚度超过极限时，踏面的斜度将被破坏，这就加剧了车轮与钢轨之间的磨损，提高车辆运行的阻力，导致车辆蛇形运动、无法顺利通过曲线。此外，由于踏面的磨损，轮缘相对高度也会随之增加，当踏面磨耗厚度超限后，轮缘根部可能碰到并切断钢轨的鱼尾板连接螺栓，从而造成事故。

2.转向架轮对受行车过程中摩擦的影响

电力机车不同于其他的交通工具，电力机车具有高速度、容量大的特点。电力机车的高速度就要求电力机车要有很大的制动力或者很长的制动距离，这样才可以使得电力机车平稳地停下来。在较大的制动力影响下，大大加大了闸瓦与车轮的摩擦，因此会严重损害车轮。由于制动距离的长短取决于闸瓦与车轮踏面摩擦时间的长短，这样会使得轮踏面的温度过高，从而使得转向架轮对的材质变软，而闸瓦的硬度没有变化，从而会粘住踏面表层较软的那一部分，在不断的转动中，使得踏面表层的材质出现脱落、磨损的现象。在电力机车的运行过程中，它会受到离心力的影响，离心力会使靠外一侧的轮缘与钢轨紧贴，而靠内一侧的轮缘与钢轨相离，紧贴钢轨的那一侧容易出现磨损现象。离心力的大小影响着列车的速度，离心力越大，电力机车的速度越快，反之，离心力越小，电力机车的速度越慢。在电力机车转弯的时候，靠外的车轮需要更大的向心力，这样使得轮缘与钢轨靠紧，从而使得轮缘与钢轨摩擦增大，因此，磨损也越来越严重。

3.镟修切削量的优化探讨

磨损的轮对经过镟修后，轮辋将会变薄，轮辋厚度当不符合限度时，轮对将会报废。为了保证轮对使用寿命，就需要在镟修过程中，对加工量进行控制，综合考虑轮缘磨损量和踏面磨损量，在保证车辆运行安全性的前提下，选择合适的加工量，提高切削的经济性，延长车轮的使用寿命。我们以JM型磨耗踏面的电力机车转向架轮对为例，采用JM-32程序进行镟修，以按照标准轮廓清除磨耗为目标。由于JM轮缘踏面的轮缘一致性，机加工镟修踏面磨损时要切削轮缘，而修理轮缘时则需要切削踏面。根据JM轮缘踏面的外形尺寸，我们可以分别计算出机加工镟修时，轮缘磨耗量、踏面磨耗量与切削加工量的关系。当轮缘磨损量为2mm时，需要切削5.05mm的踏面厚度，当踏面磨损量为2mm时，则需要切削0.75mm的轮缘厚度。由此我们可以得知，采用JM－32程序对轮对进行机加工镟修时，踏面厚度和轮缘厚度方向的切削加工量是成一定比例的。每加工1mm的轮缘时，需要切削2.53mm的踏面，每加工1mm的踏面时，需要加工0.325mm的轮缘。对于不同的磨损量而言，通过作图，我们可以得知，轮缘厚度和踏面厚度的切削量为1：（2.37－3.10）。

由于车辆实际运行中造成的轮缘厚度方向的磨损与踏面厚度方向的磨损通常大于上述比例关系，因此在轮对的镟修过程中，我们往往根据轮缘的磨损情况确定踏面厚度方向上的加工量，然后由踏面厚度方向的加工量决定轮辋的加工量。我们假设采用JM－32程序镟修，对于加工前轮辋的厚度小于32.4mm的轮对，如果对于轮缘厚度磨耗达到了1mm，进行镟修后，轮辋厚度将小于30mm，不符合车轮厂修轮辋的厚度限度，该轮对将报废处理。根据这一原理，我们可以相应求出保证轮辋厚度满足标准的前提下，不同轮缘磨耗量所允许轮辋加工前的最小厚度。而如果采用JM－28.2程序镟修时，将会减少轮缘厚度方向的切削加工，从而也会相应减少轮辋方向上的切削加工量。当轮缘磨耗为2mm、3mm、4mm时，通过作图可以得知，踏面的切削加工量都为1.4mm。因此，对于轮缘厚度大于28mm的轮对，以JM－28.2程序进行镟修时，只需要切削踏面磨耗量。对于轮缘厚度小于28mm的轮对，轮缘厚度方向每切削1mm，才需要在踏面厚度方向上相应切削2.37－3.10mm。从以上分析我们可以得知，当采用不同的踏面加工程序时，镟修的切削加工量和轮辋厚度各不相同。以JM型轮缘踏面镟修为例，如果采用JM－32程序进行镟修时，对于轮缘磨耗为27mm的轮对，需要在踏面厚度方向上至少需要切削8mm，而改用JM－28.2程序只需要切削2mm，更小的切削量意味着更长的轮对的使用寿命。因此，我们在加工程序的选择时，要首先考虑轮辋厚度，其次在考虑整体的切削量。对于厚度不小于29mm的车轮，以轮缘尺寸相近的原则相应选择JM－32、JM－31.5、JM－31、JM－30.2、JM－29.5、JM－29等程序镟修，而厚度小于29mm的车轮则统一采用JM－28.2镟修。

总结：通过对上述进行分析之后可以得出，轮对的磨耗形式是复杂的，在轮对的镟修过程中，要针对轮对的不同磨耗形式，有针对性的选择合适的切削加工量，可以有效提供镟修加工的工作效率，节约成本。作为工作人员，我们要学会变通，在工作中不断的分析、总结，才能制定出具有经济性、科学合理性的加工工艺。

参考文献：

[1]邹文辉，李冠军，陈喜红，刘晖霞，陈康.南非运煤专线26t轴重电力机车转向架研制[J].技术与市场，2017，24（04）：11-14.

[2]朱向阳，陈喜红，陈清明，孙营超，彭爱林，张冲，汪林峰，蒲全卫，伍玉刚.HX_D1F型电力机车转向架[J].电力机车与城轨车辆，2016，39（01）：5-9.

[3]邹文辉，陈喜红，李冠军，晋军辉，陈晓峰，张又孔，周立秋，陈康.南非窄轨货运电力机车转向架的研制[J].电力机车与城轨车辆，2015，38（01）：20-24.

[4]陈喜红，陈又专，黄勇明，陈国胜，陈清明.国内货运电力机车转向架的发展历程和最新技术展望[J].电力机车与城轨车辆，2010，33（05）：1-6.

[5]黄勇明.我国重载电力机车转向架的技术特点[J].电力机车与城轨车辆，2006，（05）：7-9.