(中国铁路北京局集团有限公司邯郸机务段 河北邯郸 056003)
摘要：铁路是我国经济社会发展过程中的重要交通工具，铁路运输企业主要负责各种产品的运输管理，在铁路运输过程中，牵引列车运行的电力机车的轮对通常呈高速旋转滚动的状态，承载着电力机车的全部重量，因此在运行过程中很容易出现故障。本文对电力机车轮常见故障以及故障防范措施进行分析和探讨，旨在提高电力机车运行的安全水平。
关键词：电力机车轮；磨耗；常见故障；处理措施
随着我国经济水平的不断提升，我国交通运输事业的发展也越来越迅速，铁路作为主要的交通运输渠道，承载着主要的运输任务。随着科学技术的进步，铁路客货列车也朝着高速、重载的方向发展，这对于我国铁路货车的运行质量以及检修水平提出了更高的要求。在电力机车运输过程中对电力机车的损耗很大，例如货车轮对，承载了电力机车的主要重量，在运行过程中呈高速运转的状态，电力机车轮对长期反复工作，必然会出现较多故障。对此，铁路运输企业必须要积极加强对电力机车的检修与维护，对电力机车的各个部件进行定期养护，不断提高电力机车的安全性与稳定性。电力机车轮对是电力机车运行的重要部件，出现故障时对货车提速会造成较大制约，严重时还会导致货车停运，不利于铁路行业的可持续发展。铁路电力机车轮对故障常见的三种形式是轮缘磨耗过限，轮辋过限，踏面圆周磨耗、擦伤、剥离等，在电力机车运行过程中要定期进行维护，找到问题的成因，并且对故障进行解决。
一、电力机车轮对存在的常见故障
1.轮缘磨损
正常工作状态下电力机车轮对的轮缘磨损情况不是太严重，轮缘磨损主要原因是由于铁路机车在曲线行驶或者经过岔道的时候才会出现，在这种情况下，轮缘承受的荷载比正常运行时的荷载要大很多，因此电力机车很容易偏向铁路线路的某一侧运行，出现轮缘磨损严重的情况。
2.轮辋裂纹故障
铁路客货车在运输过程中可能需要紧急制动，在紧急制动过程中，轮对承受着钢轨间的冲击振动和相互作用力，如果轮对的轮辋本身存在细小的裂纹，则很容易在外力的作用下使得车轮的轮对轮辋的裂纹处产生应力集中，导致轮辋裂纹扩大。对于轮辋裂纹如果不能及时发现并且处理，使得轮辋发展到疲劳的状态，还会使得电力机车在通过曲线或岔道时，因离心力的作用，轮缘受力变大，对轮辋内侧轮缘根部处造成损伤。如果车轮的裂纹在外侧轮辋上，则电力机车运行过程中车轮与钢轨之间的相互作用，会导致裂纹处的踏面缺损。以上情况都很容易导致电力机车运输过程中出现脱轨甚至是颠覆，对铁路货物运输安全带来严重影响。
3.轮对踏面和轮缘的常见故障
轮对踏面和轮缘的故障也是轮对运行过程中的常见故障，主要有凹入、磨损、剥离、裂纹等。第一，踏面圆周磨耗故障。踏面圆周磨损指的是电力机车运输过程中，轮对踏面的尺寸随着电力机车的车轮半径方向逐渐减小而造成的，电力机车的运行速度、制造工艺、材质、转向架结构、电力机车的荷载变化等都会导致圆面损耗。第二，踏面裂纹故障。当电力机车空转、制动以及滑行的时候，电力机车的踏面表层就会产生很大的摩擦力，进而产生较大的摩擦热能，摩擦热能会使得踏面部位的金属器件快速转向踏面内部、外部，并且会在各个方向上逐渐传导和扩散，最终使得轮对的踏面出现裂纹。轮对踏面的裂纹主要有两种，一种是淬火效应产生的裂纹，另一种是热膨胀应力被塑性变形所抵消，从肉眼上并不能观察到的一种裂纹。第三，踏面的剥离故障。这种故障指的是铁路电力机车的轮对踏面上的金属物质逐渐剥落，并且出现一些不规则的小凹坑的情况，常见的剥离故障有疲劳型剥离、热剥离两种。
二、电力机车轮对故障的解决方案
1.对各种常见故障进行解决
1.1踏面故障的解决措施。由上文分析可知，踏面故障主要是由于制动、滑行等引起的故障，因此，为了对踏面故障进行解决，就必须要提高电力机车的制动性能，同时还应该要提高司机的操作水平，减少电力机车制动、滑行等过程中对轮对踏面带来的影响。对于电力机车的制动性能而言，应该要增加制动过程的稳定性，并且提升制动缓解波速，对列车启动时调速手柄手柄级位进行调整的时候一定要确保及时，相关人员对电力机车制动的各个部件进行检修的时候一定要执行相关的工艺，对电力机车的制动过程进行适当调整，提高合成闸瓦的耐磨性。此外，还应该要不断提高电力机车的闸瓦摩擦系数所具有的散热性和稳定性，并且做好闸瓦间隙的调整工作；增加防滑装置，对不正常制动情况下所造成的车轮滑行问题进行消除。司机在制动操作过程中具有十分重要的作用，很多不良制动虽然与电力机车的性能有关，同时也可能是由于司机的不正确操作引起的，因此在电力机车操作过程中要积极加强对司机的培训，使得司机能够掌握正确的制动控制方法，减小制动力，避免车轮擦伤。
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1.2轮缘磨耗的解决措施。对于电力机车轮对而言，磨损是必然的过程，对磨耗故障进行解决只是减少磨耗的程度，并不会完全消除车轮的磨耗。在降低磨耗程度的时候，可以对铁路电力机车的制动方式进行科学合理的设计，盘形制动、盘形与踏面制动方式可以相互结合，同时还可以加强对现代制动技术的应用，例如电磁制动，可以提高制动效率，减少制动力，从而减少车轮的磨耗。另外，要从改善电力机车性能和质量的角度着手，对车轮踏面以及轮缘的磨损情况进行控制，最主要的防治措施是加强车轮材质质量和制造工艺的提升，提高车轮的抗磨性，从而减小轮对踏面以及轮缘的腐蚀、剥离、擦伤等问题，还能建小号轮轨之间的冲击力，确保轮对的踏面保持良好的外形。在制造工艺上，可以通过改进轮辐结构设计的方法，使轮对的轮辐厚度逐渐增加，并且对轮辋厚度进行严格地控制，使得轮辋厚度能够符合相应的标准，提高电力机车轮对的性能。
1.3加强轮辋裂纹故障的处理。针对铁路机车在运输过程中的轮对轮辋裂纹故障，其产生的原因主要是由于生产质量不达标、运行管理不当、检修不及时造成的。对此，在轮辋裂纹故障处理过程中可以从以下几个方面着手：第一，提高车轮的制造质量。在车轮生产过程中，常见应该要改进炼钢工艺，减少钢液中的杂物的含量，提高车轮钢材质量。第二，使用先进可靠的轮辋探伤设备对轮辋裂纹程度进行检查，对轮辋裂纹位置进行准确查找，从而进行及时处理，彻底消除安全隐患，减少事故的发生率。第三，对电力机车轮对的使用情况进行记录，定期进行轮对的普查，掌握轮对轮辋的运行状态。第四，强化轮对的清洗除锈作业，由于轮对轮辋上存在较多的锈迹，也会导致轮辋受力不均匀从而产生裂纹，因此在电力机车运行过程中要不断清除轮对轮辋上的杂物，减少问题的同时，也确保下一步轮辋探伤工序的可靠准确，消除安全隐患。第五，对所有的担当运输任务的电力机车都要定期进行地沟检查，便于进一步全面检查轮对轮辋内侧的情况，如果发现裂纹，要及时进行更换，或者更换相应的硬件设备，消除安全隐患。
2.加强对电力机车轮的检修
第一，加强对电力机车运行维护工作的重视。随着铁路行业的不断发展，电力机车运行管理的稳定性与可靠性受到的关注程度越来越高，在未来的发展过程中，铁路运输企业不仅要考虑到经济效益，更要考虑到企业的生产安全，将铁路运输企业运行安全工作提到一个全新的高度。对于电力机车而言，必须要重视电力机车运行过程中的安全管理，尤其是要注重对各种设备的工作性能的检测，定期检测设备是否出现老化，零件是否需要更换，设备是否需要维修，确保电力机车设备能够处于正常运行状态，防止设备故障引发的电力机车运行故障。第二，加强电力机车检修的精细化管理，电力机车运行过程中的很多故障都是由于检修过程中的不够重视、检修不及时造成的，在铁路运输行业发展过程中，必须要积极加强对铁路运输电力机车的检修管理，从检修人员培训的角度着手，引导检修人员提高电力机车检修意识，在检修过程中要从小处和细节做起，对电力机车进行精细化检修，并且进行逐日排查，对电力机车的重点部件进行检修，对于发现的安全隐患，要及时进行上报、处理，并且对故障的处理结果进行检查，确保电力机车没有故障之后才可以投入运行。
结语
综上所述，电力机车是铁路运输企业发展中的重要物资，电力机车在长期运行过程中会出现各种故障，例如货车轮对很容易出现磨损、裂纹等故障，对电力机车运输性能带来严重影响。在电力机车运行过程中要重视电力机车设备的检修维护过程，对轮对故障成因进行分析，并且针对不同的故障问题进行分析解决，提高电力机车运行过程中的稳定性、安全性。
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论文作者:齐祯钰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
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