摘要：铁路是我国重要的交通运输方式，具有运输效率高、运输安全性高等特点，不仅在客运方面发挥着重要作用，而且在货运方面具有重要的应用意义。随着铁路运输技术的不断发展，铁路货车朝着重载、高速的方向发展，成为铁路运输系统的重要组成部分，但是其运行状态受到多种因素的影响，加强货车的运行检修成为铁路部门的重要工作之一。轮对是铁路货车的关键构件，长期处于高速旋转、滚动的状态，受到轨道摩擦力、货车承重压力的影响，轮对时常发生故障，例如车轴损伤故障、轮对踏面故障、轮缘磨损故障等，进而影响货车的运行状态，甚至导致货车脱轨等安全事故，对于铁路货运事业的发展极为不利。因此，加强铁路货车车辆轮对故障分析与处理十分重要。
关键词：铁路；货车；车辆；轮对；故障；措施
1货车车轮踏面外形结构
长期以来，车轮踏面在外形结构上始终呈现为两段锥度大于零的直线所构成的锥形。而通过对锥形踏面的生产和应用进行长期追踪后发现，前者容易出现旋削时切削量过多，制成后踏面外形无法匹配钢轨顶部断面形状等问题，后者则存在初期磨耗产生较快等缺陷。通过梳理车轮踏面的应用实践发现:不管最初为何种形状，当磨耗发生后，车轮踏面将在形状上最终趋于稳定，而且该稳定一经形成，磨耗就将有所减慢。当认识到锥形踏面的固有短板与踏面磨耗的发展规律后，中国开始将LM磨耗型踏面应用于铁路货车。为我国铁路货运列车长时间、长距离安全、高效运行提供了有力的支持与保障。
2货车车辆轮对的主要故障
1)铁路货车为完全满足重载和高速的运输要求，就必须适当增加制动距离，以便延长轮对与闸瓦发生粘着摩擦的时间，加大摩擦力。货车制动时，闸瓦还必须相应地增大与车轮踏面圆周之间的摩擦，导致两者的磨损有所增加。不过闸瓦若出现故障，要想更换能够随时进行，而轮对一旦发生故障，无论是处理还是更换，都必须及时将其从车辆上拆解下来送至具备相应资质的单位或机构进行检修，否则踏面圆周将出现磨耗超限并致使货车车辆发生故障。
2)司机未能正确进行缓解操作或制动，制动机未能有效制动或出现故障，造成车辆长时间带闸行进，车轮踏面与闸瓦的磨损量过大，轮对在钢轨上滑行过远导致滑动摩擦力过大等等，上述情况均将使车轮踏面圆周发生磨耗超限的现象。
3)高磷闸瓦原材料品质不理想，工艺标准不达标的后果。某些高磷闸瓦制造商不能严格依据工艺标准来生产闸瓦，导致闸瓦的总硬度超标，当它与车轮形成摩擦副时，将无法有效控制车轮踏面的实际磨耗。同时若闸瓦内金属粉沫的硬度、数量超标、分布参差不齐，局部存在硬面或硬点，假如车辆高速行进时突然对其实施制动，则该硬面或硬点容易将车轮踏面刮坏。再加上磷本身的特性，即受热后易氧化，则车辆行进时，踏面与闸瓦间将出现金属镶嵌、闸瓦婆铁等问题，造成车轮踏面产生宽度为10～60 mm的划痕、磨耗而损害踏面斜度。
4)现阶段，我国将国外的优良技术引入到铁路货车轮对的生产上，并逐步发展出以铸钢为核心的生产技术。因为高磷闸瓦无法有效散热，所以车辆制动时所释放的绝大部分热负荷均将由车轮踏面所吸收，此时踏面圆周将被迫经受加热一冷却循环发生的过程，此时轮对由于是铸钢所造，因此车轮踏面圆周将非常容易形成疲劳裂纹并逐层脱落，当脱落进行到一定程度，就将出现磨耗超限现象。
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5)车辆使用过久疏于修理、定期检修间隔过久、扣修部门未能依据工艺标准进行修理，如:用于更换的轮对没有达标、车轮换修后轮径差超出允许值等，均将缩短车轮踏面圆周出现磨耗超限现象的时间。
3车轮踏面圆周磨耗的危害
1)它会导致踏面原本具备的标准外形被破坏。而踏面和钢轨所接触的部分假如锥度有所增加，则将造成轮对进行蛇形运动时其波长有所减少，并且频率有所增加，最终损害车辆行进的稳定性。当车辆行进在曲线线路上时，若不能确保横向稳定性，则极有可能会出现晃车乃至脱轨等恶性事故。
2)若车轮踏面圆周发生磨耗过限现象，则必须适当增加它的轮缘高度，当钢轨顶面与踏面的最大磨耗分别到达10 mm与8 mm时，钢轨鱼尾板的连接螺栓极易与轮缘顶点进行碰撞，导致螺栓被切断，最终造成车辆脱轨。
3)显著增加车辆行进阻力。若踏面圆周发生磨耗过限现象，则车轮与钢轨进行接触的面积将有所增加，因为车轮踏面和钢轨进行接触时各点与车轴中心的相隔距离会存在差异，所以各点对应的滚动距离同样会存在差异，但是在纵向上钢轨各处均具备一样的长度，这种情况下车轮与钢轨势必在局部形成滑动摩擦。同时若踏面圆周磨耗持续增加，则踏面与钢轨进行接触时各点与车轴中心相隔距离的偏差也将持续增加，导致车辆行进时的摩擦阻力进一步增加。
4)若单侧车轮的踏面因为闸瓦不良等缘由出现严重磨耗，致使对应轮对产生超过最大限值2 mm的轮颈差，则铁路货车在行进过程中，车轮将持续处在偏斜状态，即大轮颈侧车轮轮缘将偏离钢轨，车轮轮朝将引发非均匀的碾边现象，小轮颈侧车轮轮缘将向钢轨倾斜，导致小轮颈侧车轮轮缘以及局部车轮踏面出现严重磨耗，最终将严重损害车辆的行车安全。
5)若踏面圆周的实际磨耗超出允许值，将引发辗堆并造成踏面外侧出现下垂，则货车车辆行经道岔时，下垂的踏面外侧将卡在尖轨与基本轨之间，将基本轨向外推开，导致脱轨。
6)若车轮历经多次漩修或其踏面圆周磨耗超标，则其轮朝将出现裂损，或厚度不能达标甚至超出限值，将给行车安全造成重大危害。
4铁路货车车辆轮对改进措施
1)优化车辆的相关操作。司机必须完全依据机操作规范来操作铁路货车，尽量减少紧急制动的使用次数，一旦进行此操作必须待车辆完全缓解后才能再次启动。
2)高磷磨合闸瓦的制造商必须持续优化闸瓦的适用材质、生产配方以及制造技术，以彻底消除闸瓦内存在局部硬点或硬度超标的金属材质等情况，尽量延缓车轮踏面的实际磨耗。
3)定期对配件实施检修。定期检修是确保车辆具备优异的整体性能的有力手段，检修配件时，必须严格遵循“三检一验”的操作流程。并且要为有关单位的抽样检查与检验提供协助，要着重检修关键部件，尽量减少不规范操作引发的轮对故障。
4)提升车辆性能。车辆性能涵括诸多内容，闸瓦、钢轨材质、车轮均为体现车辆整体性能的关键指标，只有从综合角度来兼顾它们的性能，才能在真正意义上提升车辆性能。提升车辆性能，应该以车轮的设计与生产为突破口，借助现代的优良技术，完善车轮结构。除此以外，有效改善制动闸瓦的实际性能也将有助于获得更理想的制动效果。
结束语
总而言之，铁路货车车辆轮对对于确保货车运行的稳定性和安全性具有重要作用。在长期高速运转过程中，货车轮对十分容易出现故障，这就需要铁路相关部门及其技术人员加强对轮对常见故障的分析，并针对不同故障类型对其原因进行探讨，从而制定具有针对性的处理措施，同时，提升货车车辆的车轮质量，改善车辆运行性能，加强各个配件的质量检测，进而全面提升铁路货车的运行水平，促进铁路运输事业的发展。
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论文作者:韩燕东
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/9
标签：车轮论文; 磨耗论文; 闸瓦论文; 货车论文; 车辆论文; 钢轨论文; 圆周论文; 《防护工程》2019年第1期论文;