大秦线上HXD1型电力机车车轮轮缘偏磨原因分析及措施

[摘 要]通过对HXD1型机车转向架弹簧垫的调整，较好的调整了轴重的分配，消除了走行部各部件组装产生的偏差，提升了机车质量，保证了重载安全，为大秦线列车正常运营提供了保障。

[关键词]HXD1型电机机车 车轮 偏磨 分析 措施

中图分类号：TD614 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0369-02

1 前言

配属湖东电力机务段的220台HXD1型交流传动电力机车担当着大秦线2万t和1.5万t重载牵引任务，目前HXD1型机车最高运行公里1292825km，至今HXD1型机车发生过8次轮缘偏磨，致使轮缘非正常磨耗严重，缩短了轮对的镟销周期，减少了轮对使用寿命的同时也给走行部留下重大安全隐患。2012年5月16日， HXD10152机车车轮轮缘测量时，发现A节右4位轮缘厚度为26.8mm， B节左1轮缘厚度为25.5mm，左2位轮缘厚度为28mm，其它车轮尺寸见表1，此次通过镟轮后上线运用。2012年8月4日， HXD10152机车检查时发现A节右3、右4位、B节左1、左2位车轮轮缘异常偏磨，轮缘数据见表2，在不到3个月的时间在相同位置上发生车轮轮缘异常偏磨，引起了工程技术人员的重视，我们跟踪了这台机车车轮运用情况并查找原因。

2 轮缘偏磨分析

运行中的机车，轮对踏面作为受力点在和轨道的接触中产生磨耗，轮缘只是起到导向和防止脱落作用，一般情况下不接触钢轨，不会对轮缘造成较大的磨耗。对于此次HXD10152机车轮缘偏磨，我们从以下几个方面做出分析：

2.1 车轮材质硬度原因

HXD10152机车车轮为新制车轮，整台车的偏磨位置只有4个位置，故车轮材质问题应该不是影响机车轮缘偏磨的主要原因。

2.2 机车运用线路的原因

当机车通过曲线线路时，曲线线路内外的高度差、曲率半径以及轨距的偏差均会不同程度的造成机车轮缘的磨耗，具体影响表现在以下几个方面：

2.2.1 曲线线路内外的高度差的影响，当曲线外轨超高度不适当时，机车通过曲线时将导致上下股钢轨的荷载不平衡，从而使机车重心向曲线内外侧倾倒，车轮轮缘与钢轨之间产生巨大的作用力，造成轮缘非正常磨耗。

2.2.2 曲率半径的影响，当机车进入曲线时，轮对在惯性力的作用下自动向外轨偏移，同一轮对的一个车轮以较大的直径在外轨滚动，另一个车轮以较小的直径在内轨滚动，实现自动有选择的通过曲线的滚动圆直径。外侧车轮将与轨道产生较大的作用力，造成轮缘磨耗。

2.2.3 轨距影响，直线或曲线线路的铁道轨距不允许轮对的横向移动量超过机车运行必须的限度，轮对轮缘的外侧将与轨道侧面产生较大的作用力，导致轮缘磨损。

因为我段机车运用于大秦铁路，主要进行重载运输，机车运用环境对机车产生的影响较大，当机车整体的状态出现些微偏差时，在较为恶劣的运行环境中就会被放大体现出来，所以线路原因会影响车轮轮缘偏磨，但不会是主要的原因。

2.3 轮对组装技术参数

在曲线区段工作时，由于同一轮对的两个车轮踏面直径的差异，致使轮对中心线相对钢轨中心线出现偏差，导致机车重心偏移，造成轮轨接触面积减少，导致轮缘对钢轨单位压力增大，造成轮缘磨耗增大。同一轮对两车轮的直径差对轮缘磨耗的影响较大，而对踏面的影响较小，同一轮对两车轮的直径差必须控制在规定的尺寸范围内。

HXD10152机车经过2年检（2011年7月7日）车轮进行了更新，车轮滚动圆直径、轮对内测距及车轴各部尺寸均在设计要求的范围内，滚动圆直径不是造成轮缘偏磨的主要因素。

2.4 转向架及机车组装技术参数的原因

转向架组装对轮缘磨耗的影响因素一是一系弹簧工作高度出现偏差，一系弹簧高度偏差包括弹簧刚度和弹簧垫高度的偏差，一系弹簧高度偏差将导致轮重不均，轮对在机车运用过程中受力不均致使轮缘偏磨。二是一系悬挂橡胶件老化，包括一系弹簧橡胶件和轴箱拉杆橡胶件，一系悬挂橡胶件老化主要影响车轮的均衡受力，致使车轮与钢轨受力不均衡导致轮缘偏磨。

在进行转向架组装时，一二系悬挂装置弹簧的工作高、弹簧橡胶垫的强度、及轴箱拉杆橡胶关节和牵引杆橡胶关节的强度均会对机车运行时的轮缘偏磨情况产生影响。对机车进行检查后并未发现机车转向架部分的橡胶关节及橡胶件有严重的变形及老化现象，弹簧的试验工作高度均在二年检检修要求之内，现场测量弹簧的自由高度，自由高度变化量很小，均在可接受的范围之内，故弹簧及橡胶关节、橡胶件的状态也不是影响机车偏磨的主要因素。

通过经过以上几点的分析，机车运用时的轮缘偏磨应该是由于转向架及机车组装时的各个尺寸配合偏差积累后对轮对轮缘产生的影响，机车运用的线路情况也对轮缘偏磨的产生存在了一定的影响。（见图1）

3 措施

3.1 在组装转向架时，对A节3、4位轮对左侧轴箱上的弹簧调整垫进行调整，在原有基础上增加1mm厚度的调整垫，调整后A节3、4位轴箱上的4组弹簧调整垫厚度（包括上调整垫及下调整垫）均为9mm。

3.2 在组装转向架时，对B节1、2位轮对右侧轴箱上的弹簧调整垫进行调整，在原有基础上增加1mm厚度的调整垫，调整后1位轴箱上的2组弹簧调整垫厚度（包括上调整垫及下调整垫）均为5mm，2位轴箱上的2组弹簧调整垫厚度（包括上调整垫及下调整垫）均为11mm。

3.3 在对弹簧垫进行调整后镟轮处理。

对弹簧自由高、加垫量及机车组装后相应尺寸测量数据如表4：（单位：mm）

4 结论

通过对转向架偏磨轮对相对应弹簧垫厚度进行针对性调整后，进一步提高了机车的整体状态，消除了走行部各部件组装产生的偏差，提升了机车质量，保证了重载安全，为大秦线列车正常运营提供了保障。

参考文献

[1] 王建海.机车轮缘偏磨原因分析与改进措施.机车电传动.2004，（5）.

[2] 光.HXD2型电力机车[M].北京：中国铁道出版社.2009.