踏面圆周磨耗达到约6.1毫米后,车轮踏面即会形成圆柱形踏面。需要说明的是,这一数值是基于传统锥形(斜度1:20)踏面的几何特征推算出来的:正常锥形踏面在直径方向磨耗6.1毫米左右时,踏面的锥度基本被磨平,滚动面变成近似的圆柱面,从而丧失锥形踏面应有的导向作用。
当踏面进一步磨耗到9毫米以上时,由于经常处于滚动接触中的踏面圆周靠近轮缘部分,磨耗往往表现为靠近轮缘一侧凹下、外侧高起,形成凹陷状,锥形踏面的作用基本丧失。
圆柱形踏面(以及磨耗超限后的凹陷踏面)的主要危害包括以下几方面:
一是破坏踏面的导向作用。锥形踏面的设计原理是依靠左右车轮在不同滚动圆半径上的圆周速度差,使轮对在直线上自动对中、在曲线上顺利通过。踏面变成圆柱形后,这种速度差消失,轮对失去自动对中能力,不能圆滑滚动。
二是加剧轮缘与钢轨的磨耗。由于踏面失去锥度,轮对在直线上不能良好对中,轮缘容易单靠一侧钢轨;在曲线上,内外轮因踏面半径相同而发生滑行,内轮向后、外轮向前滑动,使轮缘根部与钢轨侧面的接触应力增大、磨损加剧,同时也加快钢轨和车轮的损伤。
三是引起滑行和擦伤。圆柱形踏面使两轮无法同时圆滑滚动,外轮偶尔处于滑行状态,车轮在轨面上滑行会把圆形踏面磨成平面(擦伤),擦伤后车轮不能圆滑旋转,又会进一步引发滑行,形成恶性循环。
四是增大车辆振动和冲击。踏面形状破坏后,车辆正常垂直振幅增大,运行平稳性恶化,影响乘坐舒适度,同时也加大对转向架、轴承等部件的冲击,可能造成配件损坏甚至轴承故障(燃轴等),危及运行安全。
五是改变轮轨接触状态。磨耗过限车轮由于踏面凹形磨耗,使轮轨接触应力增大且频繁变化,加剧踏面剥离、疲劳裂纹等损伤,导致车轮材料失效。
因此,为保证行车安全,规章对踏面圆周磨耗深度设有运用限度。根据现行车辆运用检修相关标准,客车、货车车轮踏面圆周磨耗深度均设有超限标准(一般按不大于某一深度控制,如客车约7~8毫米、货车相应限度等),同一轮对左右轮磨耗误差也有限制。发现踏面圆周磨耗超限的轮对,应按规定进行镟修或更换。需要强调的是,具体运用限度数值应以现行有效的《铁路货车运用维修规程》《铁路客车运用维修规程》及车辆检修技术标准为准,现场作业必须对照最新文件执行。
参考资料:
1. 《《货车车辆检车员》(沈阳铁路局吉林教材编委会编)关于踏面圆周磨耗超限危害的说明》
2. 《《车轮踏面异形磨耗浅析》相关技术文献(6.1mm形成圆柱形踏面、磨耗超限危害)》
3. 《《铁路客车运用维修规程》《铁路货车运用维修规程》中踏面圆周磨耗运用限度相关规定》
知识来源:铁道职培APP已审核知识库(EXT-BD1227E3814C)。
说明:本文仅供学习参考;涉及规章、技术参数和现场作业要求时,以现行有效文件为准。
- 最近查阅:
