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关于CRH6A型动车组车轮轮缘异常磨耗分析及应对措施.pdf
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1、第1期2 0 2 4年1月N o.1J a n.2 0 2 4研究开发文章编号:2 0 9 7-0 3 6 6(2 0 2 4)0 1-0 0 1 5-0 5 关于C R H 6 A型动车组车轮轮缘异常磨耗分析及应对措施吴昌荣(中国铁路郑州局集团有限公司车辆部,河南 郑州 4 5 0 0 5 2)摘 要:鉴于我国铁路建设和运营的快速发展,城际铁路也逐渐成为其重要组成部分,城际铁路和动车组的投入运营逐步增加。本文主要针对C RH 6 A型城际动车组在日常检修运用中出现车轮轮缘单侧磨耗加快,造成轮缘限度超限,轮对镟修里程缩短,使用寿命缩短。为解决C RH 6 A型动车组车轮轮缘单侧异常磨耗问题,组
2、织车辆、工务相关人员对城际动车组运行线路和动车组进行调查研究,分析动车组轮对轮缘磨耗规律,调查城际线路数据状况,查找城际动车组车轮轮缘异常磨耗原因,提出解决方案措施,提高动车组车轮的使用寿命。关键词:城际动车组;车轮;轮缘磨耗;规律;寿命中图分类号:U 2 6 0.3 3 1+.1 文献标志码:B d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.2 0 9 7-0 3 6 6.2 0 2 4.0 1.0 0 4A n a l y s i s a n d C o u n t e r m e a s u r e s o f A b n o r m a l W h e e l F l a n
3、 g e W e a r o f C R H 6 A EMU sWU C h a n g r o n g(C h i n a R a i l w a y Z h e n g z h o u G r o u p C o.,L t d.Z h e n g z h o u 4 5 0 0 5 2,C h i n a)A b s t r a c t:W i t h t h e r a p i d d e v e l o p m e n t o f r a i l w a y c o n s t r u c t i o n a n d o p e r a t i o n i n C h i n a,i
4、n t e r c i t y r a i l w a y s h a v e g r a d u a l l y b e c o m e a n i m p o r t a n t p a r t,a n d i n t e r c i t y r a i l w a y s a n d EMU s h a v e b e e n p u t i n t o o p e r a t i o n i n c r e a s i n g l y.T h i s a r t i c l e m a i n l y f o c u s e s o n t h e a c c e l e r a t
5、e d u n i l a t e r a l w h e e l f l a n g e w e a r o f C RH 6 A i n t e r c i t y EMU d u r i n g d a i l y m a i n t e n a n c e a n d o p e r a t i o n,l e a d i n g t o t h e e x c e e d i n g o f t h e f l a n g e l i m i t,r e d u c t i o n o f w h e e l s e t t u r n i n g m i l e a g e,a n
6、 d s h o r t e n e d s e r v i c e l i f e.I n o r d e r t o s o l v e t h e p r o b l e m o f a b n o r m a l w e a r o f t h e w h e e l f l a n g e s o f C RH 6 A EMU,a s t u d y w a s o r g a n i z e d f o r t h e o p e r a t i o n r o u t e s o f i n t e r c i t y EMU s a n d t h e EMU s b y v
7、e h i c l e a n d e n g i n e e r i n g r e l a t e d p e r s o n n e l,a n a l y z i n g t h e w e a r p a t t e r n s o f w h e e l s e t f l a n g e s o f EMU s,i n v e s t i g a t i n g t h e d a t a s t a t u s o f i n t e r c i t y r o u t e s,i d e n t i f y i n g t h e c a u s e s o f a b n
8、o r m a l w h e e l f l a n g e w e a r o f i n t e r c i t y EMU s,p r o p o s i n g s o l u t i o n s a n d m e a s u r e s,a n d i m p r o v i n g t h e s e r v i c e l i f e o f EMU w h e e l s.K e y w o r d s:i n t e r c i t y EMU;w h e e l s;f l a n g e w e a r;p a t t e r n s;s e r v i c e l
9、i f e收稿日期:2 0 2 3-0 8-1 5第一作者:吴昌荣(1 9 8 0),男,高级工程师。车轮轮缘磨耗较快在城际动车组及地铁车辆运用过程中为常见的问题。因某个轮饼轮缘厚度到限需要镟修时,每增加1 mm轮缘厚度,根据镟修前轮缘磨耗的程度不同,轮径需下降4.57.5 mm左右,因此要求同车厢轮径差不能大于4 mm,同轴不能大于2 mm1。轮缘镟修会引起其他正常轮饼的轮径值增加,因此分析轮缘磨耗原因并采取措施,可节约大量检修成本。1 轮缘磨耗原理动车组正常运行时,车轮与轨道之间的接触形式主要有一点接触和两点接触2种情况。轮对相对钢轨的横向位移不大时,一般是车轮踏面与钢轨顶面相接触,为一点
10、接触。当轮对相对钢轨的横移和摇头角较大时,就可能会引起车轮踏面和钢轨顶面、轮缘和钢轨侧面同时相接触的状态,即为两点接触。在线路及车轮状态正常时,一点接触为常态;当线路及车轮状态在运用过程中逐渐恶化时,会出现两点接触,轮轨间会产生相对滑动,加速轮缘磨耗。同时在动车组通过小半径曲线线路时,由于轮对横移,高轨侧车轮轮缘与外轨贴靠,在高轨侧也会产生两点接触现象,曲线半径越小,轮对横移量越大,轮轨作用力急剧增加,高轨侧轮缘磨耗速率越快,见图1。第6 1卷第1期2 0 2 4年1月图1 曲线半径与轮轨作用力关系2 案例分析2 0 1 8年2月,8列C RH 6 A型城际动车组运行至今,总体运行情况良好。2
11、 0 1 9年1 1月份车辆基本运行5 8万k m,开始出现轮缘磨耗加快情况及偏磨情况。2 0 2 0年车辆整体上线率不高,轮缘磨耗速率较低,2 0 2 1年动车组恢复上线之后,再次出现轮缘磨耗加快及偏磨情况。为有效降低C RH 6 A型动车组在线运用轮缘磨耗率,2 0 2 1年1 2月 2 0 2 2年1月,结合首轮三级修开展了LM型踏面调整和湿式轮缘润滑装置加装改造。同时针对不同踏面型式车轮磨耗开展现车运用跟踪。跟踪 期 间,自2 0 2 2年6月 以 来,6列LM型 踏 面C RH 6 A型 动 车 组 陆 续 出 现 轮 缘 厚 度 超 运 用 上 限3 2 mm现象,累计3 2 3个
12、车轮,占比8 4%。基于跟踪期间踏面检测数据,结合车辆运营交路统计,分析并对比了不同踏面型式及轮缘润滑装置加装条件下车轮轮缘和踏面磨耗规律。2.1 运营交路河南城际包含郑焦(7 8 k m)、郑机(4 7 k m)和郑开线(5 0 k m)3条线路,线路曲线较多,且小于R2 0 0 0 m曲线占比高。另外,郑开线“郑州东站-文苑南路线路所”区间存在2条R5 0 0 m以下小半径曲线,郑州-莆田西区间存在3条R5 0 0 m以下小半径曲线2,见图2。组织对郑焦、郑机、郑开线及南联、进行调查,调查结果如下:(1)郑机线、郑焦线的曲线半径最小为R1 3 0 0 m,调研未发现明显的曲线外轨轨距角磨耗
13、,动车组在该2条线路运行时未出现轮缘接触现象。(2)郑开线共存在3条半径小于1 0 0 0 m的曲线,对3条小曲线调研显示:郑开线小曲线存在明显的轨距角磨耗,其中R5 0 0 m、R4 5 0 m、R8 0 0 m曲线的轨距磨耗(W 2)深度最大值分别为0.9 3 1 mm、0.7 3 1 mm、0.3 3 0 mm。图2 线路示意图(3)南联线为混跑线路,小曲线轨距角磨耗相比郑开线严重,其中南联圆曲线外轨磨耗量最大值可达9.5 mm;南联外轨磨耗量可达5.8 mm。(4)郑开线与南联线都存在曲线方向单一的问题(即曲线偏一个方向)。郑开线3段小曲线多为右曲线,右曲线长度占总曲线长度的6 1.6
14、%;南联线多为左曲线,左曲线长度占总曲线长度的6 7%。小曲线方向单一容易引起同一轮对左右轮轮缘磨耗速率不均的问题。(5)郑开线与南联线还存在钢轨表面鱼鳞纹、钢轨表面脱皮(剥离)的现象。南联线钢轨表面疲劳现象相对于郑开线严重。通过调研,该区间出现的轨距角磨耗及鱼鳞纹问题都发生在外轨一侧,说明车组通过曲线时,轮缘与外轨侧相互磨耗。且曲线半径小于等于5 0 0 m的小曲线(上行及下行)都为右曲线,说明动车组长期固定顺向运行容易引起轮对左右侧轮缘磨耗不均的问题3-4。2.2 轮轨匹配分析2.2.1 LMA踏面根据标准踏面和实测踏面与6 0轨的轮轨接触关系可知(图3和图4),即使轮对横移量为1 2 m
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