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1、问题讨论铁道车辆第45卷第6期2007年6月文章编号:100227602(2007)0620032203上海地铁4号线车轮轮缘异常磨耗原因分析及解决措施王生华(上海地铁运营有限公司车辆分公司,上海200233)摘要:介绍了上海地铁4号线车轮的材料、机械性能、轮缘异常磨耗等情况,研究了轮轨系统不稳定、环行线路、车轮及轨道硬度匹配以及一系定位刚度等对车轮异常磨耗的影响,并提出了提高车轮硬度、列车定期换端运营以及安装轮缘润滑装置等解决措施。关键词:地铁车辆;车轮;轮缘磨耗;故障分析+中图分类号:U270.331.1文献标识码:B上海地铁4号线是一条全长3317
2、7km的环行直径为840mm的新轮经过2次旋轮,轮缘再次磨耗线,由上海地铁明珠线二期22km线路(17座地下站超标即报废。台)和3号线11177km共线段(1座地面站台、8座高2车轮异常磨耗调查架站台)组成。2005年12月31日,上海地铁4号线通车。列车投入运营不久,即出现了严重的车轮轮缘上海地铁4号线车轮材料为ER7。其中,前8列异常磨耗现象,国产车轮尤其突出。列车采用的是进口车轮,后续列车采用的是国产车轮。针对日益严重的车轮异常磨耗现象,笔者对4号线车1轮缘磨耗情况轮的化学成分、机械性能、轨道条件等进行了调查研上海地铁4号线开通不到1个月,即出现了
3、多个究。车轮轮缘严重磨耗的现象。其中,环线外侧方向的国2.1车轮化学成分产车轮轮缘磨耗尤为严重,最大轮缘磨耗量达到了对进口车轮和国产车轮材料进行了取样分析,化8194mm/万km。为此,对3号线、4号线列车进行了学成分见表1。对照EN13262∶2004《铁路应用轮对跟踪调查,发现3号线轮缘磨耗量约为01211mm/万和转向架车轮产品要求》可以看出,进口车轮和国产km;4号线进口车轮平均磨耗量为1113mm/万km,车轮材料分别符合ER9和ER7的标准。国产车轮平均磨耗量为3152mm/万km。与部分共线运营的3号线车轮相比,4号表1车轮化学成分分析%线
4、车轮轮缘异常磨耗非常严重。CSiMnPSCrNiMoCuV车轮轮缘磨耗超标后,需要进口车轮0.5740.3000.7210.0100.0070.2040.1330.0460.063<0.0003对车轮旋轮。根据旋轮经验,车国产车轮0.5010.2520.7060.0140.0050.2520.0400.0070.0470.019轮每恢复1mm轮缘厚度,踏面直径将减小415mm。为了把轮缘厚度从26mm恢复2.2机械性能到32mm,1次旋轮后车轮直径将减小约27mm。一个2.2.1轮辋硬度按照EN13262∶2004分别对进口车轮和国产车轮收稿日期:200
5、6212208进行了硬度测试,测试结果见图1。从图1可以看出,作者简介:王生华(19692),男,工程师。[R].2005.参考文献:[3]西南交通大学.30t轴重铸钢转向架动力学计算报告[R].2005.[4]西南交通大学.30t轴重铸钢转向架强度计算报告[R].2005.[1]严隽耄,成建民.车辆工程[M].北京:中国铁道出版社,1999.(编辑:郭晖)[2]西南交通大学.30t轴重铸钢转向架摇枕、侧架强度试验报告·32·上海地铁4号线车轮轮缘异常磨耗原因分析及解决措施王生华进口车轮的硬度(HB)为272～283(轮辋下35mm处),2.3车轮踏面形
6、状及轮对内侧距国产车轮的硬度(HB)为246～255(轮辋下35mm处)。车轮踏面为引进的DIN踏面外形,轮对内侧距为虽然2种车轮的硬度都符合EN13262∶2004,但靠近轮01356-2mm。缘处的硬度低于踏面处的硬度(HB)约20～30。2.4轨道情况上海地铁4号线铺设国产60kg/m钢轨(未进行淬火处理),线路最小曲线半径为300m,轨道材料(包括4号线共线段)为PD3,硬度(HB)为300±20,轨距为1435mm,执行的轨道维护、检修标准与其他线路相同。经过实地检查,发现直线段钢轨侧面粗糙,磨损仅限于轨顶部分,曲线段钢轨内侧面磨损明显。与其他
7、线路轨道情况相比,4号线轨道磨损正常。3轮缘异常磨耗原因车轮磨耗包括踏面磨耗和轮缘磨耗,磨耗原因主要取决于轮轨匹配及线路和车辆的匹配关系。3.1轮轨系统不稳定列车投入运用前非共线段的钢轨没有进行磨轨,新轨内表面粗糙。新车车轮在新旧轨道上运营,磨耗量一般比经过磨合的轮轨要大。所以,新轮、新轨系统不够稳定是造成车轮轮缘磨耗严重的原因之一。3.2环行线路4号线是上海目前唯一的一条环行线路,并由高架、地面、地下线路组成。该线路多穿行于老城区,为了躲避建筑物,设置了许多小半径的曲线。列车在环线上运行时,由于离心力的作用,外侧车轮轮缘受到的横向力远大于内侧车轮轮缘,
8、特别是经过小曲线时,横向轮轨磨耗尤为突出。因此,外侧车轮轮缘磨耗更为严重,这一点
