地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因分析

乔青峰

(中国南车集团 青岛四方机车车辆股份有限公司 技术中心,山东青岛266111)

目前,对于运营速度低于80 km/h的地铁车辆,基础制动方式大都采用踏面制动。由于地铁线路站间距短、车站多、制动频繁,单纯空气制动无法满足制动热负荷要求,所以一般城轨车辆均采用空气制动+电制动,正常工况下,优先使用电制动,电制动力不足时,用空气制动补充,以满足制动能力的需要。由于合成闸瓦的散热性较差,因此制动产生的热负荷超过90%以上被车轮吸收,同时由于车轮不仅承担支撑车辆的质量、运行导向、传递牵引力、制动力等交叉工作,从而使得车轮承受过多的热负荷,当车轮承受的热负荷超过自身承受极限时,车轮踏面出现剥离、热裂纹、异常磨耗等热损伤。另外,部分地铁车辆司机的误操作(频繁使用快速制动),使得制动过程中补充过多的空气制动,制动过程中产生的巨大热负荷,在车轮踏面产生很大的温度梯度,导致产生过大的热应力,最终导致热裂纹、产生异常磨耗。

轮轨异常磨耗长期以来一直是铁路工业难以解决的难题之一,着重就地铁车辆运营过程中碰到的车轮踏面异常磨耗现象,探讨其成因所在。

1 目前城轨车辆主要采用的判定标准

1.1 温度评价依据

通常情况下,由于车轮材料与闸瓦材料热力学性能的差异,车轮踏面材料抵抗高温的能力比闸瓦强,合成闸瓦在温度超过350～400℃时,产生化学反应,伴随着燃烧、烟雾的产生,摩擦副的摩擦性能发生质变,合成闸瓦的磨耗加剧,同时合成闸瓦化学反应产生的衍生物,会加剧车轮的热损伤[1]。……