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【摘 要】随着铁路运输事业的发展，机车牵引吨位的提高，轮对磨耗速率日益为人们所关注，尤其是轮对偏磨现象会导致机车频繁地退箍、旋轮，浪费了大量的人力、物力，严重影响机车的正常运用，更是为机务工作部门所重视。人们采用多种方法进行改善轮对的工作条件，降低磨损量，保证机车走行公里数的稳定。本文就造成轮对轮缘偏磨的主要原因进行了分析，并提出了一些改善措施。
【关键词】机车轮缘；偏磨；原因；改善措施
1.问题的提出
机车轮对不仅承受着巨大的静载荷和动载荷，还刚性承受钢轨接头、道岔等垂直和水平方向的作用力，其受力大且复杂，工作条件恶劣。
目前，电力机车原形轮轮缘厚度为33或34mm ，而磨耗到限的轮缘厚度值为23mm。如果轮缘厚度值低于23mm，可能将导致机车脱线等重大行车事故。在正常状况下，机车轮缘从原形到磨耗到限有较长时间。
我段配属机车大都运行在石太线，石太线线路弯道、坡道多，曲线半径小。机车轮缘本身磨耗就大，再加上部分机车存在偏磨现象，导致镟轮及换箍任务量非常大。其中我段配属机车中，SS4机车数量最多，偏磨率较高，因其是货运机车，承载必然大，一旦发生轮缘偏磨现象，偏磨速度非常大，所以其轮缘偏磨问题尤为突出。下表为我段部分SS4机车的偏磨情况调查表：
2.原因分析与改进措施
造成輪对轮缘偏磨的原因分为外部因素和内部因素两种，相对于产生轮缘偏磨的各种内部因素来说，外部因素相当重要。只有机车结构方面的因素与线路状况因素及载重大的因素相结合，才使轮缘偏磨问题显得尤为突出，也就是说只有二者相结合后才会产生极大的危害。通过观察运行在京广线的中修机车轮缘厚度可以证实这一点，这些机车在一个中修期内没有进行过一次镟轮处理。
下面就造成轮对轮缘偏磨的主要原因进行分析，并提出一些建议与改善措施。
2.1轴重不均的影响
机车行驶过程中机车轮箍往往由于踏面的斜度等原因，使钢轨作用于踏面的法向反力也不相等，从而导致轮对两侧承受的载荷不等，具体受力分析情况如图 1 所示。
其中，ON1 与ON2 的数值并不相等，其原因在于轮对工作踏面斜度的差异，引起的机车轮毂两侧载荷 OP1 和 OP2不等的结果。利用进一步受力分析，可知该轮对的水平分力存在OH1与OH2不等。若 OP1大于OP2，必然导致OH1大于OH2，存在△（△=OH1-OH2）力的作用，从而使轮对向载荷较重的一侧横移，该侧轮缘贴靠钢轨，导致轮缘偏磨现象的产生。
解决办法就是尽量使机车轮箍踏面斜度保持一致，避免轴重分布不均的影响，以减少偏磨的产生。
2.2线路状况原因
在产生轮缘偏磨的外部因素中，线路状况原因是一个最重要的原因，也是一个最主要的原因。
当机车运行在弯道、坡度多的线路时，发生偏磨的概率较大。弯道、坡度、速度、轮对在机车中的位置、机车结构等因素综合在一起，产生了复杂的偏磨现象。
机车在过弯道时，前进方向第一轮的外轮总是靠紧外轨的，当机车速度低时，后轮对的内轮一般是贴靠内轨的，当机车速度高时，就变成后轮对的外轮贴靠钢轨了。当机车运行在坡道或在某种条件下，造成机车在上、下行时经过线路上某区间速度相差较大，则必然造成有些轮对某侧轮缘在上下行时都贴靠钢轨，这就造成该轮对被偏磨。
通过上面分析知，由该原因造成的偏磨有一定规律，如果某一轮对某侧轮缘因此原因而被偏磨，则在其它转向架上相同位置上的轮对轮缘也必然存在偏磨现象。解决这个问题并不难，只要将机车掉一下头就可以了，实际上，由于机车运行时在经由某区间时，机车就进行了掉头，例如我段机车运行到石家庄工业站后就完成一次掉头。机车掉头后，由于该原因造成的偏磨就会移到同一转向架上其它轮对，一段时间后因此而产生的偏磨现象就不太明显了。
2.3左右轮径不同
同轴的左右两个轮在一定的距离内转数相同，当同轴的左右两个轮轮径不同时，必然利用踏面斜度来调整同径，直径较小的一侧轮缘靠近钢轨，导致直径小的一侧轮缘偏磨。如同轴的左右两个轮径差1mm，则在1：20的踏面上就横向移动5mm。针对这种情况，必须尽可能保证同轴左右轮径一致。而我们机务段目前在日常轮对检查中，受测量空间及测量仪器限制，一般是通过测量轮箍厚度来计算出轮对滚动圆直径，计算公式为：轮对滚动圆直径=轮辋直径+2×轮箍厚度，其中，轮辋直径为一个在一定限度范围内的不定值， 例如，韶山4型机车段修规程规定，轮辋外径原形为：1070±1mm，而中修限度为≮1065mm，而在计算轮对滚动圆直径过程中，轮辋直径取值1070mm，通过这种方法计算出的轮对滚动圆直径与实际值有一定差距。在中修加工过程中，我们曾发现有一轮对左右轮辋外径相差4mm。所以我们检修人员在镟轮时，不能严格保证同轴左右两轮同径。所以，我建议采用激光测厚仪来代替机务段目前采用的轮箍厚度尺，这样就可以直接测量轮对直径，尽可能保证同轴左右轮径一致。
另外，如没有能力消除其他原因造成的轮缘偏磨，我们可以通过适当减少轮缘被偏磨轮对对侧的轮对直径来减缓或（下转第169页）（上接第115页）消除偏磨。
2.4润滑条件不同
目前中国铁路普遍采用的轮轨润滑方式为喷脂式润滑，如果同一轮对左右两侧有一边轮缘喷脂器工作不正常，则不出脂的一侧磨耗速度必然大，造成一定程度的偏磨。
通过保持良好的轮轨润滑在减缓轮缘磨耗速度的同时，也会降低轮缘偏磨程度和速度。这种方法在减小机车轮对镟轮任务量方面效果比较明显。最普遍的一种轮轨润滑方式为轮缘喷脂器，但存在着喷嘴易堵塞的弊病。目前有很多机车采用新型固体轮轨润滑装置，该装置就不存在不出润滑油脂的问题，但是处于控制成本的角度，还有待于进一步的论证。
3.结束语
本文给出了机车轮对轮缘偏磨的常见原因，同时本文针对产生轮对轮缘偏磨原因提供了一些防止及消除轮缘偏磨的措施。另外，必须注意的是产生偏磨的因素往往是综合在一起起作用，这种现象又时有发生，如果处理不当，就会给机务部门造成很大麻烦。某轮对轮缘被偏磨后，必须认真分析其产生原因，然后制定相应处理措施，减缓或根除机车轮缘偏磨现象。 [科]
【参考文献】
[1]杨谱等.机车车轮.北京：北京铁路局机务处机车车轮技术培训教材，1987.
[2]潘朝辉.SS7型电力机车轮缘偏磨原因分析及改进措施.
[3]铁道机车车辆，2005（4）：43-44.
【关键词】机车轮缘；偏磨；原因；改善措施
1.问题的提出
机车轮对不仅承受着巨大的静载荷和动载荷，还刚性承受钢轨接头、道岔等垂直和水平方向的作用力，其受力大且复杂，工作条件恶劣。
目前，电力机车原形轮轮缘厚度为33或34mm ，而磨耗到限的轮缘厚度值为23mm。如果轮缘厚度值低于23mm，可能将导致机车脱线等重大行车事故。在正常状况下，机车轮缘从原形到磨耗到限有较长时间。
我段配属机车大都运行在石太线，石太线线路弯道、坡道多，曲线半径小。机车轮缘本身磨耗就大，再加上部分机车存在偏磨现象，导致镟轮及换箍任务量非常大。其中我段配属机车中，SS4机车数量最多，偏磨率较高，因其是货运机车，承载必然大，一旦发生轮缘偏磨现象，偏磨速度非常大，所以其轮缘偏磨问题尤为突出。下表为我段部分SS4机车的偏磨情况调查表：
2.原因分析与改进措施
造成輪对轮缘偏磨的原因分为外部因素和内部因素两种，相对于产生轮缘偏磨的各种内部因素来说，外部因素相当重要。只有机车结构方面的因素与线路状况因素及载重大的因素相结合，才使轮缘偏磨问题显得尤为突出，也就是说只有二者相结合后才会产生极大的危害。通过观察运行在京广线的中修机车轮缘厚度可以证实这一点，这些机车在一个中修期内没有进行过一次镟轮处理。
下面就造成轮对轮缘偏磨的主要原因进行分析，并提出一些建议与改善措施。
2.1轴重不均的影响
机车行驶过程中机车轮箍往往由于踏面的斜度等原因，使钢轨作用于踏面的法向反力也不相等，从而导致轮对两侧承受的载荷不等，具体受力分析情况如图 1 所示。
其中，ON1 与ON2 的数值并不相等，其原因在于轮对工作踏面斜度的差异，引起的机车轮毂两侧载荷 OP1 和 OP2不等的结果。利用进一步受力分析，可知该轮对的水平分力存在OH1与OH2不等。若 OP1大于OP2，必然导致OH1大于OH2，存在△（△=OH1-OH2）力的作用，从而使轮对向载荷较重的一侧横移，该侧轮缘贴靠钢轨，导致轮缘偏磨现象的产生。
解决办法就是尽量使机车轮箍踏面斜度保持一致，避免轴重分布不均的影响，以减少偏磨的产生。
2.2线路状况原因
在产生轮缘偏磨的外部因素中，线路状况原因是一个最重要的原因，也是一个最主要的原因。
当机车运行在弯道、坡度多的线路时，发生偏磨的概率较大。弯道、坡度、速度、轮对在机车中的位置、机车结构等因素综合在一起，产生了复杂的偏磨现象。
机车在过弯道时，前进方向第一轮的外轮总是靠紧外轨的，当机车速度低时，后轮对的内轮一般是贴靠内轨的，当机车速度高时，就变成后轮对的外轮贴靠钢轨了。当机车运行在坡道或在某种条件下，造成机车在上、下行时经过线路上某区间速度相差较大，则必然造成有些轮对某侧轮缘在上下行时都贴靠钢轨，这就造成该轮对被偏磨。
通过上面分析知，由该原因造成的偏磨有一定规律，如果某一轮对某侧轮缘因此原因而被偏磨，则在其它转向架上相同位置上的轮对轮缘也必然存在偏磨现象。解决这个问题并不难，只要将机车掉一下头就可以了，实际上，由于机车运行时在经由某区间时，机车就进行了掉头，例如我段机车运行到石家庄工业站后就完成一次掉头。机车掉头后，由于该原因造成的偏磨就会移到同一转向架上其它轮对，一段时间后因此而产生的偏磨现象就不太明显了。
2.3左右轮径不同
同轴的左右两个轮在一定的距离内转数相同，当同轴的左右两个轮轮径不同时，必然利用踏面斜度来调整同径，直径较小的一侧轮缘靠近钢轨，导致直径小的一侧轮缘偏磨。如同轴的左右两个轮径差1mm，则在1：20的踏面上就横向移动5mm。针对这种情况，必须尽可能保证同轴左右轮径一致。而我们机务段目前在日常轮对检查中，受测量空间及测量仪器限制，一般是通过测量轮箍厚度来计算出轮对滚动圆直径，计算公式为：轮对滚动圆直径=轮辋直径+2×轮箍厚度，其中，轮辋直径为一个在一定限度范围内的不定值， 例如，韶山4型机车段修规程规定，轮辋外径原形为：1070±1mm，而中修限度为≮1065mm，而在计算轮对滚动圆直径过程中，轮辋直径取值1070mm，通过这种方法计算出的轮对滚动圆直径与实际值有一定差距。在中修加工过程中，我们曾发现有一轮对左右轮辋外径相差4mm。所以我们检修人员在镟轮时，不能严格保证同轴左右两轮同径。所以，我建议采用激光测厚仪来代替机务段目前采用的轮箍厚度尺，这样就可以直接测量轮对直径，尽可能保证同轴左右轮径一致。
另外，如没有能力消除其他原因造成的轮缘偏磨，我们可以通过适当减少轮缘被偏磨轮对对侧的轮对直径来减缓或（下转第169页）（上接第115页）消除偏磨。
2.4润滑条件不同
目前中国铁路普遍采用的轮轨润滑方式为喷脂式润滑，如果同一轮对左右两侧有一边轮缘喷脂器工作不正常，则不出脂的一侧磨耗速度必然大，造成一定程度的偏磨。
通过保持良好的轮轨润滑在减缓轮缘磨耗速度的同时，也会降低轮缘偏磨程度和速度。这种方法在减小机车轮对镟轮任务量方面效果比较明显。最普遍的一种轮轨润滑方式为轮缘喷脂器，但存在着喷嘴易堵塞的弊病。目前有很多机车采用新型固体轮轨润滑装置，该装置就不存在不出润滑油脂的问题，但是处于控制成本的角度，还有待于进一步的论证。
3.结束语
本文给出了机车轮对轮缘偏磨的常见原因，同时本文针对产生轮对轮缘偏磨原因提供了一些防止及消除轮缘偏磨的措施。另外，必须注意的是产生偏磨的因素往往是综合在一起起作用，这种现象又时有发生，如果处理不当，就会给机务部门造成很大麻烦。某轮对轮缘被偏磨后，必须认真分析其产生原因，然后制定相应处理措施，减缓或根除机车轮缘偏磨现象。 [科]
【参考文献】
[1]杨谱等.机车车轮.北京：北京铁路局机务处机车车轮技术培训教材，1987.
[2]潘朝辉.SS7型电力机车轮缘偏磨原因分析及改进措施.
[3]铁道机车车辆，2005（4）：43-44.