GK 系列机车轮箍弛缓的原因分析及防范措系列机车轮箍弛缓的原因分析及防范措施施科技信息 0 机械与电-7-~SCIENCETECHNOLOGYINFORMATION2010年第 33 期0 前言GK 系列机车轮箍弛缓的原因分析及防范措施孟涛张道洋王波王尚典(莱芜钢铁集团有限公司运输部机车段山东莱芜 271104)轮对是内燃机车走行部的重要部件.GK 系列内燃机轮对使用带轮箍的组合式车轮,基础制动部分均为闸瓦踏面制动,制动装置使用合成闸瓦的双侧制动.轮对状态的好坏直接影响到机车和列车的运用安全.轮箍弛缓是轮对运用安全中的重大事故隐患,机车如果在运行中发生动轮弛缓甚至外窜,轻则打扰运输秩序影响机车运用,重则造成机车车辆颠覆的惨剧,后果不堪设想.自 2009 年初到现在我部 GK 型机车先后有 4 台机车单个轮对或多个轮对发生弛缓,严重影响了机车的正常运用,为此我段对弛缓原因进行了认真的分析.1 动轮发生弛缓的原因1.1 轮箍弛缓的原因有多方面,主要有以下几种:(1)轮箍本身镶装过盈量不足.在轮对组装过程中,由于轮箍与轮辋过盈量选配不当,过盈量小,运用中正常制动机车,轮箍就会弛缓.(2)轮箍材质不良,机车运用过程中由于频繁碾压造成塑性变形,轮箍周径变长使轮箍镶装过盈量降低而弛缓.(3)闸瓦材质不良或散热效果差.(4)司机操纵原因:a,机车带闸运行.在运用中,由于乘务员操纵不当,机车带闸运行,轮箍很快发热,轮箍与轮辋温差大造成轮箍弛缓.这种情况往往会出现大面积或整台机车轮箍弛缓.b,爬坡时乘务员盲目进级,机车持续空转.根据《机车操纵规程》要求,机车发生空转时.应迅速将主手柄回…0'位或退级,消除空转.但少数司机在机车发生空转时仍盲目进级,时间较长时,轮箍与钢轨高速摩擦发热,造成弛缓.C,闸瓦间隙调整不当.这种情况主要是指在机车运用中闸瓦间隙较小,闸瓦发热膨胀后抱住车轮,引起的轮箍弛缓.(5)多个轴箱拉杆内橡胶件弹性变形量大或失效,轮对纵向移动.由于牵引吨位大了以后轴箱拉杆橡胶件的弹性变量大,引起轴箱(动轮)与车底架(闸瓦托)间隙变小,使机车在缓解状态下有自然抱闸现象.特别是在上下坡时轮对纵向移动加剧,轮对踏面与闸瓦间的距离减少加剧.严重时会抱死轮箍.这种故障极具隐蔽性,在机车运行过程中很难发觉,因此潜在危险性很大.以上各种原因中前三条属于我们机车段不可控范围,另外因前三条出现轮箍弛缓的现象也极少,故我们针对运输部机车运用现状对我部现有 GK 型机车多次弛缓结合弛缓原因的(4)(5)条进行现状调查确认要因.1.2 莱芜钢铁集团有限公司地处于山区的莱芜市钢城区,由于地势崎岖不平.就造成了厂内现有铁路坡道大,弯道多,加上机车超负荷运用的现象.致使机车多次出现轮箍弛缓现象我们对现有 4 台弛缓的GK 型机车进行调查发现,所有这四台机车发生弛缓的工作区域均在大坡道和多弯道的银前和大钢区域工作.1-3 由于坡道大,致使机车在下颜庄站拉大列和下二炼拉铁水的过程中单阀一直处在制动位,加上 GK 型机车现采用的闸瓦为合成塑料闸瓦,而此闸瓦又存在易裂纹,强度比铸铁闸瓦低等缺点,尤其是散热性极差.具有关资料表明机车在抱闸运行时,此闸瓦散热量不到 5%.制动产生的热量 95%以上要通过轮箍散发出去,致使轮箍很快发热,这就给轮箍弛缓创造了条件.另外具轮箍产生原因分析可知,机车轮箍弛缓最终都是由闸瓦不正常抱住轮对而产生.1.4 我们曾现场对下二炼的一轮箍厚度在 50ram 以上的单机进行测量过,短时间内轮箍与轮芯的温差就能达到 5O℃左右.由碳钢膨胀系数可知:△=/Ot,式中△￡一轮箍与轮芯温差:s 一轮箍与轮芯配合的过盈量:Ot 一线膨胀系数.在正常配合情况下轮箍与轮芯的过盈量为0.95—1.35ram,取 s=1.25ram,=125x10 一,则 At=100oc.若忽略其他因素当温差达到 100℃时,轮箍膨胀后与轮芯的过盈量为 0.而当温差为50qc 时,此时的轮箍与轮芯过盈量 s=1.25 一×125~10x50=0.625mm,这就使轮箍,轮芯之间的过盈量减小,给轮箍弛缓创造了部分条件.1.5 我们对所有发生弛缓的机车轮箍厚度进行测量发现四台机车轮箍厚度均在 45ram 以下,由于轮箍厚度变薄,轮箍紧固力变小,加上在长大下坡时,抱闸时间较长.因摩擦发热致使轮箍,轮芯温差大于50℃,使轮箍,轮芯的过盈量更小,进一步使轮箍的紧固力减小,当轮箍的紧固力产生的摩擦力矩小于轮箍所受的综合外力矩时,就会造成轮箍弛缓.1.6 由于牵引吨位大了以后轴箱拉杆橡胶件的弹性变量大,引起轴箱(动轮)与车底架(闸瓦托)间隙变小,使机车在缓解状态下有自然抱闸现象,在上坡牵引过程中进一步增加了轮箍与轮芯的温差,另外在轮对与钢轨粘着条件破坏时,车轮发生空转,会引起轮箍离心力增大更容易造成轮箍弛缓.2 措施及建议针对现有线路无法优化的情况,建议从以下几点进行预防和改进:2.1 加强乘务员的业务学习,提高乘务员的操纵水平;在长大下坡到利用液力制动(电阻制动)来配合减速,减少闸瓦和轮箍的摩擦发热,在车轮发生空转时及时撒沙.2.2 因在长下坡过程中必须进行长时间制动,对机车增设隔离车.通过对隔离车实施制动来减少机车制动时间.减少机车闸瓦和轮箍摩擦产生的热量.2_3 加装红外线温度传感器,检测轮箍与轮芯之间的温差.可预先给定一个温差门限值,通过主机来检测温度,当温差超过门限值时,乘务人员应立即采取措施请求停车检查,防止轮箍弛缓.2.4 在闸瓦托上加装压力传感器,通过压力传感器来检测机车是否进行正常制动,防止因乘务员操作不当造成的不正常制动,另外也可检测到因多个轴箱拉杆内橡胶件弹性变形量大或失效,造成的机车在缓解状态下有自然抱闸现象.以便乘务员及时检修.2.5 为防止由于牵引吨位大了以后轴箱拉杆橡胶件的弹性变量大,引起轴箱(动轮)与车底架(闸瓦托)间隙变小,使机车在缓解状态下有自然抱闸现象,在拉大列过程中有多台机车共同协作完成工作.2.6 在大钢和银前等大坡道,多弯道的工作区域,尽量安排轮缘厚度较厚的机车在此区域工作,防止由于轮箍厚度变薄,轮箍紧固力变小而造成的轮箍弛缓.孽【参考文献】[1]徐州 TZ 检测仪运用于内燃机车轮箍弛缓故障诊断的探讨 lJ1.铁道机车车辆2003,6.[2]肖付辉.SS3 型机车轮箍弛缓的原因及防范措施_J_.电力机车与程轨车辆2(】06.1[3]扬杰.机车轮箍弛缓检测装置设计【J1l 机车电传动,2002(6).[4]DFH 及 GK 系列机车轮箍弛缓的分析及处理【J】铁道机车车辆工人,2004(7)作者简介:孟涛,就职于山东省莱芜钢铁集团有限公司运输部机车段.张道洋,就职于山东省莱芜钢铁集团有限公司运输部机车段.王波.就职于山东省莱芜钢铁集团有限公司运输部机车段王尚典,就职于山东省莱芜钢铁集团有限公司运输部机车段.[责任编辑:常鹏飞]123。