湖东车辆段柳村运用车间
摘要：通过对大秦线C80型配属车轮对磨耗运用现状数据分析，阐述了轮对磨耗后危害，对行车组织影响，从修程修制改革对车辆运行带来的行车安全风险，从车辆轮对材质、车辆自身原因、大秦线线路特点及大秦线运输的特殊性等方面进行分析，开展安全风险研判，提出轮对磨耗超限故障检查方法和湖东车辆段柳村运用车间防范轮对磨耗超限上线运行防范措施。
主题词：大秦线 C80型配属车 轮对磨耗超限 原因分析 安全风险研判 防范措施
大秦线为我国第一条开行重载煤炭运输专用铁路线，西起山西省大同市，东至美丽的渤海之滨秦皇岛，全长653公里，随着近年来经济建设发展，大秦线煤炭运输装车点已延伸至呼和局集团公司相关装车点，具有坡道长、弯道多、长交路、运行线路复杂等特点，C80（B、H、E）型车辆作为大秦线运煤专用车辆，为大秦线煤炭运输提供了运用车辆保障，但随着长时间运用车辆轮对的过限磨耗给大秦线行车带来一定的安全隐患，如果发生列车脱轨事故，将会给大秦线运输带来不可估量的运输损失。
一、轮对磨耗运用情况
大秦线运煤专用车辆C80（B、H、E）型具有载重大、运行速度快等特点，大秦线日开行单元万吨110列，车辆周转率快，从重车进港翻卸作业到空车技检至重车装重后返回，再次进行空车技检作业，只需48小时就完成一个运输往返，从而造成车辆轮对磨耗程度要高于其它车型轮对。
转向架作为车辆五大重要组成部分之一，而轮对又是转向架重要组成部件之一，车辆在钢轨上运行主要来靠轮对滚动滑行来完成，而轮对磨耗又是车辆运行品质好与坏评定标准之一。下面我结合柳村运用车间2019下半年的故障数据，对大秦线C80（B、H、E）型配属车轮对磨耗及其他故障进行统计分析对比。
湖东车辆段柳村运用车间位于大秦线最东端全国最大的煤炭排空基地—柳村南站，承担着大秦线C80型重煤敞车到达秦皇岛港翻卸后的整备始发作业及临修车辆施修作业，我对2019年度柳村运用车间下半年度对C80（B、H、E）型车辆摘车临修中车辆轮对磨耗情况进行统计分析。车间共计摘车临修故障车辆1103辆，其中因车辆轮对磨耗超限967辆，其他故障扣修车辆136辆，因轮对磨耗超限扣修车辆占摘车临修总数87.6%。站修作业场更换轮轴1864条。
按故障分类 单位：辆
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通过以上数据对比分析，可见大秦线C80型配属车轮对故障主要体现在车轮踏面圆周磨耗超限车轮轮缘厚度磨耗超限两类故障上，车轮踏面圆周磨耗超限危害，一是破坏了踏面标准外形，使踏面与钢轨经常接触部分的锥度发生变化，使轮对蛇形运动的波长减小，频率增高，影响车辆运行平稳性；二是可致轮缘高度增加，轮缘过高，对剪断钢轨螺栓，引起车辆脱轨；三是踏面磨耗严重时会使踏面外侧下垂，当通过道岔时踏面外侧会陷入基本轨和尖轨之间，把基本轨推开，造成脱轨；四是车辆踏面磨耗后车轮与钢轨的接触面积增大，车轮踏面与钢轨接触的各点与车轴中心的距离不等，使车轮与钢轨发生局部滑动摩擦，增大运行阻力。轮缘磨耗超限危害：一是轮缘磨耗超限后其根部断面减薄强度下降，易在轮缘根部产生裂纹；二是轮缘与钢轨间的游间增大，减少车轮的安全搭载量，特别是在最小半径曲线上运行时直接威胁行车安全，且加剧轮对横向运动，影响车辆运行平稳性。
通过对月份扣修轮对数量分析，柳村二场日均扣修轮对故障车轮5.4辆（不含因其他车辆故障扣修数），也就是说在柳村二场每班技检的列车中最少有6列车需要扣车进行调车作业，由于柳村二场技检作业列车多为两万吨组合列车，每扣修1辆车就必须将两万吨组合列车解体，由于大秦线运煤列车固定循环编组（注：每列车编组105辆），不允许欠轴上线运行，需进行补轴重新编挂列车作业，又由于柳村二场特殊环境，不具备车辆解体作业条件，凡是扣修车辆均将列车牵至柳村一场进行扣修车辆调车解体、摘车，欠轴补轴作业，上述作业完毕，两个单元万吨列车在运行至后营站或迁安北站进行组合两万吨列车作业，对扣修两万吨列车从列检作业完毕解体，到再次组合两万吨列车，需要4-5个小时时间，大大降低了大秦线运输效率，给完成运输生产任务造成一定影响。
按定检年限分 单位：辆
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对车辆经段修后运行轮对磨耗超限扣修车辆运行时间进行数据分析，车辆轮对磨耗超限运行时间主要集中在经定检后运行13个月至19个月之间，运行至13个月至19个月之间的扣修轮对磨耗超限车辆共计742辆车，占76.7%，从数据分析看，轮对运行磨耗超限主要集中在以上时间段，且呈上升趋势，尤其定检时间在18个月左右车辆轮对磨耗超限极为严重。
按车型分 单位：辆
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按转向架分 单位：辆
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湖东车辆段共计有C80型配属车36348辆，其中C80型浴盆车5415辆，C80B型30933辆（C80B型25364辆、C80BF型432辆、C80BH5137辆，）其中装用转K5型转向架5743辆，装用转K6型转向架30159辆，装用转K7型转向架432辆，25T轴重低动力转向架14辆，从以上数据分析看，在车型及装用转向架型号分析，车辆轮对磨耗超限与装用转向架型号及车型无关。
大秦线每半年进行一次集中修，下半年集中修安排在10月份，工务部门对钢轨实行大机打磨，在未进行钢轨打磨前，车轮踏面及轮缘与钢轨的磨耗处于圆滑状态，而在进行打磨后钢轨外形得到修复，硬度提高，由于横向力的作用从而造成车轮踏面与钢轨接触点发生位置变化，致使车辆轮对踏面及轮缘磨耗加剧。10月份车辆轮对磨耗超限车辆呈井喷式上升，当车辆运行一段时间后，车辆轮对与钢轨配合，车辆轮对磨耗超限数量逐渐转为下降。如下表：
月份扣修数 单位：辆
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修程修制改革给车辆运行带来的安全风险。
C80型车辆检修时间（厂修周期：8年、段修周期：2年），由于铁路运输改革，对铁路车辆检修周期延长，修程修制改革后，段修周期从2年延长至2.5年扣修，按走行算从40万公里延长至45万公里进行一次段修，厂修周期从8年延长至10年扣修，按走行算从160万公里延长至180万公里进行一次厂修。大秦线每两天（48小时）完成一个往返运输，按段修周期延长半年算，半年时间内每辆车多完成90次运输，通过对湖东车辆段安全大数据内预警轮对进行数据分析，同一辆车经过10个往返，车辆轮对踏面磨耗达到0.6mm，从而致使轮对磨耗超限，在接近定检时间内进行一次摘车临修，一是给大秦线运输带来一定影响，二是车辆多进行一次临修，消耗材料。
以站修作业场2019年12月份为例，12月份站修作业场共计更换轮对266条其中更换C级钢轮对58条，以铸钢车轮为例：ZL-B轮硬度踏面以下30mm≥265HBW10/3000，ZL-C轮硬度踏面以下30mm≥300 HBW10/3000，ZL-B轮辋表面277-341 HBW10/3000，ZL-C轮辋表321-363 HBW10/3000，C级钢轮对硬度远高于B级钢， 通过数据对比分析，C级钢轮对比B级钢耐磨。
二、磨耗超限原因分析
轮对磨耗除自然磨耗外，主要有以下几种原因造成轮对磨耗超限现象发生
1、材质方面
（1）挤压塑性变形，车轮滚动时，踏面与钢轨接触处受挤压和剪切，经多处反复磨耗，使表层疲劳磨耗。
（2）摩擦热的作用。制动时闸瓦与车轮间产生大量摩擦热，焊接时闸瓦离开车轮踏面后，摩擦热迅速向整个车轮传导而使踏面快速冷却，时冷时热易使表面材质发生变化而造成破坏，分析结果表明，车轮踏面的磨耗是表层不断形成厚度在0.05-0.2mm的白硬层和和白硬层不断脱落的过程。
2、车辆自身原因
（1）轮径差过大。当轮径差过大时，车体重心向小轮径一侧偏移，致使小轮径的轮缘及车轮踏面磨耗加剧。
（2）转向架两侧轴距相差过大。两侧轴距相差过大时，轴径中心对角线交点向小轴距侧偏移，即转向架承重中心向小轴距侧偏移，从而迫使小轴距一侧轮缘与钢轨靠近，使其磨耗加剧。
（3）转向架对角呈菱形。对角线呈菱形时，两周中央连线与股道中心线偏转一角度分别使短对角线两轮靠钢轨，因而短对角线的两轮轮缘磨耗加剧
3、由于大秦线线路复杂，具有坡道多、弯道多、曲线长等特性，列车在运行时用闸较多，由于轮瓦之间的相互作用力、轮轨之间摩擦，给轮对磨耗带来加速，从而造成轮对磨耗超限现象发生。
4、由于大秦线运输特殊性，车辆经各装车点装车后由湖东站统一编组运行至秦皇岛各港口经翻车机翻卸后经环线牵出，开往湖东方向，再次进行装重返回至秦皇岛各港口，列车始终是同一方向运行，由于轮轨之间的作用力与反作用力，这样就会造成同一条轮对磨耗加剧。
三、针对轮对磨耗超限故障开展安全风险研判
针对车辆轮对磨耗超限上线运行给车辆行车安全带来安全隐患问题，防范过限轮对上线运行，积极开展车辆轮对故障安全风险研判，总结经验做法，先后总结了TPDS预报故障鉴定“两面六点一模检查法”“轮对故障“二、三、六、三”工作法”在车间范围内推广。有效的减少轮对磨耗超限故障上线运行带来的安全风险。
“两面六点一摸检查法”即：“两面”是指对车轮辐板的内外侧进行重点检查，光线不足时用检车灯辅助检查，确保内外侧辐板全面检查到位;“六点”是指检查时对车轮圆周分六个部位进行测量，确保外观检查和测量部位数据全面，以便准确判断;“一摸”是指用手分别对车轮内侧、外侧的轮缘、轮辋及轮辋结合部沿圆周方向触手检查
“二、三、六、三”工作法”即：二个流程，本地首次发现轮对故障鉴定流程、安全预警预报轮对故障鉴定流程；三必鉴：班、组工长对发现轮对故障要做到“三必鉴”；现场发现轮对故障要做到“六必扣”；车间对现场检车员发现轮对故障做到“三必奖”。
四、相关建议及制定防范措施：
1、依托湖东车辆段“重载货车大数据运用管理系统”，对列检班组职工在车辆技检作业过程中发现的接近到过限轮对车辆车号全部录入系统，进行安全预警，全段对配属车轮对磨耗情况进行信息共享，由值班员负责盯控查询，并通知现场工长及检车员进行复查，实时掌握轮对磨耗情况，对过限轮对组织扣修。
2、由于柳村运用车间技检列车为105辆C80型万吨列车，列车编组大，到过限轮对预警车辆多，班组工长鉴定时间长，为每名检车员配备轮对检测样板尺，对预警轮对及作业中发现的到过限轮对进行卡测，防范发生超限轮对上线运行。
3、建议车务部门定期调整车辆运行方向，这样就能保证C80型车8条轮对均衡受力消除轮对过度磨耗现象。
4、由于C级钢硬度高于B级钢，建议C80型车辆在进行厂段修或临修时，将所有车辆轮对由B级钢轮对全部更换为C级钢轮对。
参考文献：
[1]铁路职工岗位培训教材之货车检车员 北京.中国铁道出版社. 2011.7
[2]《轮规》北京.中国铁道出版社. 2016.9
[3]《运规》北京.中国铁道出版社. 2018.12