优化轮轨关系是消除晃车的终结方案

轮轨关系” (wheel-rail relation,wheel-rail in-teraction)2009年,我有幸参加了西南交大举办的部青年铁路技术骨干培训班。在金教授的精彩授课中,我初次接触到“轮轨关系”这一概念,并开始认识到它对列车晃车的影响。当时并未深刻理解这一重要课题,但此后开始潜心钻研,逐渐积累了相关知识和经验。

从轮轨关系入手研究晃车,消灭惯性晃车点,是工务员工在永久消除惯性晃车点的终结方案。我在前面的文章中讲过一句话,如果能避免轮缘和钢轨的“亲吻”,那么我们就能消除晃车。这句话,需要用心来体会。

优化轮轨关系是消除晃车的终结方案
图1 轮轨关系图

在线路病害的整治与调查中,既注重动态的检查数据又突出对静态标准的优化。在分析晃车中,既从线路自身找原因,又结合车辆的特点突出线路对车辆的适应。通过动、静结合,清晰地找到晃车点及晃车背后的主因。

优化轮轨关系是消除晃车的终结方案
图2 轨轮踏面图

1 不同车型不同轮对及踏面的影响

分析过程中要考虑不同车型不同轮对及踏面,优化轨道几何尺寸和状态。譬如高铁道岔直尖轨处轨距的加宽,就是这个原理在实际中的应用。

标准踏面列车平稳,而车轮踏面磨耗超限,会引起短波偏差,形成晃车,抖车。这一观点主要反映在不同的车同一时期,同样环境下通过一段线路,而车载明显差异的情况。

标准的车轮踏面,是最佳轮轨关系的接触面。当上线运营累计到一定程度,踏面磨耗达到超限临界值后,车辆的晃动的主因,往往因轮对而起,这一点是工务人忽略的,也是车辆人不想承认的。当然,钢轨端面的恶化,也是晃车的另一个主要原因。

 

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图5 列车行驶中的蛇形运动

利用钢轨打磨做好标准轮廓的修复工作,及时对超限车轮进行镟轮维护,针对轨道几何尺寸病害,无法变更的轨向利用反向思维改变水平的方式,来达到最终减缓列车蛇形运动的目的,从而最大限度的减少轮缘和钢轨的亲吻,以减少晃车。

2 突出对轮轨关系的考虑

现场分析中,注重对轮轨关系的检查与分析。同时结合现场整治的进度,通过每天添乘人工感觉对比,不断验证作业方法的正确性。分析中我们在轮轨关系方面重点强调了以下几个部位。

2.1 尖轨起点至变截面50mm处。重点检查直尖轨顺直状态和自尖轨作业边至曲基本轨间距110mm处有无车轮冲击曲基本轨的情况。

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图6 尖基轨过渡面
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图7 尖轨降低值不合理
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图8 图上分析

2.2 护轨状态,尤其是护轨平直段是否平直和开口是否标准。

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图10 护轨基本轨

2.3 叉心状态,重点是有害空间部位,翼轨和叉心的相对位置,以及钢轨和奥贝钢心面的相对磨耗状态。

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图12 叉心与翼轨过渡面
优化轮轨关系是消除晃车的终结方案
图13 翼轨问题

2.4 长心轨和翼轨变截面前后的变化关系

3 固定型辙叉构造面的优化

3.1 固定型辙叉有害空间对应的护轨磨耗,造成护轨与车轮轮背接触形成晃车。

3.2 固定型辙叉翼轨引起的晃车

翼轨下垫板作业造成人为翼轨抬高,改变翼轨和叉心过渡面形成冲击而晃车。叉心磨损后,不能及时调整叉心和翼轨保持二者的相对高度,造成翼轨磨耗加剧,形成对车轮横向的冲击阻力。

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图16 叉心轮轨接触面

3.3 护轨处铁垫板外闯,形成方向形成晃车。护轨螺栓扭矩不均匀,造成护轨线型变化形成晃车。

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图17 贝氏体辙叉

3.4 固定型辙叉心尖部位磨损压低引起的晃车

叉心和翼轨平面不符合要求,顺向驶入后,造成车轮突然向下的运动形成晃车。叉心和翼轨平面不符合要求,逆向驶入后,造成车轮突然向上的运动形成晃车,比顺向时晃的更厉害。

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