浅谈地铁车辆车轮开展周期性镟修的必
要性
摘要：地铁车辆运行时车轮踏面将产生多种缺陷，随着运行里程增加，各缺陷将不断发展直至超限，此时车辆车轮将进行镟修修复，恢复成标准踏面。本文通过统计成都地铁公司公司线路车辆车轮各缺陷的形成与运行公里数的关系，同时结合架大修镟修要求，考虑镟修的经济性，为保证地铁车辆安全运行，探讨地铁车辆进行周期性镟修的必要性，并制定合理的镟修周期。
关键词：凸台沟槽轮径差踏面剥离周期性镟修
前言
地铁车辆运行中，由于钢轨和闸瓦对车轮的磨耗，将造成车轮踏面产生凸台沟槽、轮径差、轮缘厚度和高度超限、车轮碾边、踏面圆跳动超限、踏面剥离和踏面轮廓与标准轮廓差异较大等缺陷，车轮踏面缺陷产生后将加剧轮轨振动和噪声，严重时影响地铁车辆运行安全。目前公司车辆车轮采用的镟修标准为凸台沟槽、轮径差、轮缘厚度和高度、车轮碾边、踏面圆跳动、踏面剥离超限时采用镟修修复处理，没有固定的镟修周期，极有可能镟修后的车辆运行较短里程后进入架大修（架大修要求镟轮），既增加了镟修工作量，又缩短了车轮的使用寿命，造成车轮镟轮不经济，同时按其目前执行的镟修标准并未将车轮踏面轮廓变化与车辆运行里程的关系考虑在内。
本文就采用踏面制动的地铁车辆车轮踏面缺陷形成与运行里程的关系进行统计和分析，并结合车辆架大修的要求，对地铁车辆车轮开展周期性镟修的必要性进行探讨，制定合理的镟修周期。
一、车轮踏面凸台沟槽与运行里程的关系
成都地铁公司车辆基础制动装置采用踏面制动形式，随着运行里程增加，车
轮踏面会产生凸台沟槽。凸台的形成大多发生在踏面轮廓的尾端，后期随着闸瓦
的横向挤压，凸台将会往车轮轮辋外侧横移，最后形成碾边消失。沟槽的形成大
多发生在车轮滚动圆至轮辋外侧闸瓦与踏面接触区间。车轮踏面磨耗受闸瓦和钢
轨轨头影响，随着车辆运行里程的增加，车轮踏面磨耗明显加剧，由于车轮踏面
外侧硬度低于内侧，在闸瓦作用下导致离车轮滚动圆越远磨损越快，这样容易导
致磨耗沟槽的形成与发展。钢轨轨头在踏面上造成的磨耗一般是均匀而且弧度很大，对于踏面而言，这属于正常可接受的磨耗，而闸瓦由于各种原因在踏面上形
成的磨耗大多是磨耗或沟槽形式的磨耗，这些磨耗形式属于异常磨耗。由于踏面
与闸瓦的硬度匹配关系，闸瓦与车轮踏面接触区间的磨耗将大于轮轨间的磨耗，
即轮轨磨耗不足以将车轮和闸瓦间产生的异常磨耗磨平，从而踏面发生异常磨耗。
统计公司线路车辆车轮踏面凸台沟槽尺寸与上次镟修后运行公里的关系，可
看出在列车运行约40万公里，车轮踏面凸台沟槽尺寸会出现大于1.5mm的情况，凸台沟槽尺寸大于1mm的车轮占比9.5%，在列车运行约50万公里时会出现超限（大于2mm）的情况。若单从考虑车轮踏面凸台沟槽尺寸超限镟轮，镟修里程在
50万公里以上。
二、车轮踏面剥离与运行里程的关系
车轮踏面剥离一般分为两种类型，一种是由滚动接触疲劳应力超过许用应力
而引起的剥离，另一种是由热作用和机械作用而引起的剥离，包括制动剥离和擦
伤剥离。公司线路车辆剥离一般发生在车轮滚动圆附近，呈圈状分布，车轮踏面
剥离与踏面质量有较大关系，踏面质量较差的车轮在电客运行20万公里左右就
会产生严重剥离，但绝大部分车轮在运行30万公里之后才会产生剥离超限，故
为消除车轮踏面剥离情况，宜在地铁车辆运行30万公里左右安排1次镟轮。
三、车轮轮径差与运行里程的关系
由于各车轮踏面存在淬硬层和芯部硬度的差异，随着地铁车辆运行里程的增加，将导致各车轮在滚动圆处的磨耗率不一致，造成各轮轮径出现差异。统计公
司线路车辆架修后至今因轮径差偏大或超限镟轮共21次，除有2次镟轮时运行
里程不足30万公里外（占比10%），其余镟轮时运行里程都在30万公里以上。从统计镟轮时运行里程数据看，当轮径差接近限度时，绝大部分车镟轮时运行里程都在40万公里以上，考虑镟修的提前量，为保证轮径差不超限，在地铁车辆镟修后运行40万公里内进行一次镟轮，较为合理。
四、车轮轮缘厚度、高度与运行里程的关系
公司线路地铁车辆车轮轮缘厚度标准范围为23～33mm，轮缘高度标准范围为26.5～33mm。统计公司线路车辆各车轮轮缘厚度的分布情况，轮缘厚度在28～30mm的车轮数量占74.02%，轮缘厚度低于27mm的车轮占0.73%，轮缘厚度高于31mm的车轮占0.66%，目前轮缘磨耗率为-0.03mm/万公里（增厚）。若因轮缘厚度超限而镟轮，大部分地铁车辆需运行100万公里，极少部分地铁车辆需运行33万公里。
五、车轮碾边与运行里程的关系
车轮碾边主要发生在车轮轮辋外侧面，由于闸瓦的横向位移，碾边的发生不可避免，从现场车轮踏面的检查情况看，车轮轮辋外侧C5的倒角完全消失时，车辆运行里程在37万公里左右，后期将形成飞边掉落、消失。公司采用MiniProf 测量仪器对3列车的车轮踏面轮廓进行了测量，测量时运行里程见表一，测量踏面轮廓见图1、2、3。从图中可看出，车轮踏面轮廓与标准轮廓的偏差值与地铁车辆运行里程成正比关系，随着地铁车辆镟修后运行里程的增加，车轮踏面轮廓与标准轮廓的偏差逐渐增加且不规则，目前暂无标准，公司线路按倒角C5消失时安排镟修，此时地铁车辆运行里程在30万公里以上。
表一踏面轮廓测量时地铁车辆运行里程
图1 车号1车轮踏面轮廓
图2 车号2车轮踏面轮廓图3 车号3车轮踏面轮廓
六、车轮踏面跳动与运行里程的关系
为掌握车轮踏面跳动与地铁车辆运行里程的关系，公司安排地铁车辆上镟床测量数据，完成60列测量。从测量结果看出公司线路地铁车辆车轮踏面跳动值总体良好，未见超0.5mm的情况，踏面跳动值最大值为0.28mm，该车运行656524公里，从目前测量数据看，在两个大修程期间，车轮踏面跳动值不会出现超限的情况，故无须安排镟轮。
七、公司线路地铁车辆镟修里程的合理值
成都地铁公司车辆架修里程为60～70万公里，大修修里程为120～140万公里，两次修程间隔里程60～80万公里，考虑镟床设备及车轮踏面缺陷形成与运行里程的关系，地铁车辆运行满30万公里开始进行镟修，在运行满40万公里完成镟修，即镟修里程安排在30～40万公里较为适宜。
