铁路货车运用故障原因分析及改进建议

索宇强

中国铁路呼和浩特局集团有限公司集宁车辆段 内蒙古 呼和浩特 010000

摘要：铁路货车车辆是铁路货物运输的主要载体，确保铁路货车在实际运用中的安全，是维护铁路运输正常生产秩序，提高运输效益的直接表现。本文通过本人所了解的铁路货车车辆在实际运用中发生的故障进行了分析，并提出针对性的改进建议。

关键词：铁路货车  常见故障  原因分析  改进建议

1. 转向架大部件故障

1.1侧架和摇枕技术状态的好坏直接影响到列车的运行安全，在铸造过程中容易产生各种缺陷，同时承受着重载荷交变应力，极易产生裂纹。侧架A区导框弯角处，承簧台底部三角孔及立柱弯角处铆钉孔周围易产生裂纹。摇枕A区弯角处，B区底部排水孔周围，下心盘孔周围上部吊装孔周围及内腔。裂纹主要因为铸造质量缺陷，货车铸钢摇枕侧架结构复杂工艺难度大，铸造中一个环节出现问题就容易造成气孔砂眼等质量缺陷；另一个原因是材质疲劳，导致裂纹产生及发展。

1.2改进建议：一是提高配件生产源头铸造工艺品质。 二是定检作业人员要严格执行厂、段修工艺要求，确保检修质量。三是在列检作业中要严格执行作业标准，加强对摇枕侧架裂纹的检查力度，提高运用检査质量。

1.3轮对故障也是影响列车运行安全常见故障的一种，主要包括踏面裂纹、磨损、剥离、轮缘磨损等。踏面裂纹形成的主要原因是由于车辆制动时，车轮发生滑行、摩擦，进而产生热量，热量扩散后，温度快速降低，从而产生裂纹。踏面磨损问題主要受到车轮材料、货车承载量、车辆运行速度等因素的影响，进而导致轮对踏面尺寸沿着车轮半径方向减小。踏面剥离指的是踏 面表层金属呈现片状剥落状态，进而形成小凹坑，不同材质导致的剥离裂纹也存在差异，剥离现象会进一步使得车轮与钢轨之间的摩擦和冲击加剧。轮缘磨损故障主要发生在铁路货车行驶经过弯道或者道岔的时候，轮对的轮缘需要承受很大的水平位移作用力，同时外侧轮对受到离心力的作用，轮对挤压外侧钢轨，还会与外侧钢轨发生剧烈的摩擦和碰撞，进而导致磨损现象的发生，这种摩擦损耗较大，对轮对的影也较为严重。因此，铁路货车在曲线运动中会受到多种力的作用，轮缘的外侧或内侧产生磨损，货车运行速度越快、地形越复杂，轮缘的磨损现象越严重，甚至会造成货车脱轨。

1.4改进建议：一是在货车车辆制造过程中，注意车轮材料质量的控制，保证材料的硬度，改进车轮的制造工艺，增加轮辐厚度，进一步提升轮对的制造质量。二是改善货车车辆的制动性能，进一步提升制动缓解波速，加强车轮的稳定性。三是加强列检过程中编组列车的试风检验。通过上述措施，能够有效提升配件检修水平，进而保障铁路货车车辆的轮对质量。四是改善货车的行车状态，铁路车站要尽量避免混编不同类型制动机的货车车辆，进而减少车轮间的擦伤。五是铁路机车司机要严格执行运行操作要求，尽可能的在运行过程中减少紧急制动的次数，当进行制动后要等到全部车辆得到缓解后才能进行再次的启动。六是工作人员尽可能减少铁鞋制动模式，从而减少踏面的剥离和擦伤。

2.交叉支撑装置故障

在日常运用检查中，交叉杆常见故障有磨耗、变形和断裂，其中交叉杆断裂故障对行车安全影响最大，断裂部位主要发生在交叉杆端头的环焊缝处及两交叉杆焊缝连接处。

2.1在货车运行中左右侧架承受着由轮对传来的轮轨垂向、横向动作用力和冲击振动等复杂的动力作用，并在扭曲线路上两侧架产生反向点头位移，使交叉支撑装置各部位产生复杂的交变动应力。由于所有的焊接接头不可避免地是应力集中点，自然疲劳破坏很可能发生在接头部位。因此，应力集中是影响焊接接头疲劳强度的主要因素。另外焊接过程中时常伴随着裂纹、未熔合、咬边、气孔、夹渣等焊接缺陷，会产生严重的应力集中源，会大幅度降低结构或接头的疲劳强度，尤其是工件承受交变载荷的情况下疲劳强度最多会下降50% 左右。

2.2钢管与扣板组成的焊接结构设计不合理。钢管与扣板组成的焊接结构有四条纵向焊缝。据有限元分析表明钢管中所承受的交变应力约为 60MPa，但在钢管与扣板之间焊有纵向焊缝后焊缝前端的应力最大可达230MPa。在交变载荷作用下极易在焊缝处产生疲劳断裂。钢管与扣板焊接接头根部间隙太大。在使管状焊丝C02气体保护焊一次成型时，会有少量熔融的焊缝金属流淌到钢管或扣板的下部，在冷却速度较快的情况下，未能与钢管或扣板熔合，而是附着在它们的表面形成一个小裂隙。这种小裂隙在交变应力作用下便向焊接热影响区中的脆化区和低强度金属区扩展，而成为天然的裂纹源。

2.3改进建议：一是缩小扣板与杆身间隙，限制焊缝宽度以降低扣板处的应力集中，对于环焊缝则采用在钢管上开切坡口进行焊接，采用机器人焊接提高成型质量的措施。二是加强组装检测手段，以扣板平面为基准调整杆身与其平行。用塞尺测量扣板与杆身两侧的横向间隙，要求交叉杆单侧横向间隙应不大于1mm；用直尺检测交叉杆中心线200mm范围内，交叉杆杆身不得高于扣板平面。三是严格控制杆身与扣板正面焊缝宽度不超过 8mm，以提高焊缝的疲劳寿命。四是对环焊缝的周边及起收弧部位进行有效打磨，以提高疲劳强度。

3.车钩缓冲装置故障

车钩分离是车辆运用惯性事故之一，它对列车运行安全构成了严重威胁，主要故障包括车钩和钩尾框断裂、车钩闭锁位尺寸超限、车钩防跳失效等。

3.1车钩闭锁位尺寸超限是由于车钩各相关部位变形严重，包括钩舌、钩腕的外胀变形，钩舌S曲面形状变形，钩耳及孔的上翘及下垂等无法调修变形，继续装车后无法保持车辆在运行中的正确连接状态；由于牵引突缘磨耗或各部位综合磨耗，使钩舌、钩锁与锁腔内壁之间间隙增大，从而使钩舌纵向活动量增大，当遇到运行中的钩舌销折断或弯曲时，会造成闭锁位尺寸突然增大；各部位磨耗变形后加修不良，如钩舌锁面、钩锁内侧面及钩锁腔内壁磨耗过限时，未按要求均匀堆焊后再加工平整，而只是简单地堆焊面积很小的一块或一行，这些焊层会在车辆运行当中因受冲击或摩擦而脱落，造成闭锁位尺寸突然增大。

3.2车钩防跳失效是由于防跳装置加修不当，如锁销顶部防跳部位施焊过多，或焊后未加工成原形，或用乙炔焊割去一小块，这样组装后的钩锁防跳作用不良；钩舌的钩锁承台处堆焊过高，使钩锁坐落量<45mm；堆焊面积小，减小了钩锁与钩舌的接触面积；堆焊不均匀，外侧高、内侧低，改变了锁正确的坐入位置。

3.3提钩链松余量不足，容易造成上锁销脱离防跳位置；提钩链与上锁销相连的圆销开口销过长，由于圆销与钩头上平面距离太小，卷起后的开口销两脚部仍易支在上锁销孔周围，造成上锁销脱离防跳位置；检修质量不高，使缓冲器自由高超限增大了车钩缓冲装置在列车运行中的纵向移动量，从而减少提钩链松余量。

3.4改进建议：一是加强对钩舌、钩尾框和钩尾销螺栓的探伤工作，更新探伤设备，改善探伤工作环境，提高探伤质量。二是制定钩舌、钩腕外涨变形及上下钩耳变形无法修复时的报废条件，钩舌内侧面焊后加工须保持S曲面形状。三是严格工艺要求，对钩舌、钩锁、钩锁腔及上锁销等磨耗部位焊后打磨平整，防跳部位焊后加工保持原形 。四是提钩链与上锁销相连接的圆销开口销改制成短脚的，避免造成提钩链松余量不足。 五是对下作用式车钩装置应严格控制钩提杆与提杆座凹槽之间间隙≥2mm，保持钩提杆角度正位，使钩提杆的扁平面在座槽里呈上部向车外方向，下部向车内方向。