淺談提速對貨車的影響分析及檢修建議研究論文
0.引言
近年來，我國鐵路貨車經(jīng)過創(chuàng)新與實踐，實現(xiàn)了提速、重載兩大跨越，技術水平快速提升，鐵路運輸能力及運輸效率顯著提高。通用貨車載重實現(xiàn)了由60 t級向70 t級的全面升級換代，對50多萬輛既有60 t級貨車實施了提速改造，現(xiàn)有運輸貨車基本具備了提速運行的條件。
2006年，我國進行了貨車時速120 km/h提速可靠性試驗，并對試驗中暴露出的問題進行了改進設計。試驗結(jié)果表明，既有提速貨車在滿足制造、改造等相關技術要求下，具備了120 km/h提速運用的條件，可以滿足120 km/h提速運行要求，具有較好的動力學性能。但是由于提速后車輛鉤緩、輪對和制動故障均會有所上升，同時沒有在實際運行中普遍實踐，因此在貨車提速前必須充分分析提速對貨車的影響，并預先采取有效措施進行應對。
1提速后對貨車安全的影響及分析
1. 1增加車鉤緩沖裝置的故障
既有60 t級貨車裝用B級鋼鑄造車鉤和鉤尾框，在提速后其裂損故障會顯著增加，可能對貨車運行安全產(chǎn)生一定的影響。原因主要有以下幾方面:
(1)既有60 t級貨車裝用的鑄造車鉤、鉤尾框本身的強度不足。我國既有60 t級貨車裝用的鑄造車鉤、鉤尾框仍然有部分為B級鋼，其靜拉強度約為2 400 kN-2 600 kN，如果考慮其表面質(zhì)量、鑄造缺陷等因數(shù)，其最弱處的抗疲勞強度將更低。我國目前貨物編組重量一般在5 000 t以上，要求車鉤緩沖裝置的靜拉破壞強度在2 700 kN以上，因此，原來采用B級鋼材質(zhì)的車鉤緩沖裝置的自身強度不能滿足提速運行的要求。
(2)提速后會加劇列車的縱向作用力。我國鐵路貨車裝用的制動機基本為120型制動機，但重載列車編組數(shù)量和編組車型較多，各車制動機發(fā)生作用的同步性仍然有一定差異。列車提速后，由于車輛的慣性力比低速時大，加上混編列車中各連掛車輛在空重狀態(tài)的制動率不同，會導致各車減速度的差異，造成車輛之間的縱向沖動和列車縱向力加大。
(3)提速后如果機車操縱不當也會加劇列車縱向力。我國的機車型號較多，目前貨車的牽引普遍使用電力機車，其功率比過去的內(nèi)燃機車大許多。列車從靜態(tài)啟動或緩解加速時，如果在尚未完全緩解的情況下將制動閥的手柄置于運轉(zhuǎn)位，可能會導致部分緩解靈敏度差的車輛無法及時緩解，在運行中處于半抱閘狀態(tài)，加大了列車的縱向沖擊力。
(4)部分超期服役的車鉤、鉤尾框抗拉強度降低。因部分超期服役的車鉤、鉤尾框使用時間較長，抗拉強度會降低，在貨車縱向力增大的情況下有可能會發(fā)生裂紋、斷裂等故障，影響行車安全。
1. 2增加輪對踏面的擦傷和剝離故障
貨車提速后，因輪軌動作用力加大，使踏面的受力狀況惡化，會增加輪對踏面的擦傷和剝離故障，同時也會引起滾動軸承故障的上升，從面增加列檢所的工作量，加大列車的摘車修理數(shù)量。輪對故障增加的主要原因有:
(1)各連掛車輛制動機對緊急制動作用的反應速度不同。當列車緊急制動時，由于混編連掛車輛制動機的反應速度不相同，會造成列車中各車輛的起始制動時間和緩解時間不一致，最先制動的車輛就容易出現(xiàn)踏面擦傷和剝離的故障。在列車提速后，施行緊急制動的次數(shù)可能會增加，會導致踏面擦傷和剝離的故障增加。
(2)車輪的制動熱負荷會顯著增加。列車提速后，為了及時停車或減速，必須施加更大的制動力，車輪的制動熱負荷會顯著增加，從面增加輪對擦傷與剝離的故障。
(3)空車滑行概率會加大。輪軌的瓢著系數(shù)隨列車運行速度的`增加面下降，因此貨車提速后，將會出現(xiàn)因不良瓢著狀態(tài)面導致空車滑行，使車輪擦傷故障顯著增加。
(4)輪對承受的垂直動載荷會增加。車輛的垂向動載荷與運行速度呈線性關系，當列車提速后，輪對承受的垂直動載荷會增加，從面使鋼軌與輪對間的接觸應力增大，同時隨著提速后車輪的轉(zhuǎn)動加快，車輪承受的疲勞載荷頻率加快，將使車輪踏面的疲勞壽命減少，因此踏面的剝離故障會增加。
1. 3制動系統(tǒng)的故障增多
根據(jù)我國貨車長期運行經(jīng)驗，當列車提速后，制動系統(tǒng)的故障(如制動抱閘、制動梁裂損等)可能會增加，原因有以下幾方面:
(1)貨車提速后制動熱負荷會增加，導致制動配件的作用力加大。采用鑄鐵閘瓦的貨車制動機的軸制動功率限值僅為244 kW，采用合成閘瓦時為340 kW 。隨著我國貨車的重載與提速技術的發(fā)展，貨車制動系統(tǒng)的設計與運用必須考慮制動熱負荷的影響。由于制動負荷與速度成平方關系，因此當既有貨車從80 km/h提速到100 km/h后，在緊急制動距離不變的情況下其制動負荷約增加5000，會顯著增加制動力，面過高的制動力可能會導致空車擦傷車輪，并增加其他制動配件發(fā)生故障的概率。
(2)受緊急制動距離的限制，會顯著增加制動熱負荷。受原有緊急制動距離800 m的限制，貨車提速后車輪制動熱負荷會顯著增加，如果要求不增加制動熱負荷，必須延長貨車的緊急制動距離。目前我國70 t級貨車在120 km/h初速下的緊急制動距離限值己延長到1 400 m。由于制動熱負荷對輪瓦作用會產(chǎn)生不利影響，在提速前需要按最不利條件進行制動熱負荷的校核。
(3)列車提速會增加制動空走距離。我國現(xiàn)有貨物列車的編組重量普遍在5 000 t左右，編組數(shù)量達到了60輛以上，因此提速后會增加列車制動空走距離。為了在規(guī)定的制動距離內(nèi)停車，在機車制動時需要比提速前有一定的操作提前量。
(4)制動裝置的使用頻率會提高。貨車提速后，制動裝置的使用頻率會提高，從面提高制動配件出現(xiàn)故障的概率。
1. 4車體和底架附屬件故障會增多
貨車提速后，由于列車縱向沖動和垂向動載荷會加大，一定會導致車體和底架附屬件故障增多。
2檢修建議
2. 1加強貨車檢修工作
貨車提速后，由于運用工況進一步惡化，因此必須提高貨車檢修質(zhì)量，將檢修規(guī)程規(guī)定的質(zhì)量標準作為檢修工作的最低標準，以提高貨車檢修質(zhì)量。
2.2對不適應提速運行的零部件進行更新改造
由于貨車提速后會直接或間接引起制動和鉤緩裝置的故障，因此在提速前必須對不適應提速運行的制動裝置和鉤緩裝置進行更新改造，積極推進制動和鉤緩裝置的更新?lián)Q代，如用E級鋼鍛造鉤尾框取代鑄造鉤尾框，用E級鋼材質(zhì)的車鉤取代B級鋼或C級鋼車鉤。
2. 3統(tǒng)一運用貨車轉(zhuǎn)向架種類
可利用報廢車拆解下的轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架配件，加快對裝用轉(zhuǎn)8B(轉(zhuǎn)8AB)型轉(zhuǎn)向架既有貨車換裝轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架的檢修改造，以提高貨車運行品質(zhì)，同時可統(tǒng)一運用貨車轉(zhuǎn)向架種類，方便檢修與維護，更好地滿足貨車提速需要。
2. 4嚴格除銹和探傷檢查
進一步加強車鉤緩沖裝置、走行部大部件的除銹和探傷檢查工作，杜絕漏探和漏檢現(xiàn)象的發(fā)生。
2.5加強貨車的臨修工作
由于提速后貨車臨修故障會增加，因此應加強貨車臨修故障處理能力建設，完善貨車臨修作業(yè)條件和工裝設施，使主要列檢作業(yè)場所具備貨車站修能力。同時要加強臨修故障的搶修，使貨車臨修故障得到及時處理，全面適應全天候處理臨修故障的需要。