深圳地铁列车车轮寿命分析

深圳地铁列车车轮寿命分析

作者：赵永和

来源：《中国科技博览》2014年第11期

摘要：列车车轮作为地铁列车的关键部件，承担着列车运行的安全。因此，对于车轮的寿命进行分析具有重大意义。本文主要对于深圳地铁127#-152#车的车轮运营表现及寿命进行分析，并提出解决措施，有效延长车轮的寿命。 关键词：地铁列车；车轮；寿命分析 中图分类号：U231+.94 一、车轮运营表现 （一）正线故障

127#-152#车自2009年下半年陆续上线运营以来至2013年12月，由于轮对失圆共引起135起正线故障。其中紧急制动故障84起，车底异响故障51起。紧急制动故障主要集中发生在2010年2月、3月、4月以及2011年1月份，通过2次集中镟轮紧急制动及异响故障得到明显抑制。

（二）跳动量变化

检修标准规定：当轮对径向跳动量大于0.4mm时需要进行镟轮。根据目前127#-152#车镟轮情况统计，得出如下结论：

1. 第一次镟轮时每节车跳动量的平均值大于0.4mm占镟修节数的60%，每节车跳动量的最大值大于1mm占镟修节数的25%，跳动量最大值达到1.55mm。

2. 第二次镟轮时每节车跳动量的平均值大于0.4mm占镟修节数的70%，每节车跳动量的最大值大于1mm占镟修节数的25%，跳动量最大值达到1.60mm。

3. 第三次镟轮时每节车跳动量的平均值大于0.4mm占镟修节数的80%，每节车跳动量的最大值大于1mm占镟修节数的25%，跳动量最大值达到1.42mm。

综上所述，每次镟轮时约有70%的车轮跳动量大于0.4mm，有25%的车轮跳动量超过了1mm，最大值达到了1.60mm。所以跳动量变化大导致轮对失圆是引起列车发生紧制及异响故障的主要原因。

二、车轮镟修情况统计分析

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（一）镟轮次数

目前26列车已全进行过镟轮，其中132、129、131、128、152、148、134共7列车已进行了3次镟轮。127、130、147、151、150、146、133、143、145、138共10列车进行过2次镟轮，其余9列车进行过1次镟轮。 （二）镟轮时间间隔和镟轮公里数

第一次镟轮平均时间间隔（投入运营至第一次镟轮）为168天，平均镟轮公里时数为54575公里。第二次镟轮平均时间间隔（第一次镟轮至第二次镟轮）为196天，平均镟轮公里数为63803公里。第三次镟轮平均时间间隔（第二次镟轮至第三次镟轮时间）为223天，平均镟轮公里数为70325公里。三次镟轮平均时间间隔为196天，平均镟轮公里数61490公里。 三、寿命分析 （一）轮径值现状

根据最近一次镟轮数据统计（统计时间截止2013年11月30日）127#-152#车目前轮径值统计分析如下：

1. 平均轮径值为833.23mm，拖车平均轮径值为833.14mm，动车平均轮径值为833.27mm。

2.每节车轮径值平均值小于830mm的车辆有132、129、131、128、1473车占所有车轮的16%。每节车轮径平均值最小值为1322车的824.64mm，最大值为1414车的838.01mm。每列车轮径平均值最小值为132车826.21mm，最大值为141车837.45mm。 （二）轮径值消耗量分析 1.平均轮径消耗量

根据数据统计结果，127#-152#车轮径平均消耗量为5.34mm/10万公里。 2.最大轮径消耗量

（1）按节计算轮径最大消耗量为1462车的7.68mm/10万公里。 （2）按列计算轮径最大消耗量为138车的6.31 mm/10万公里。 3.最小轮径消耗量

（1）按节计算轮径最小消耗量为1396车3.52 mm/10万公里。

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（2）按列计算轮径最小消耗量为127车的4.25 mm/10万公里。 （三）根据消耗量预测轮径寿命（每年按运行12万公里计算） 1.轮径平均寿命

根据轮径平均消耗量推算其轮径磨耗到限平均公里数为131.03万公里，其平均寿命为10.92年。

2.轮径最长寿命

根据轮径最小消耗量推算其最长寿命，按节计算轮径磨耗到限最长运行公里数为198.67万公里，其寿命为16.6年。按列计算轮径磨耗到限最长运行公里数为164.61万公里，其寿命为13.72年。 3.轮径最短寿命

根据轮径最大消耗量推算其最短寿命，按节计算轮径磨耗到限最小运行公里数为91.14万公里，其寿命为7.6年。按列计算轮径磨耗到限最小运行公里数为110.94万公里，其寿命为9.2年。

（四）轮径寿命比例分析

根据以上127#-152#车轮径寿命推算结果，结合目前深圳地铁实际维修情况，5-7年进行架修，10-12年进行大修。将其寿命按小于10年、10-12年和大于12年的比例数据统计如下： 1.寿命小于10年的比例

（1）按节计算寿命小于10年的共有37节车，占统计25列车的24.67%。其中拖车有13节车占拖车总数的26%，动车有24节车占动车总数的24%，而24节动车中B车占了20节车，表面B车轮径消耗量总体大于C车。

（2）按列计算寿命小于10年的有6列车分别为147、134、146、143、138、144车，占统计总数的24%。

（3）按每列车中寿命最短的一节车计算小于10年的有15列车分别为131、128、147、152、148、134、146、135、133、143、138、139、140、142、144车，占统计总数的60%。 2.寿命在10-12年的比例

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（1） 按节计算寿命在10-12年的有70节车，占统计总数的46.67%。其中拖车有25节占拖车总数的50%，动车有45节占动车总数的45%。

（2）按列计算寿命在10-12年的有13列车，占统计总数的52%。

（3）按每列车中寿命最短的一节车计算在10-12年的有8列车，占统计总数的32%。 3.寿命大于12年的比例

（1） 按计算节寿命大于12年的有43节车，占统计总数的28.67%。

（2）按列计算寿命大于12年的有6列车分别为132、129、137、130、150、141车，占统计总数的24%。

（3）按每列车中寿命最短的一节车计算大于12年的只有2列车分别为129和127车，占总数的8%。 四、结论

（一）轮对失圆情况严重，导致镟轮周期短

26列车轮对材质为R9T与一期22列车轮对材质CL90相比较硬度较小导致轮对跳动量变化大。检修标准规定轮对跳动大于0.4mm时就需要镟轮，根据以上分析26列车平均走行公里数达到61490公里时就有70%的车轮跳动量大于0.4mm。有25%的车轮跳动量超过1mm，跳动量最大值达到1.60mm，导致列车平均镟轮周期短至196天。而一期22列车平均镟轮间隔为538天，平均镟轮公里时可达到165633公里。 （二）轮对使用寿命短

统计分析一期22列车轮径寿命，其拖车平均寿命为12.8年，动车平均寿命为19.8年。而26列车轮径寿命分析结果为，60%的列车寿命小于10年， 32%的列车寿命为10-12年。与一期22列车相比其轮径寿命太短，不能满足结合10年大修时更换轮对的要求。 五、控制措施

（一）采取以周期镟为主，故障镟为辅的镟修方式

1.采用故障修时，因轮对失圆较严重且因轮径差较大，造成镟销量大。因此采用周期镟可减小切削量，可在一定程度上延长车轮使用寿命。

2.在进行镟轮作业时严格按最小轮为基准，进行精镟的方式确保每个车轮镟销量最小。

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（二）加强对轮对数据的统计分析，合理安排镟轮

因每次车轮镟修，为了消除车轮缺陷、改善轮轨接触状况而切削轮径。这样车轮每经过一次镟修，直径必有所减少，故频繁镟修也易导致轮径消耗过快。因而通过对镟轮数据进行不断总结分析并合理安排镟轮可有效延长车轮使用寿命。 六、结束语

以上综合分析了深圳地铁车辆车轮运用情况，其运用状态也决定了车轮寿命以及车轮技术分析的独特性，所采取的有效控制措施，有效延长了车轮使用寿命，提高社会经济效益。