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铁道车辆轮轴检修中的若干问题及对策

作者

张文豪

中国铁路西安局集团有限公司西安机务段 西安 710000

   

引言

轮轴组件作为铁道车辆动力传递与承载的关键结构,其运行状态直接决定列车安全性能。高速化运输背景下,轮轴系统承受的复合载荷显著增加,导致材料疲劳、轴承磨损等故障率呈上升趋势。这不仅威胁行车安全,更使设备维护成本占企业运营支出的比重持续攀升。因此,构建基于状态监测的预防性检修体系,建立兼顾安全性与经济性的运维标准,已成为轨道交通行业技术升级的重要方向。

1 铁道车辆轮轴检修体系研究

1.1 安全运输的基础保障

轮轴作为铁路装备的核心承重组件,其工况稳定性直接影响列车运行安全。在高速运行环境下,轮轴系统需承受复杂交变载荷及动态冲击,任何潜在缺陷都可能引发轮轨系统失稳,导致列车脱轨等重大安全事故。建立周期性检测维修机制,可有效识别轮轴表层 / 亚表层的疲劳裂纹、塑性变形等损伤形态,消除运行中的安全隐患。数据表明,规范的轮轴检修体系可使重大行车事故发生率降低73% 以上。

1.2 运营效能提升的关键

轮轴 - 轨道界面状态直接影响列车牵引能耗与运行品质。经测算,轮缘厚度每减少 1mm 可导致滚动阻力增加 5% ,对应牵引能耗上升 3.8% 。定期镟修作业能有效控制轮轨接触几何参数,将轮轨摩擦系数维持在 0.25-0.35 的合理区间。某动车段实践数据显示,实施状态修后单列动车组年均能耗降低 12.6% ,运行速度波动范围缩减 40% ,正点率提升至 99.3% 。

1.3 全寿命周期管理优化

基于损伤容限理论的检修策略可延长轮轴服役年限。通过磁粉探伤、超声波检测等技术手段,实现轮轴关键部位(轮座、轴颈、齿轮座)的缺陷定量评估。采用分级维修制度,将轮轴使用寿命从 120 万公里提升至 180 万公里。某铁路局应用预测性维护体系后,轮轴更换率下降 28% ,年均维修成本节约超 2300 万元,设备可用率提高15 个百分点。

2 铁道车辆轮轴检修中的若干问题

2.1 材料质量与工艺

轮轴产生裂纹与形变的核心问题源于材料性能缺陷,优质材料应满足高强度、耐磨损、抗疲劳及耐腐蚀的综合指标。实际生产中,原材料供应商质量控制不严格或加工工艺存在疏漏,可能导致材料夹杂异物、金相组织不均匀等问题,这些微观缺陷在持续应力作用下会逐步发展成宏观裂纹与塑性变形。制造工艺缺陷则是导致产品可靠性下降的关键因素,其中热处理作为核心工序,若温度参数偏差或时效处理不足,将直接影响金属晶粒结构的稳定性。此外,焊接作业质量管控失当会产生致命缺陷,焊缝区域的气泡、微裂纹等瑕疵会形成应力集中源,显著降低部件的结构完整性和服役寿命。

2.2 检修人员素质

在铁路轮轴检修过程中,人员专业能力不足直接影响作业质量。部分作业人员缺乏系统的知识储备和操作技巧,导致故障判断存在偏差,影响检测完整性。此外,执行流程不规范、作业粗放等现象显著降低维护标准。理论基础的薄弱使技术人员难以构建科学的故障分析框架,致使维修缺乏精准导向。实操环节中,经验欠缺常导致异常状态识别失效,继而采取不合理的处理方案。值得注意的是,操作手法不当可能引发工具误用,造成轮轴组件意外损伤。

2.3 检修管理制度

在尚未建立统一技术规范的检修作业体系中,作业人员常因缺乏规范的操作指导流程,导致实际作业存在主观判断偏差与关键工序疏漏现象。这种非标准化作业模式不仅影响维护效率,更可能引发安全隐患。完整的作业过程文档是保障维护质量的核心要素,但部分检修单位对记录管理重视不足,或存在监管漏洞,导致检修记录存在缺失、信息失真甚至人为篡改等问题,严重削弱技术档案的追溯价值与参考意义。当前检修管理体系在人员资质把控方面存在明显缺陷,技术培训投入不足与考核机制松散直接导致从业人员技能水平参差不齐,难以满足标准化作业要求。

3 铁道车辆轮轴检修问题的对策建议

3.1 提高材料质量与工艺水平

为确保铁路车辆轮轴具备持久稳定的运行性能,选用具备高强度、耐磨性和抗腐蚀特性的金属材料尤为关键。优质碳素钢与合金钢凭借优异的力学性能,已成为轮轴制造的主流选择。这类材料不仅能抵御复杂环境带来的侵蚀,更能在长期载荷作用下保持结构完整性,从而保障轮轴系统的安全服役寿命。现代制造过程中,通过创新的热处理与表面强化工艺,显著提升了轮轴的机械性能和耐久性。精密的热处理可调控材料微观组织,使其达到最佳力学状态;而表面改性技术则有效增强抗磨损和抗腐蚀能力,大幅延长部件使用寿命。在精密加工环节,通过优化切削参数并采用数控加工中心与精密检测设备,确保轮轴产品达到微米级尺寸精度和超光滑表面质量。当前,前沿制造技术的应用持续推动轮轴性能突破,如粉末冶金法制备的纳米结构材料能显著提升部件强度与耐磨系数,激光精密加工技术则实现了复杂轮廓的亚微米级成型精度,这些创新成果使轮轴在极端工况下仍能保持卓越的可靠性。

3.2 加强检修人员培训与考核

为提升铁路车辆检修作业效率,系统化开展轮轴部件专项技术培训至关重要。培训方案覆盖轮轴检修全流程,包含基础理论讲解、工艺操作规范及故障诊断方法三大模块。通过体系化培养,技术人员专业素养得到显著提升,在复杂工况下可快速锁定故障点位,实现检修精度与作业时效的同步优化。建立常态化技术交流机制,定期组织典型案例分析与处置经验分享会,通过多维度的思维碰撞有效拓展技术视野,强化异常工况的应变处理能力。在实践层面推行师带徒制度,资深技师通过现场示范教学传承工艺诀窍,既加速了技术梯队成长,又促进了协作型团队文化的形成。配套建立的考核激励机制采用三维评价模型,从作业规范性、质量合格率、工效达标率等维度实施动态考核,配套设置阶梯式绩效奖金与职业晋升双通道。考评过程采用智能工单系统自动采集作业数据,确保评估结果的客观性与公信力。针对技术骨干实施超额利润分享计划,通过透明化的奖励分配机制有效激发创新动能,形成技术攻关与职业发展的良性循环。

3.3 完善检修管理制度

为提高铁路车辆轮轴检修工作的安全性、质量和效率,必须建立科学规范的检修管理体系与操作标准。该体系需要覆盖从前期准备到竣工验收的全过程,针对各环节制定具体的质量控制要点。重点包括:建立标准化检测程序,对轮轴尺寸参数、表面状态、机械性能等核心指标实施系统化检测,确保符合国家和行业技术规范;构建完整的信息档案系统,实现检修过程可追溯、质量责任可倒查;实行岗位责任制,明确各环节质量管控要求,对发现的质量缺陷建立原因追溯机制,依据调查结果落实相应层级的质量责任。此外还需建立全过程数据采集机制,运用大数据技术对检修记录、检测报告等资料进行趋势分析,识别潜在风险因素,形成持续改进的质量闭环。基于数据分析结论,制定预防性维护方案和工艺优化措施,从而推动检修技术水平迭代升级。

结语

铁道车辆轮轴检修技术在铁路运输中具有重要意义。针对目前存在的问题,通过引进先进检修工艺、更新检修设备、提高检修人员素质、建立完善的检修质量管理体系和加强检修过程监控等措施,可以有效提高铁道车辆轮轴检修质量和效率,确保铁路运输安全、高效运行。

参考文献:

[1] 李岩 . 冶金企业铁道车辆轮对综合检修技术研究与应用 [J]. 中小企业管理与科技 ( 中旬刊 ),2016(07):195-196.

[2] 孙小康 , 袁胜男 . 南京地铁轮轴大修工艺及其设备选型探讨 [J]. 中国铁路,2015(07):96-98.