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摘要：地铁车轮在运行中的磨损与消耗对于地铁运行而言是会产生重要影响的结构。车轮一旦发生磨损，不仅影响地铁的运行状态，地铁运行的安全也会同步受到相应的影响。地铁车轮的磨耗原因与日常运行存在一定的关系，但磨耗的原因中，异常现象的磨耗原因分析是尽可能降低地铁运行风险，维持地铁运行稳定的重要条件。针对具体的磨耗原因进行分析并提出相应的控制措施是非常重要的。
关键词：地铁车辆;异常磨耗;原因分析;控制措施
引言
地铁车轮的异常磨耗的现象中，车辆轮对磨耗现象分析需要针对车轮的磨耗关系进行调查分析。另外，轮对以及踏面制动磨耗情况也是影响地铁车辆轮对异常磨耗的主要因素，需要分别进行调查分析，并找到具体的控制措施。
一、车轮分析
车轮的磨耗关系的调查工作开展需要分别从车辆的轮对和闸瓦区域入手对其磨耗情况进行调查。结合实践经验进行观察分析可知。车辆闸瓦的磨耗主要集中在踏面区域以及靠近轮辋外侧的区域，磨损的形式主要是沟槽形式。通常情况下，沟槽的宽度会达到26mm，平均深度3.48mm[1]。随着车辆运行里程的增加，这种沟槽会进一步加深，另外，异常磨耗的区域还以偶可能集中在闸瓦与车轮的部分，且在实际中这部分通常不与轨道接触。下图1为地铁轮对实物图。
二、轮对闸瓦硬度分析
（一）轮对硬度方面。这方面的硬度程度需要结合专业的标准对硬度进行测量和观察，具体的检测方法是分别在在车轮运行初期、车轮运行3至5年后、车轮运行过程中三个时间节点，在前期的运行阶段，测试的位置主要集中在踏板滚动出以及沟槽磨耗处，分别在不同阶段的测试结果通常表现为在初步运行阶段的硬度与运行3至5年后的硬度所产生的硬度差异一般会在30HB的范围内[2]。从这个角度入手进行观察分析，可知车轮滚动的位置区域由于受到了与轮轨接触过程中的应力，出现了塑性硬化现象。这种塑性硬化的发生导致沟槽区域的磨耗硬度值是相对更高的。另外，通常情况下地铁车辆轮对踏面的沟槽硬度基础值是处在相对稳定一致的水平层次上的，这在一定程度上反映出了轮对踏面发生异常磨耗的情况与踏面本身的硬度水平无关。
（二）闸瓦硬度方面。闸瓦硬度与闸瓦结构本身的材质有直接的关系，通常情况下，闸瓦结构本身在形态的平整度和均匀度上都能够达到一定的程度。但这一区域的显著特点是容易受到外部环境因素的影响[3]。比较典型的因素包括了温度因素、压力因素、拍打频次因素等。在实际运行中，一些技术性参数也会随着这一结构本身的材质不同二出现一些变化。针对闸瓦硬度指标的检验可见，硬度指标与磨耗现象的关系如下。①硬度范围的标准化指标要求。关于标准化的硬度要求，对于闸瓦结构来讲，要求在100至120HRC范围内，且硬度测量点的分布要保证均匀性。除了对硬度指标的标准化要求，密度也是影响硬度效果的一个重要因素。关于密度指标的标准要求，一般范围为最大1.95g/cm3，最小为1.80g/cm3。除此之外，摩擦系数指标的要求中，不同原因引发的异常情况所呈现出来的摩擦系数指标水平有所不同，可分为0.35、0.38等多种不同的系数类型。经过综合分析可见，闸瓦对于异常磨耗而言也不属于影响因素的内容。
三、踏面制动单元分析
踏面制动单元由于主要承担制动的任务，因此其本身的运行状态和运行中的润滑程度对于制动单元的作用发挥效果会产生非常直接的影响。若能够保证其内部的润滑油具备一定的清洁度，并且润滑油本身的质量也能够达到一定的指标水平，则意味着实际的制动作用发挥效果会更好。另外，从系统运行的角度上来说，踏面制动单元的零件结构完整，且零部件装配状态正常，也是保证不发生异常磨耗現象的主要条件。但从实际出发来讲，地铁运行的过程中部分零部件以及转轴区域都存在在运行中容易发生磨损的具体区域，这些区域一旦发生磨损现象，则会导致异常磨耗，另外，如果踏板制动单元中起到驱动作用的推杆所产生的推力发生不均匀的现象，则更有可能造成制动单元内部出现异常磨耗。通常情况下，三年是踏面制动单元作用正常发挥的常规期限[4]。
四、异常磨耗的控制措施
（一）修改电制动控制模式。地铁运行中对于电力牵引系统的依赖性是较高的，为了减少异常的磨耗现象，可积极优化控制电力牵引系统的软件和平台，通过牵引控制效果的本质性提升减低可能造成磨耗的程度，在优化了制动控制模式后，应当达到空气制动与电制动相结合的模式。下图2为一种永磁地铁牵引电机系统结构示意图。
（二）控车逻辑的优化。地铁车辆的控制逻辑对于控制效果的影响也是非常明显的，这里所探讨的控车逻辑是指ATO逻辑。在具体的执行中，主要通过将制动阶段的瞬间牵引消除来达到优化效果，优化后制动的方式更加稳定有效，这种现象能够有效避免45km/h时速状态下出现异常的补气抱闸现象。这不仅是为了保证车辆运行的安全，抱闸问题本身也属于车辆运行中的一种典型故障，及时解决故障问题对于维持稳定的地铁运行状态也有重要的意义。
五、结束语
综合分析可知，地铁列车轮对的磨耗现象会分别受到闸瓦硬度、踏面制动单元等方面因素的影响，需要从控制系统优化的角度对整体的运行状态进行优化，尽可能在运行中减少异常原因造成的磨耗，提升列车运行的安全系数。作为专业技术人员而言，其应当认识到磨耗现象的常规性，并且重视在日常的检修、分析工作中关注磨耗现象，及时发现并采取措施进行处理。
参考文献：
[1]刘晓东.重型轨道车车轮异常磨耗原因分析及应对措施[J].内燃机与配件，2019，000（007）：124-125.
[2]昌超，肖乾，王亚朋.高速列车车轮型面磨耗对轨道、桥梁振动特性影响分析[J].振动与冲击，2019，38（13）：185-196.
[3]祁亚运，戴焕云，魏来，等.变刚度转臂定位节点对地铁车辆车轮磨耗的影响[J].振动与冲击，2019，38（06）：100-107.
[4]孙良玉，蒲发金.汽车轮胎异常磨损的成因分析及早期预防措施[J].黑龙江交通科技，2019，042（002）：163，166.
（作者单位：南京地铁运营有限责任公司）
关键词：地铁车辆;异常磨耗;原因分析;控制措施
引言
地铁车轮的异常磨耗的现象中，车辆轮对磨耗现象分析需要针对车轮的磨耗关系进行调查分析。另外，轮对以及踏面制动磨耗情况也是影响地铁车辆轮对异常磨耗的主要因素，需要分别进行调查分析，并找到具体的控制措施。
一、车轮分析
车轮的磨耗关系的调查工作开展需要分别从车辆的轮对和闸瓦区域入手对其磨耗情况进行调查。结合实践经验进行观察分析可知。车辆闸瓦的磨耗主要集中在踏面区域以及靠近轮辋外侧的区域，磨损的形式主要是沟槽形式。通常情况下，沟槽的宽度会达到26mm，平均深度3.48mm[1]。随着车辆运行里程的增加，这种沟槽会进一步加深，另外，异常磨耗的区域还以偶可能集中在闸瓦与车轮的部分，且在实际中这部分通常不与轨道接触。下图1为地铁轮对实物图。
二、轮对闸瓦硬度分析
（一）轮对硬度方面。这方面的硬度程度需要结合专业的标准对硬度进行测量和观察，具体的检测方法是分别在在车轮运行初期、车轮运行3至5年后、车轮运行过程中三个时间节点，在前期的运行阶段，测试的位置主要集中在踏板滚动出以及沟槽磨耗处，分别在不同阶段的测试结果通常表现为在初步运行阶段的硬度与运行3至5年后的硬度所产生的硬度差异一般会在30HB的范围内[2]。从这个角度入手进行观察分析，可知车轮滚动的位置区域由于受到了与轮轨接触过程中的应力，出现了塑性硬化现象。这种塑性硬化的发生导致沟槽区域的磨耗硬度值是相对更高的。另外，通常情况下地铁车辆轮对踏面的沟槽硬度基础值是处在相对稳定一致的水平层次上的，这在一定程度上反映出了轮对踏面发生异常磨耗的情况与踏面本身的硬度水平无关。
（二）闸瓦硬度方面。闸瓦硬度与闸瓦结构本身的材质有直接的关系，通常情况下，闸瓦结构本身在形态的平整度和均匀度上都能够达到一定的程度。但这一区域的显著特点是容易受到外部环境因素的影响[3]。比较典型的因素包括了温度因素、压力因素、拍打频次因素等。在实际运行中，一些技术性参数也会随着这一结构本身的材质不同二出现一些变化。针对闸瓦硬度指标的检验可见，硬度指标与磨耗现象的关系如下。①硬度范围的标准化指标要求。关于标准化的硬度要求，对于闸瓦结构来讲，要求在100至120HRC范围内，且硬度测量点的分布要保证均匀性。除了对硬度指标的标准化要求，密度也是影响硬度效果的一个重要因素。关于密度指标的标准要求，一般范围为最大1.95g/cm3，最小为1.80g/cm3。除此之外，摩擦系数指标的要求中，不同原因引发的异常情况所呈现出来的摩擦系数指标水平有所不同，可分为0.35、0.38等多种不同的系数类型。经过综合分析可见，闸瓦对于异常磨耗而言也不属于影响因素的内容。
三、踏面制动单元分析
踏面制动单元由于主要承担制动的任务，因此其本身的运行状态和运行中的润滑程度对于制动单元的作用发挥效果会产生非常直接的影响。若能够保证其内部的润滑油具备一定的清洁度，并且润滑油本身的质量也能够达到一定的指标水平，则意味着实际的制动作用发挥效果会更好。另外，从系统运行的角度上来说，踏面制动单元的零件结构完整，且零部件装配状态正常，也是保证不发生异常磨耗現象的主要条件。但从实际出发来讲，地铁运行的过程中部分零部件以及转轴区域都存在在运行中容易发生磨损的具体区域，这些区域一旦发生磨损现象，则会导致异常磨耗，另外，如果踏板制动单元中起到驱动作用的推杆所产生的推力发生不均匀的现象，则更有可能造成制动单元内部出现异常磨耗。通常情况下，三年是踏面制动单元作用正常发挥的常规期限[4]。
四、异常磨耗的控制措施
（一）修改电制动控制模式。地铁运行中对于电力牵引系统的依赖性是较高的，为了减少异常的磨耗现象，可积极优化控制电力牵引系统的软件和平台，通过牵引控制效果的本质性提升减低可能造成磨耗的程度，在优化了制动控制模式后，应当达到空气制动与电制动相结合的模式。下图2为一种永磁地铁牵引电机系统结构示意图。
（二）控车逻辑的优化。地铁车辆的控制逻辑对于控制效果的影响也是非常明显的，这里所探讨的控车逻辑是指ATO逻辑。在具体的执行中，主要通过将制动阶段的瞬间牵引消除来达到优化效果，优化后制动的方式更加稳定有效，这种现象能够有效避免45km/h时速状态下出现异常的补气抱闸现象。这不仅是为了保证车辆运行的安全，抱闸问题本身也属于车辆运行中的一种典型故障，及时解决故障问题对于维持稳定的地铁运行状态也有重要的意义。
五、结束语
综合分析可知，地铁列车轮对的磨耗现象会分别受到闸瓦硬度、踏面制动单元等方面因素的影响，需要从控制系统优化的角度对整体的运行状态进行优化，尽可能在运行中减少异常原因造成的磨耗，提升列车运行的安全系数。作为专业技术人员而言，其应当认识到磨耗现象的常规性，并且重视在日常的检修、分析工作中关注磨耗现象，及时发现并采取措施进行处理。
参考文献：
[1]刘晓东.重型轨道车车轮异常磨耗原因分析及应对措施[J].内燃机与配件，2019，000（007）：124-125.
[2]昌超，肖乾，王亚朋.高速列车车轮型面磨耗对轨道、桥梁振动特性影响分析[J].振动与冲击，2019，38（13）：185-196.
[3]祁亚运，戴焕云，魏来，等.变刚度转臂定位节点对地铁车辆车轮磨耗的影响[J].振动与冲击，2019，38（06）：100-107.
[4]孙良玉，蒲发金.汽车轮胎异常磨损的成因分析及早期预防措施[J].黑龙江交通科技，2019，042（002）：163，166.
（作者单位：南京地铁运营有限责任公司）