摘 要：大型养路机械轮对踏面形状有一定的锥度，导致轮对在钢轨上运行是蛇形运动，剧烈的蛇形运动会造成很多不良影响。通过对1台cdc-16道岔捣固车附属车晃车情况的分析，了解踏面形状对车辆蛇形运动的影响，并采取具体措施进行处理。
关键词：大型养路机械；轮对；踏面；道岔捣固车；蛇形运动 引言
大型养路机械在铁路建设和维护中起着越来越重要的作用，在铁路行业有着不可替代的地位，因此解决大型养路机械的许多关键技术问题有着重大的意义。大型养路机械晃车是行车安全的问题之一，轮对作为大型养路机械重要的走行部件，对大型养路机械走行是否平稳起着很大的作用。轮对踏面形状有一定的锥度，导致轮对在钢轨上运行是蛇形运动。蛇形运动是机车车辆特有的运动[1]。剧烈的蛇形运动会造成车辆运行不平稳，并会损坏车辆设备与线路，严重时会造成车辆脱轨。
我段1台cdc-16道岔捣固车在使用6年后，在速度为70km/h以上时，经过线路状态不良地段，材料小车蛇形运动较为严重，在不减速的情况下，会一直剧烈的晃动。因此需要寻找一种具体措施减轻蛇形运动，保证车辆运行的平稳性。 1 cdc-16道岔捣固车车体结构
cdc-16道岔捣固车是一种设计用来捣固线路道岔设备的捣固车。其车体由主车和附属车组成。主车主要有前司机室、作业司机室、作业装置，附属车主要有材料小车与后司机室。主车有两套转向架，每套转向架上有两条轮对，附属小车没有转向架，只有两条独立的轮对和相应的减震装置。轮对踏面形状采用的是锥形。 2 踏面形状的分类
大型养路机械轮对踏面形状与车辆踏面形状基本一致，分为锥形和磨耗形。 2.1 锥形车轮踏面
车辆上以tb型车轮踏面又称锥形踏面作为标准型踏面沿用多年，其外形如图1。它的基本特点是轮缘根部以一段圆弧连接斜度分别为1：20和1：10的两段斜线。这种轮型踏面使车轮能够顺利地通过曲线和道岔。 2.2 磨耗形踏面
原铁道部四方车辆研究所从1972年开始设计lm型踏面，先后研制有sy、33gl、10sy、30sy、50sy等多种型号并进行了试验，1984年对30sy型进行了部级鉴定，取名为lm型，其中l代表“辆”字的汉语拼音第一个字母，m表示“磨”字的汉语拼音第一个字母意思，其含义是磨耗形车辆车轮踏面。1985年开始推广，1987年上升为标准tb1967-1987《机车车辆用车轮磨耗型轮缘踏面外形》[2]。其外形如图2。它的基本特点是踏面采用r100、r500和r220为半径的三段曲线，圆滑连接成的一条曲线和锥度为1：8的一段直线所组成的几何图形。
3 踏面形状对磨耗的影响
锥形踏面在使用中特别是使用初期，踏面与轮轨接触点不连续，当轮对通过曲线产生较大偏移量时，踏面与轮轨处于两点接触状态，一个接触点处于滚动状态，另一个接触点必须产生滑动，从而使磨耗加剧。车轮受侧向力时，轮缘与钢轨发生刚性冲击，在轮对中心横向偏移过程中，轮轨接触点在踏面上的变化范围小，使局部接触应力大，造成局部磨耗。 磨耗形踏面是在锥形踏面磨耗稳定后的形状基础上，加以改进而设计的。磨耗形踏面相对锥形踏面的优点是：能减少轮缘与踏面圆周的磨耗、改善钢轨的磨耗和工作状态；磨耗形踏面在滚动圆处的等效斜率较小，而在轮缘根部等效斜率较大，因此它既能保证车辆直线运行的横向稳定，又有利于曲线的通过，具有非线性等效斜度和重力复原性。 4 轮对踏面形状对车辆蛇形运动的影响
蛇形运动的振动频率方程
式中：n-踏面锥度；s-左右两滚动圆之间距离的一半；r-轮对中心与轮轨中心一致时的滚动圆半径；v-轮对速度。
从式中可以看出，蛇形运动的频率与轮对踏面锥度的大小有关，轮对踏面锥度越大，蛇形运动的频率越大。
5 减轻cdc-16道岔捣固车蛇形运动的措施
我段1台011301#cdc-16道岔捣固车在直线行驶时，该车运行较为平稳。而以70km/h左右的速度经过道岔或线路状态不良地段时，附属车蛇形运动较为严重。而一旦晃动起来，就不能停下来，只有减速到60km/h左右时，才能逐渐趋于平稳。
由于cdc-16道岔捣固车车轮原形是锥形轮，经过长时间磨耗后，轮形接近磨耗形，滚动圆处锥度减小，而轮缘根部处的等效锥度增大。根据公式得知，蛇形运动的频率ω变大，当蛇形运动的频率接近车辆的自有频率时，附属车蛇形运动发生共振，导致振动加剧。当车轮速度v减低时，蛇形运动的频率ω变小。因此当蛇形运动加剧时，适当降低车辆的运行速度，使蛇形运动的频率偏离车辆的自有频率，附属车会逐渐趋向平稳。主车的质量较大，附属车质量较小，自有频率不同，所以主车的自有频率远大于蛇形运动频率，不会发成共振。 根据以上所述，我段对该车进行镟轮，附属车轮形按照锥形踏面进行镟削。附属车重量轻，踏面与轮轨接触应力小，这样既保证有较小的磨耗，又保证了踏面较小的锥度，蛇形运动频率相对较小。而主车轮形按照磨耗形踏面进行镟削，保证主车较重的情况下，通过磨耗形踏面减少踏面与轮轨的接触应力，同时保证了主车自有频率较高，蛇形运动频率达不到主车自由频率，从而达不到共振。镟轮后经过半年的运行，反馈效果较好，运行中不再出现附属车剧烈晃动的情况。 6 结束语
经过对cdc-16道岔捣固车轮对踏面形状的探索，摸索出既能减轻轮对磨损，又能避免蛇形运动共振的措施。给其他车型的大型养路机械提供相应的参考。
