【摘要】苏州地铁4号线电客车车轮内外侧安装有两根降噪 环，用于降低轮轨接触噪声，抑制电客车通过弯道时轮轨啸鸣声， 实际运营中取得不错的降噪效果。检修过程中发现降噪环焊接处 存在裂纹现象，本文通过分析断裂降噪环原材料、制作流程、安 装工艺各环节存在的问题，查找裂纹原因，有针对的提出后续解 决措施，保障安全运营。 【关键词】降噪环、裂纹、管控措施 doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.35.4406

一、概述 2020 年 4 月班组检修时，发现 4 号线车轮两处降噪环存在裂 纹，裂纹均位于降噪环对接焊缝处，另外普查发现全线其余车辆 降噪环存在 3 处裂纹、2 处空响。降噪环裂纹轮对内外侧均有分 布，车号无明显规律。 二、降噪环工作原理 降噪环又称阻尼环，苏州 4 号线采用开口式钢环，外力压缩 后嵌入轮辋消音槽内，接口处放入接头进行焊接。当车轮与钢轨 运行接触，轮轨间激励及振动传递至车轮，车轮消音槽与降噪环 体之间干摩擦进而产生阻尼，起到减小振动及噪声的作用。 三、故障现象及分布 根据检修及普查情况，降噪环故障主要分两类，一为裂纹， 二为空响，故障详见表 1。 表 1：降噪环故障情况统计表 序号 车号 位置 轮位 内 / 外 故障情况 1 0433 TC1 01 外侧 降噪环裂纹 2 0415 TC1 01 内侧 降噪环裂纹 3 0440 M1 04 外侧 降噪环裂纹 4 0419 TC2 01 内侧 降噪环裂纹 5 0415 TC1 02 内侧 降噪环裂纹 6 0437 TC1 01 外侧 降噪环空响 7 0433 TC1 07 外侧 降噪环空响 裂纹故障全部发生在降噪环对接焊缝处，焊缝处可见明显打 磨痕迹，内外侧降噪环均产生过裂纹，大部分集中在TC 车，M 车发生 1 起。 空响故障为厂家普查时发现，共发现 2 起，使用橡胶锤敲击 环体，故障时会发生清脆的空响，有别于正常沉闷的声响。 四、故障排查 为排查降噪环裂纹及空响产生的原因，从原材料、制作流程、 安装工艺等方面进行排查。 4.1、材料 降噪环采用材质为 GB/T 699 10A 碳素冷拔圆钢，环体直径要 求为 φ12（-0.1，+0.2）mm。外侧降噪环直径为 719mm，内侧降 噪环环直径为 708mm，圆度误差要求小于 0.2mm。 查看降噪环原材料各产生化验报告，均符合国标要求。对冷 拔后的降噪环环体直径进行测量，抽检在制的降噪环 13 件，数据 均符合工艺要求，数据详见附表 2。 表 2：降噪环环径抽检表 序号 直径（mm） 序号 直径（mm） 序号 直径（mm） 1 11.93 2 11.94 3 11.94 4 11.93 5 11.92 6 11.93 7 11.94 8 11.93 9 11.93 10 11.93 11 11.93 12 11.93 13 11.92 备注：工艺要求 11.90-12.20 4.2、制作流程 降噪环制作流程为：

表面磷化：对φ14 高速线材表面进行处理，去除表面氧化 铁皮； 冷拔成型：采用冷拔工艺将线材加工成工艺要求的 φ12 直径 冷拔圆钢； 滚筒缠绕：采用滚筒式自动缠绕方式加工圆环，根据环体直径要求不同，采用不同直径的滚筒； 校准、切割：粗制环体加工完后，采用工艺要求直径的模具 进行人工圆度校准和周长划线切割。在模具约束状态下，降噪环 两端预留小于 10mm 开口； 电镀：采用电泳工艺在降噪环表面镀上黑色电泳涂料，完成 降噪环的制作。 对制作降噪环工艺进行分析，使用滚筒缠绕的方式制作降噪 环，现场查看滚筒表面已出现磨损沟痕，圆钢在滚筒表面缠绕时， 不能确保降噪环环体圆度控制。现场抽检部分成品降噪环圆度， 环体和校模圆周间隙不均，局部间隙大于0.2mm 现象，圆度超 标。安装进消音槽后，不能确保和槽周向紧密贴合；现场测量部 分成品降噪环环径 720-770mm 之间波动，环径控制较差，部分小 直径阻尼环安装后，环体较易转动。 4.3、安装焊接工艺 降噪环安装进车轮消音槽后，根据开口实际大小选配相应尺 寸的接头，用铜锤将接头压入开口处，确保接头和阻尼环紧密连 接。降噪环和接头焊接采用手动钨极氩弧焊，焊丝采用符合 ISO A636 标准的 ER50-6，焊接两端加工 30° 坡口。 接头选定后，应采用铜锤敲击的方式将接头压入接口部，确 保接头和阻尼环本体连接紧密。实际安装时，因采用铜锤敲击方 式操作难度大，现场可能会选择尺寸偏小接头放入接口部。在环 径偏小，接头对接口部连接不紧密时，焊接后，阻尼环不能保证 和消音槽紧密贴合，降噪环发生转动和异响的可能性增大。 同时对接接口焊接后，厂家为对焊缝进行电磁探伤，对焊角 进行打磨，部分断裂降噪环处打磨过深，大大降低了焊接强度。 4.4、故障原因 综上可知，4 号线降噪环裂纹、空响原因如下： 1. 降噪环制作工艺不完善，本体、圆度控制不稳定，环体安 装后，不能确保与消音槽圆周方向紧密贴合，出现间隙。在车辆 运营过程中，间隙的存在将使降噪环和消音槽壁间发生相对运动， 最终导致撞击发生； 2. 降噪环安装工艺把控不严，环径偏小，接头选择不当，接 口部位连接不紧密，焊接后，阻尼环不能保证和消音槽紧密贴合， 降噪环发生转动和异响的可能性增大。对接焊缝焊角打磨过多后， 焊接强度下降； 3. 制作、安装存在不足，车辆运行时轮轨间振动冲击，会加 剧降噪环撞击消音槽壁程度，最终导致发生异响和断裂故障。TC 车为头车，振动冲击相对其他车辆强烈，这也是降噪环故障相对 偏高的原因。 五、解决措施 5.1、厂家管控 1. 优化制造工艺，摒弃过时的滚筒缠绕工艺，使用轧制机进 行轧制，控制环身圆度及长度； 2. 严控安装工艺，接头须保证降噪环连接紧密，探伤作业打 磨时，避免过度打磨，增加尺寸检查要求； 3. 接到运营反馈裂纹、空响后，及时进行更换。 5.2、车辆运营管控 1. 空响降噪环使用橡胶锤敲击时，会发出清脆的空响，在均 衡修各修程中，增加橡胶锤敲击检查要求； 2. 裂纹降噪环裂纹位置均处于对接焊缝处，日检、均衡修、 专项修检查车底时，加强该位置目视检查； 3. 异常降噪环在未产生裂纹、空响前，与消音槽会存在间隙， 使用样板检查时，与样板间隙存在小于 1mm 标准的现象，在均衡 修 12 中，增加样板检查要求。 六、论 本文通过分析断裂降噪环原材料、制作流程、安装工艺各环 节存在的问题，找到了裂纹原因，主要为厂家制造与安装工艺存 在不足，有针对的提出后续解决措施，指导厂家后续改进工艺， 同时增加了运营检修要求，确保出现裂纹与空响能第一时间能进 行处理，切实保障安全运营。

参考文献：

[1]邹强；江波；刘友存；陈刚；.阻尼车轮的降噪构设计 与应用 [J]. 铁道车辆，2016（4）。

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