唐淩

摘　要：近年來，出行事故時常發生，出行安全問題逐漸（jiàn）備受多方關注（zhù），作為出行（háng）主要方式的鐵路運輸方式的安全運行自然顯得尤為重要。由於（yú）鐵道機車運行基（jī）礎是車輪和軌道，所以在二者相互作用時極（jí）易因不斷摩擦（cā）而產生磨損情況，引發相關事故，對此，本文（wén）進行了相關研究（jiū）與分析，並提出了相關節能（néng）減耗措施，望（wàng）對相關機車運行過程提供幫助。

關鍵詞：鐵道機車車輛輪（lún）軌；摩擦磨損情況；節能降耗

鐵道運輸得以順利進行（háng）主要依賴於鐵路軌道和（hé）車輛車輪之間的黏著製動力和黏著牽引力，但是在實際的運（yùn）行過程中常常因二者之間的相互摩擦而造（zào）成兩者損壞現象（xiàng），一旦輪軌損壞後不僅會消耗大量的能源和能（néng）量，還會浪費很多的維修資金[1]。為了進一步降低這種磨損情況，本文針（zhēn）對性的進行了輪軌摩（mó）擦現象的分析，並在節能理念（niàn）下提出了節能措施（shī），現將研究分析內容論述如下。

1　摩擦與輪軌磨耗之間的關係

輪軌之（zhī）間具有一（yī）定的摩擦，二者在相互（hù）作用時會（huì）形成一定的相對運動和接觸（chù）壓強。長期（qī）的磨損會消耗大量的能源，而消耗能源的（de）用量則與輪軌之間的（de）摩擦情況直（zhí）接相關。除此之（zhī）外，磨耗還與運動率和接觸壓強密切相關。同運動率、接觸壓強和摩擦係數之間呈正相（xiàng）關。而期間產生的（de）材料消耗情況則是（shì）多種因素共（gòng）同作用的（de）結果。磨（mó）損具有一定的發展模（mó）式，多由輕微摩擦轉變為嚴重磨損，所（suǒ）以必（bì）須在日常加強對輪軌的檢修和維護，這樣（yàng）才能進一步延長（zhǎng）輪軌的使用時（shí）間。為了有效的降低磨損，可以（yǐ）選用硬（yìng）度較高的材料（liào），也可以對運動率、接觸壓強等進行調整，既可以在鋼軌側麵和車輪（lún）輪緣之間的（de）接觸麵上增加潤滑，也可以（yǐ）在鋼軌軌頂（dǐng）和車輪踏（tà）麵的接（jiē）觸麵上降低摩擦（cā），二者均能減小車輪踏麵磨損，實現降低能（néng）量消耗和鋼軌垂磨的目的，同時軌頂的摩擦控製還可以（yǐ）減緩列車通過曲線時的彎道作用力。彎道作用力的降低直接導致鋼軌側麵和車輪輪緣接觸麵上（shàng）的壓強減小，進而降低輪緣和軌（guǐ）側的磨損。

2　鐵道機車車輛輪軌的摩（mó）擦磨（mó）損情況

1.鐵道機（jī）車車輛車輪的摩（mó）擦磨損情況分析

鐵道機車車（chē）輛運行過程中，車輪是其主要的走（zǒu）行部件之一（yī）。長時（shí）間的、持久性的車輪滾動狀態（tài）會（huì）導致（zhì）車輪（lún）出現磨損狀況，而經磨（mó）損後的（de）車輪又（yòu）會對鋼軌上的踏麵造成損傷。滑動也會造成踏麵損（sǔn）傷。總（zǒng）結其車輪磨損形態（tài），主（zhǔ）要包括據輪輞（wǎng）疲勞裂紋、輪緣磨耗、車（chē）輪踏麵剝離、熱損傷以及踏麵崩（bēng）裂等。究其原因多為製動熱應力疲勞、輪軌接觸（chù）應力、夾雜（zá）物應（yīng）力過於集中以及結（jié）構存在缺陷（xiàn）等。由於（yú）車輪存在上述多種摩擦磨損問題，所以必須時常更換車輪或者對（duì）車輪進行檢修，由此產生了（le）很多檢修費用和（hé）車輪購置（zhì）費用（yòng），其中還包括人工（gōng）勞（láo）務費等（děng），可（kě）以說車輪出現磨（mó）損問題（tí）後會引發一係列的多種問題。

2.鐵道軌道（dào）的摩擦磨損情況

鐵路鋼（gāng）軌磨（mó）耗現象是目前鐵路磨耗（hào）現象中比較常（cháng）見的問題，目前國內的鐵路的路段多存在磨損（sǔn）狀（zhuàng）況，其中（zhōng）接近60%的曲線段鋼軌因波磨而出現了嚴重損傷（shāng）狀（zhuàng）況，由此引發的損（sǔn）失極（jí）為巨大。目前常（cháng）見（jiàn）的軌道摩擦磨損分類主要包括波磨、側磨（mó）、壓潰、剝離等，這四種分類幾乎就占據了軌道磨損總量的80%。近些年來，隨著經濟發展水平和人們生活水平（píng）的不斷提升，鐵路運輸承擔了更多的運輸任務，由此伴生了更多了（le）軌道摩擦磨損現象。由於軌（guǐ）道多由（yóu）鋼材構成，所以一旦（dàn）經受長期磨損勢必需要進行更換，這樣就會增加鋼材（cái）的使用量。自“十五”之後，國內（nèi）的鐵道（dào）鋼材用量就超過（guò）了110萬噸/年，這對於日益緊缺的能源來說是較大的問題。

3　輪軌節能降耗措施研究

1.潤（rùn）滑噴塗措施

鐵道機車的輪軌在進行長期的運行中總會出現一些摩擦和磨損情況，究其（qí）原因主（zhǔ）要（yào）是因為車輛擺角（jiǎo）剛度較高或者是曲線（xiàn）半徑較小從而使（shǐ）車輪出現磨損情況，降低車（chē）輪的使用壽（shòu）命。對於這種現象（xiàng）通常情況下會采（cǎi）取潤滑噴塗措施，潤滑噴塗位置多選為輪緣同軌側的接觸（chù）麵，在其（qí）上塗抹潤滑劑（jì）可以有（yǒu）效的降（jiàng）低摩擦。目前常見的潤滑方式有兩（liǎng）種，一是車載幹式固塊潤滑（huá）方式，二是車載油脂噴塗方式。下麵就（jiù）其具體的應用進行分析：①幹式固塊（kuài）潤滑方式。該方式作用機（jī）製主要利（lì）用的是幹式（shì）固塊潤滑係（xì）統，這種係統安裝簡單、具有一定的自（zì）我調節能（néng）力。可以（yǐ）在設計的起初（chū）進（jìn）行安（ān）裝，也（yě）可以在（zài）後期進行改（gǎi）造安裝。該係統值得注意的優點之一為不會因輪軌（guǐ）擠壓轉移相關物質到軌頂，有效的降低了（le）汙染（rǎn）。由於該種方式使用的是固體（tǐ）潤滑劑，所以必須細致處理好安裝比（bǐ）例和位置，從而增加（jiā）潤滑效果。可以對輪緣進行潤滑處理，也可（kě）以在軌頂和車輪踏麵之間進行潤滑處理（lǐ），其中，對車輪踏麵進行潤滑處理（lǐ）時可以（yǐ）利用（yòng）車載自調節機械塗覆（fù）器進行。而市麵上常見的水基液體摩擦調節劑也是潤滑劑（jì）的（de）一種， 可以安裝在地（dì）麵的道旁塗覆係統（tǒng）上。這種潤滑劑（jì）的作用原理主要是經由機車運行帶動塗覆（fù）區域的潤滑（huá）劑，在反複的攜帶過程中為鋼軌頂進（jìn）行潤滑（huá），同時，揮發水分，從而在鋼軌（guǐ）接觸界麵和車輪之間（jiān）建（jiàn）立一種固（gù）體薄膜，目的是降低（dī）輪（lún）胎的磨損性，延長其使用壽命。②油脂噴塗方式。該方式作用的原理主要是通過油脂噴塗係統，這種潤滑方式會在設計的起初就進行了合（hé）理安裝，由於油脂（zhī）意流（liú）動，所以如何有效（xiào）的進行精確（què）控製是主要的問題之一。而且在該係統運行（háng）過程中極易導致油（yóu）脂擴散到鋼軌頂麵，對機車的製動牽引造成（chéng）不利影響，出現車（chē）輪打滑現象。有相關（guān）研究對這兩種方式進行了對比研究，結果發（fā）現[2]，前（qián）者比（bǐ）後者更能夠降低（dī）輪軌的磨損率（lǜ），從而提高輪胎的（de）使用時間。③地麵道旁軌側潤滑係（xì）統。減少車輪（lún）的（de）踏麵的磨損性在一定程度上（shàng）也可以降（jiàng）低或者（zhě）說是阻止波磨的增長。所謂（wèi）波磨就是一種會影響出行舒適（shì）度的一（yī）種磨損情況，其形成原因多種多樣，但是經由道旁（páng）塗覆設備塗覆液體（tǐ）摩擦調節劑的使用後就會降低波磨現象。該（gāi）係統（tǒng）能夠對鋼軌的軌角部位和軌側塗抹潤滑脂，然後保證機車在（zài）運行途中經由塗覆區域將潤滑脂帶入到外軌的（de）軌側和軌角上（shàng）。有效地降低波（bō）磨的增長率降。

2.使用耐磨損的車輪踏麵

車輪出現磨損情況主要有（yǒu）兩種可能性，一是踏麵出現磨損，二是輪緣出現磨損。所以今後的車輪踏麵磨耗深度必須低於7毫米，而到使用輪（lún）緣（yuán）高度（dù）為25毫米的磨損麵時要保證（zhèng）其磨耗深度低於10毫米[3]。在鐵路運輸過程（chéng）中采用磨耗型的車輪踏（tà）麵廓形，有效的降低了輪軌的磨耗，降低了輪軌的（de）接觸應力，延長了輪軌（guǐ）使用時間。

3.使用徑（jìng）向（xiàng）轉向架（jià）

以往的機車轉向架在進行設計時對曲線的設（shè）計不夠規範，為了在滿足牽引力的基礎上順利運行（háng）可以通過曲線設計進行優化。設（shè）置鋼軌和輪胎（tāi）之（zhī）間（jiān）的衝角，在合（hé）理範圍之內盡量縮小曲線的半徑，降低磨損現象。而這一過程就需要積極采用徑向架。

4.做好日常的檢修和維護工（gōng）作

作（zuò）為一個使用係統來說，要積極對輪軌進行檢修和維護工作，設立專門的維護小組，及時排查問題，做好抽樣檢查工作，確保輪軌的順利運行。

4　總結（jié）

近（jìn）年來，鐵路運輸發展逐（zhú）漸轉為重載化和高（gāo）速化，隨之也增（zēng）加了多種鐵路運輸風險（xiǎn）和事故，就鐵道（dào）機（jī）車車輛輪軌摩擦磨損情況來看，不僅降低了車輪和軌道的使用壽命，嚴重時還會導（dǎo）致火車脫軌現象，危及人員的生命安全。就此，本文進行了細致分析，提出了相關改善措施，並（bìng）積極提出了相關節能減耗策略，力求在保障鐵路運輸效率的同（tóng）時提升其節能（néng）性（xìng）。

參考文獻

[1]周新建， 盧勇， 王成國，等. 大功率機車輪軌接觸應力計算分析[J]. 鐵道機車車輛， 2011， 31（1）：22-26.

[2]李亨（hēng）利， 潘樹平（píng）， 王愛（ài）民，等. 輪軌潤滑降低重載貨車輪軌（guǐ）磨耗作用的研究[J]. 鐵道機（jī）車車輛， 2012， 32（2）：39-41.

[3]康海濤. 鐵道機車車輛輪軌的摩擦磨損與節能降耗[J]. 城市建（jiàn）設理論（lùn）研究：電子版（bǎn）， 2015（15）：23-35.

作者簡介

唐淩（1978-），山西太原，現（xiàn）武漢鐵路職業技術（shù）學院機車車輛學院教師，講師，研究方向：鐵道機車車輛（liàng）和計算機。

來源：《卷宗》

（版權歸原作者或（huò）機構所有（yǒu））