摘　要：由於地鐵列車的頻繁碾（niǎn）壓而使得部分地（dì）段鋼軌的（de）側麵磨耗日益加劇，不但造成較（jiào）大的人力、物力、財力的（de）支出，還嚴重威脅列車的行車安（ān）全。通過（guò）對南京地鐵1號線鋼軌側麵磨耗情況進行（háng）實地調查，選擇（zé）幹式潤滑方式對新模範馬路—南京（jīng）站上行線側磨嚴重地段，進行為期3個月的減磨、減噪塗覆（fù）試驗。經過對現（xiàn）場使用效果和經濟效益的分析比較，認為幹式潤滑技術能（néng）有效減少鋼軌側麵磨耗及機車輪緣磨耗，降（jiàng）低車輛經過時的噪聲，提高列車（chē）運行平穩性，針對試驗中（zhōng）發現的問題建議：優化幹式潤滑劑塗（tú）覆裝置及塗覆方法，以達Z大經濟效益，加（jiā）強對鋼（gāng）軌磨耗（hào）及（jí）輪緣磨耗情況的測量統計，以便於（yú）後（hòu）續線路的維修養護。
　　關鍵詞：輪軌潤滑；鋼（gāng）軌磨耗；幹式潤滑技術
　　南京地（dì）鐵1號（hào）線正式運營以來，由於（yú）地鐵列車（chē）的頻繁碾壓（yā）使得部分地段鋼軌的側麵磨耗（hào）日益加劇，尤其是曲線半（bàn）徑較（jiào）小的地段尤為突出，不但（dàn）造成了較大的人力、物力（lì）、財力的支出，還嚴重威脅著（zhe）列車的安全運（yùn）行。為改變這種現狀，南京地鐵運營分公司使用“便攜式曲線鋼軌幹式潤滑裝置”對新（xīn）模範馬路—南（nán）京站上（shàng）行線進（jìn）行了為期3個月的幹式潤滑劑塗覆試驗，完（wán）成了相關試驗項目。試驗結論認為，通過使用幹式潤滑技術，能（néng）夠（gòu）達到減磨、減噪、提高列車運行（háng）平穩（wěn）性。
　　1　幹（gàn）式潤滑技術機理分析
　　幹式潤滑是近年發展起來的一種新（xīn）技術。之前，輪軌潤滑大部分采用的（de）是油脂潤滑方式。油脂潤滑方（fāng）式中的潤滑劑主要是石墨油脂。石墨具有自動潤滑性能（néng），對金（jīn）屬表麵的附著力較大，同（tóng）時易於沿平麵滑動；它通過在潤滑層（céng）接觸麵上形成表麵吸附分子來減輕摩擦，其作用類似於在邊界摩擦時添加劑分子的作用。因此（cǐ），從理論上講，石墨（mò）油脂的潤滑效果應該是很好（hǎo）的。但是通過實際應用發現：石墨油脂經高壓空氣霧化後（hòu）噴蓋到鋼軌的側麵（miàn）磨耗區後（hòu），會形成一條（tiáo）石墨油脂帶（dài）；而石墨油脂易於沿平（píng）麵滑動，流動性強，經過列車（chē）碾壓（yā）後，石墨油（yóu）脂會轉移到軌頂麵，引發粘（zhān）著（zhe）係數（shù）的改變，造成牽引製動的問題。此外，石墨油脂為易燃（rán）品，在有著空間特殊性的地鐵線路上易造成消防安（ān）全上的（de）隱患，同時（shí）還（hái）存在對（duì）環境的汙染。
　　幹式潤（rùn）滑技術的發展彌補了油脂潤滑方式的（de）上述（shù）不足。幹式潤滑方式中的潤滑劑是（shì）由（yóu）主成膜物質（為合成樹脂、聚合油）、次成膜物質（zhì）（為固體潤滑材料），以及抗壓（yā）抗磨劑、成膜助劑等合成的一種新型高分子複合材料（liào）。其中選用（yòng）的油性劑如十二羥基硬脂酸，其極性基團（羥基）與金屬表麵發生化學反應後，生成金屬皂，從而隔離摩擦表麵，起到（dào）潤滑減磨效果。由於潤滑劑是連續地塗在鋼軌側麵上，所以在鋼軌側麵形成一層均勻的、連續（xù）的（de）幹式潤滑膜;在列車經過時，合成（chéng）樹脂（zhī）及聚合油便載著固（gù）體潤滑材料轉移到列車輪緣上，對輪緣進行潤滑，從而達到近似“液體摩擦”的減摩、減磨的效果。其潤滑機理可看做是（shì）一（yī）種界麵潤滑原理，而不是油脂潤滑方式的流（liú）體（tǐ）潤滑原理。
　　鑒於上述分析，南京地鐵1號線采用幹式（shì）潤滑作為（wéi）塗覆試驗（yàn）方式。
　　2　操（cāo）作方法簡述
　　實際操作中，選用對比試驗的方法（fǎ）對塗（tú）覆前後的效果進行跟蹤（zōng）調查。試驗選定（dìng）了上行線兩段曲線進行（háng）塗覆（fù），同時在下行（háng）線選取了同裏程的兩端曲線（xiàn）作為空白對（duì）照組。對比地段的參數見表1。 　　塗覆方法：塗覆選用“便攜式曲線（xiàn）鋼軌塗覆裝置”一套（tào），按照（zhào）每日塗覆的方式（shì）作業。
　　觀測點：新模範馬路—南京站上下（xià）行線各取6個觀測點（diǎn），並在（zài）鋼軌頭部外側做固（gù）定標記；每月由專業人員測量一次，測量人（rén）員、測量器具固定。
　　數據采集：使用曲線觀測（cè）測量儀及AWA6218B噪（zào）聲分析儀定（dìng）期對試驗地段的磨耗量及行車噪（zào）聲（shēng）數據進行采集，記錄成表。
　　3　實際效果分析
　　通過3個月（yuè）的塗覆工作，分別（bié）對6個（gè）觀測點的上下行地段鋼軌軌（guǐ）頭下16mm、10mm、5mm處的鋼軌軌頭寬度進行測量，從而得出具體磨耗量大小；對同一輛列車（chē）經（jīng）過該地（dì）段上下行區域按照20s的間隔采集7組噪聲數據，從而得出平均噪聲值大小，同時對（duì）兩組曲線的上股鋼軌（guǐ）輪軌作用麵進行了（le）對比。整理數據後，得出平均磨耗率（lǜ）的對照（見表2）及平均噪聲對照（zhào）（見表3）。 　　通過以上的統（tǒng）計數據（jù）可知，經過塗覆後，上行線試驗地段的鋼軌側麵（miàn）平均（jun1）磨耗率比未塗覆區段要低，噪聲情況也有改觀；說明在新模範馬（mǎ）路—南京站上行線曲線鋼（gāng）軌上塗覆幹式潤滑劑，起到了（le）較（jiào）為明顯的減磨、降噪的效果。
　　4　經（jīng）濟效益估算
　　4.1 鋼軌經濟（jì）效益（yì）
　　4.1.1 基本參數
　　·潤滑劑減（jiǎn）磨效（xiào）果：延長（zhǎng）鋼（gāng）軌壽命42%。
　　·便攜式塗覆裝（zhuāng）置價格：0.5萬元（3年使用壽命期）。
　　·潤滑劑價格：12.86萬元/T。
　　·南京地鐵1號線目前曲線總長度：16.381km（單股曲線）。
　　·每年裝置操作所需人員費用：4人×3000元/月×12月（yuè）=14.4萬元。
　　·估算曲線鋼軌的換（huàn）軌周期：根據未塗覆月側
　　磨（mó）速率0.27mm/月，推算出換軌（guǐ）年限為4.32年（nián）；采用幹式潤滑月側磨速（sù）率0.19mm/月，推算出換軌年限為6.14年。
　　·潤滑劑每日的消耗量：0.2kg/km（每三日塗覆一次）。
　　·每公（gōng）裏換軌（guǐ）費（fèi）用（yòng）：50萬元/km（單股（gǔ））。
　　·塗（tú）覆周期：采取每三（sān）日塗覆一次的方（fāng）式。
　　4.1.2 每年塗覆所需（xū）的費（fèi）用
　　塗覆所需費用=所用潤滑劑費用（塗覆公裏數×每公裏消耗量×潤滑劑價（jià）格×塗（tú）覆天數（shù））+人工費+裝置折舊費=29.945萬元/年
　　4.1.3 每年節省的換軌費用
　　每年節省換軌數量：1.124km/年；
　　每年節省（shěng）費用：56.2萬元（yuán）。
　　4.1.4 每年節省費用
　　每年節省換軌費（fèi）用-每年塗覆所需費用=26.255萬元。
　　4.2 車輪經濟效益
　　對曲線實施幹（gàn）式潤滑後，在曲線鋼軌側麵磨耗降低的同時，也會對車輛的輪緣磨耗產（chǎn）生減（jiǎn）磨作用。在試驗過程中可以看（kàn）到，在運行車輛的輪緣上附著（zhe）有幹式（shì）潤（rùn）滑劑。所附著的幹式潤（rùn）滑劑對車（chē）輪（lún）輪緣有明顯（xiǎn）的保護作用，可降低其磨耗（見圖1）。 　　車輪磨損報廢並不限於輪緣磨耗，還（hái）有車輪踏麵磨耗（hào）等方麵。采用幹式潤滑技術後，可以保（bǎo）守地估計車輪的平均使（shǐ）用壽命延長20%。由此（cǐ）則可計算出實施幹式潤滑（huá）技術後因車輪減磨而帶來的經濟（jì）效益：
　　1）車輪在未實施幹式潤滑塗覆時，平均使用壽命按（àn）5年計算，則每個車輪每年投入的費用為0.22萬元（車輪單價為0.9萬元/個，人（rén）工（gōng）費為0.2萬（wàn）元/個（gè））；
　　2）實施幹式潤滑塗覆後，假設機車車輪（lún）的平均使用壽（shòu）命延長20%，則每個車輪每年投（tóu）入更換車輪的費（fèi）用為0.183萬元；
　　3）實施幹式潤滑（huá）塗覆後，每（měi）年每（měi）個車輪節省費（fèi）用為（wéi）：0.22萬元（yuán）-0.183萬元=0.037萬元；
　　4）一列地鐵列車有6節車輛，每節（jiē）車輛8個（gè）車輪，因此每輛車每年節省費用為：0.037萬元×6×8=1.776萬元；以南京地鐵目（mù）前20列車計算，每年因車輛輪緣減磨可節（jiē）約35.52萬（wàn）元。
　　4.3 總經（jīng）濟效益
　　每年總經濟效益=每年鋼軌經濟（jì）效益（yì）+每年車輪經濟效益=26.255萬元+35.52萬元=61.775萬元。
　　5　結語與建議
　　采用幹（gàn）式潤（rùn）滑技術進行塗覆後，可以降低曲線鋼軌磨耗速率，使軌距更加穩定，降低了養護的工作量，提高（gāo）了線路的平順性;同時在塗覆了幹式（shì）潤滑劑後（hòu），輪軌接（jiē）觸麵積增加，提高了（le）輪軌吻合性，可（kě）以減少機車、車輛輪緣磨耗，節約能源動力，降（jiàng）低噪（zào）聲（shēng），節能（néng）、環保效果明顯。
　　為了在後續線路中更好地推廣（guǎng）幹式潤滑方式，針對試驗中發現的問題，提出（chū）如下建議：
　　（1）優化幹式潤滑劑塗覆裝置及塗覆方法，一是要加強對塗覆裝置的改進，使塗覆效（xiào）果更加穩定，智能（néng）化程度進一步提高；二是要改進塗覆方法，以達到Z大的經濟效益。
　　（2）加強對鋼軌磨耗及輪（lún）緣磨耗情況的測量統計，主要是建立（lì）鋼軌側麵磨耗及輪緣磨耗數據庫，研究磨耗規律，便於後續線路的維修養護。
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