重载铁路小半径曲线钢轨磨耗初探

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1、重载铁路小半径曲线钢轨磨耗初探　　(神华准能大准铁路公司工务机械段，内蒙古薛家湾010300) 　　摘要：文章通过分析钢轨伤损原因，提出了整改方法：减缓轮轨的磨耗速度，延长设备的使用周期，探索小半径曲线的养护维修方法。 关键词：小半径曲线；钢轨磨耗；整治铁路 　　中图分类号：U216.42+6文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)20—0112—02 　　大准线东起大同东站西至准格尔旗薛家湾站，是处于西煤东运北通道上的一条重要运煤专用铁路。设计初轨道结构为次重型，路基丹州营至薛家湾段次重型(比照重载路基

2、压实)、大同东至丹州营段重载路基。大准铁路原年设计运输能力为1500万t，货物运输在2002年突破设计运能后，运量平均每年以650万t的热血传奇私服规模递增，并于XX年开行C80车辆编组的万吨列车，为解决日益突出的运能与运量的矛盾，大准铁路于XX年将全线50kg/m钢轨普通线路更换为60kg/m钢轨的无缝线路。随着运量逐年增大，小半径曲线病害日益加剧，钢轨伤损依然严重，针对大准铁路现状，技术人员积极分析钢轨伤损原因，努力探索小半径曲线的养护维修方法，改善机车车辆曲线通过条件，减缓轮轨的磨耗速度，延长设备的使用周期，逐渐形成了一整

3、套有效的维修方法，在线路维修中广泛使用，目前效果良好。 1小半径曲线病害 1.1造成小半径曲线“鹅头” 　　曲线方向不良多发生在曲线头尾处，曲线“鹅头”与反弯主要原因是养护维修作业方法不当，如用目视指挥拨道，习惯于上挑，从而破坏了曲线头尾的正确位置，使用简易计算法拨道，由曲线中间向两端拨道也有可能产生“鹅头”，设置缓和曲线长度、超高及轨距加宽递减不合理，道床不实时，也易产生“鹅头”，列车动力的作用也有较大影响。 1.2钢轨伤损 1.2.1钢轨磨损 　　1.2.1.1黏着磨损。轮轨之间的黏着磨损是造成钢轨磨损的重要原

4、因。黏着磨损的磨损量与钢轨承受的荷载成正比，而与钢轨材质的屈服极限成反比。由于轮轨接触应力达到一定值后引起钢轨表面金属的塑性变形，而后由于塑性变形的累积形成表面裂纹，在车轮荷载的循环作用下使裂纹不断扩展，最终导致剥离掉块。为减少重载铁路钢轨的严重磨损，就必须采用屈服极限较高的强韧钢轨和减小轮轨接触应力。 　　1.2.1.2磨粒磨损。磨粒磨损也是轮轨磨损的一个重要原因。在列车转向架通过小半曲线时，转向架前轴外轮踏面与曲线外轨顶面接触，而车轮轮缘则与轨头侧面接触，形成轮轨两点接触状态，使两点间存在导前值。当车轮滚动时，轮缘将磨削轨

5、头侧面，也造成轮轨之间的磨粒磨损。 　　1.2.1.3表面疲劳磨损。在反复应力循环作用下，滚动接触表面将产生表面疲劳磨损。表面疲劳磨损与接触时的最大弹性应力有关，列车轴重增加将严重缩短钢轨失效时间。 1.2.2曲线钢轨侧磨 　　1.2.2.1机车车辆一般是依靠导向轮轮缘导向通过曲线时，由于机车轴重大，轴距大，通过曲线时轮轨间产生的横向作用力较大，能引起较大的钢轨应力及钢轨磨耗。 　　1.2.2.2轮轨接触几何关系。当车辆沿线路运行时，轮轨接触点的位置不断发生变化，轮缘与轨头侧面之间在接触点处将会产生相对滑动，造成轮缘与轨

6、头侧面的磨耗，而且轮缘接触点离踏面接触点的垂向距离越大，则摩擦越严重。 　　1.2.2.3轨道几何参数对侧磨的影响。曲线轨道几何参数包括超高、轨底坡、曲线的圆顺度等。几何参数的设置是根据列车运行速度和曲线半径决定的。如果设置不当，则可造成曲线钢轨侧磨。适当调整几何参数可改变轮轨间的受力，并使轮轨间有良好的接触点，从而达到减缓钢轨侧磨的目的。 　　超高过大，列车的重量偏载于内股钢轨，会加大内股钢轨垂直磨耗，同时也会增加外股钢轨的侧磨。因为内外股钢轨长度不等，当车轮箍导向车轮轮缘靠处股走行时，可以利用轮缘踏面锥形坡度来弥补一部

7、分，但在后轴上，一般内股轮缘紧贴内股，使内外钢轨行程差值相对较大，只有靠外轮沿纵向滑动或内轮向后滑动来调整，导致外轨的侧向磨耗；如果超高过小，离心力得不到平衡，增大的横向力导致曲线外股侧磨增加。 　　在曲线轨道上，只有当轮对外轮的滚动半径大于内轮的滚动半径时，转向架才有良好的曲线通过性能，从而减少车轮对钢轨的滑动摩擦。曲线上股轨底坡较小时，车轮踏面的滚动半径增大，内外轮滚动半径差减小，滑动摩擦距离增大，从而加剧曲线外股钢轨的侧磨。 　　曲线圆顺度的不良直接引起轮轨横向力及导向力的改变，在圆顺度不良曲线范围内的1/4段内，其

8、导向力和冲角都较大。从现场观察可知，在此范围内经常出现钢轨最大侧磨点。曲线圆顺度不良对钢轨轨头侧磨的影响是曲线正矢差小的地方，钢轨轨头侧磨速率的平均值相应就小，反之钢轨轨头的侧磨速率就增大。 2小半径曲线病害整治措施 2.1防治曲线“鹅头” 　　日常曲线