導(dǎo)語：車輛輪軌摩擦磨損與節(jié)能降耗措施一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著鐵路工程項(xiàng)目的日漸增多，鐵道運(yùn)輸安全問題越來越多，提升鐵道運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性成為鐵路事業(yè)新時(shí)期發(fā)展的必然訴求。鑒于此，以鐵道機(jī)車車輛輪軌摩擦磨損為研究對(duì)象，對(duì)車輛輪軌摩擦磨損現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并在此基礎(chǔ)上以“節(jié)能降耗”為目標(biāo)，提出了幾點(diǎn)優(yōu)化措施，以期改善機(jī)車車輛輪軌摩擦磨損問題，促進(jìn)我國(guó)鐵路事業(yè)的穩(wěn)定與可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鐵道機(jī)車；車輛輪軌；摩擦磨損；節(jié)能降耗

在鐵路運(yùn)輸過程中，列車的運(yùn)行與機(jī)車車輪與鐵軌之間相互作用下產(chǎn)生的牽引力與制動(dòng)力存在密切關(guān)聯(lián)性。而隨著黏著牽引力與制動(dòng)力的產(chǎn)生，機(jī)車車輪與鐵軌不可避免地存在摩擦磨損，長(zhǎng)此以往，不僅縮短了輪軌壽命，增加了列車運(yùn)行能耗，也將降低車輪與鐵軌之間的牽引力與制動(dòng)力，影響列車運(yùn)行的穩(wěn)定與安全，易引發(fā)事故。因此，在高度重視交通運(yùn)輸安全、提倡節(jié)能降耗發(fā)展的背景下，有必要加強(qiáng)對(duì)鐵道機(jī)車車輛輪軌摩擦磨損問題的研究。

1鐵道機(jī)車車輛輪軌的摩擦磨損

1.1運(yùn)行過程中車輪的摩擦磨損。車輪是鐵道機(jī)車車輛的重要組成結(jié)構(gòu)，是保證車輛穩(wěn)定行走的基礎(chǔ)，在車輛結(jié)構(gòu)體系中占據(jù)重要位置。在鐵道機(jī)車車輛運(yùn)行過程中，車輪將與鐵道鋼軌發(fā)生接觸并與之產(chǎn)生一定的摩擦，進(jìn)而使車輛踏面、車輪輪緣等位置出現(xiàn)磨損。通常情況下，列車運(yùn)行過程中，輪緣裂紋（表面存在損傷，產(chǎn)生裂紋）、車輪踏面崩裂（踏面制動(dòng)圓周、輪軌接觸圓周存在裂紋）、車輪踏面剝離（踏面存在龜紋狀或不規(guī)則網(wǎng)狀裂紋，并沿裂紋處剝離掉塊）、車輪熱損傷（踏面制動(dòng)圓周存在刻度狀裂或崩箍）以及輪輞疲勞裂紋（輪輞內(nèi)部、輪箍?jī)?nèi)部存在裂紋）是較為常見的車輪摩擦磨損類型[1]。對(duì)車輪摩擦磨損問題形成原因進(jìn)行分析，了解到輪軌接觸應(yīng)力過于集中、夾雜物應(yīng)力集中、輪軌接觸應(yīng)力過大、累計(jì)額塑像流動(dòng)變形、車輪滑行、制動(dòng)熱應(yīng)力疲勞、內(nèi)部缺陷應(yīng)力集中、表面缺陷應(yīng)力集中等是車輪摩擦磨損問題形成的主要原因[2]。在交通運(yùn)輸過程中，因車輪摩擦磨損產(chǎn)生的能耗無疑是巨大的。據(jù)某鐵路機(jī)務(wù)組針對(duì)“關(guān)于鐵路機(jī)車車輛核心零部件的摩擦磨損”的調(diào)研得知，DF4型鐵道機(jī)車在運(yùn)行過程中，因車輪維修與更換所產(chǎn)生的費(fèi)用為：每年每臺(tái)人工費(fèi)用約為33000元；車輪摩擦磨損材料費(fèi)用約為420000元，每臺(tái)車輪維修過程中的停運(yùn)損失超過36000元。與此同時(shí)，就DF4型鐵道機(jī)車制動(dòng)閘瓦而言，一般情況下，制動(dòng)閘瓦單價(jià)為50元，其使用壽命為7個(gè)月左右，假設(shè)1次維修過程中需更換8次閘瓦（每臺(tái)機(jī)車裝瓦數(shù)為12塊），每臺(tái)機(jī)車的換瓦費(fèi)用將達(dá)到12000元[3]。1.2鋼軌的摩擦磨損。列車在運(yùn)行過程中，車輛車輪與鋼軌之間產(chǎn)生的摩擦力除了對(duì)車輪產(chǎn)生影響外，也在一定程度上對(duì)鋼軌產(chǎn)生影響。據(jù)鐵工工務(wù)部門調(diào)查研究顯示，由于我國(guó)鐵路事業(yè)起步相對(duì)較晚，相比于國(guó)外而言鐵路鋼軌摩擦磨損率較高。通常情況下，軌道磨損問題發(fā)生的概率為20%～30%.在曲線路段中，約有60%的概率會(huì)因摩擦出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。由于鐵路軌道與列車之間相互作用的關(guān)系復(fù)雜，產(chǎn)生的摩擦磨損類型較多，比如鐵軌壓潰、鐵軌剝離、鐵軌側(cè)磨和波磨等。通常情況下，鐵軌的摩擦磨損將嚴(yán)重縮短隧道鐵軌的使用壽命，減弱其與從車輪之間的相互作用，導(dǎo)致列車運(yùn)行不穩(wěn)，甚至脫離軌道，出現(xiàn)嚴(yán)重的列車運(yùn)行事故，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全以及社會(huì)穩(wěn)定造成威脅。

2改善摩擦磨損，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

2.1加強(qiáng)潤(rùn)滑養(yǎng)護(hù)，降低摩擦磨損。潤(rùn)滑養(yǎng)護(hù)是改善鐵道機(jī)車車輛車輪摩擦磨損的重要手段。通常情況下，利用專業(yè)的潤(rùn)滑劑對(duì)車輪、鋼軌進(jìn)行定期養(yǎng)護(hù)處理，能夠有效減少列車運(yùn)行過程中硬性摩擦的產(chǎn)生，減小硬性摩擦對(duì)車輪與鋼軌造成的不利影響，從而延長(zhǎng)車輪與鋼軌使用壽命，實(shí)現(xiàn)能源與資源的有效節(jié)約。而在應(yīng)用潤(rùn)滑劑的過程中，為了增強(qiáng)潤(rùn)滑劑的效果，促進(jìn)其功能與作用的最大化發(fā)揮，應(yīng)遵循規(guī)范和要求，有針對(duì)性地選擇潤(rùn)滑劑的類型，并保證涂抹方式的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。隨著近些年機(jī)車車輛潤(rùn)滑涂抹系統(tǒng)性能的不斷提升，其在機(jī)車車輛養(yǎng)護(hù)維修中的實(shí)用性逐漸增強(qiáng)，潤(rùn)滑涂抹模式呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展態(tài)勢(shì)，比如固塊潤(rùn)滑、油脂型潤(rùn)滑、軌道側(cè)邊潤(rùn)滑等。其中，固塊潤(rùn)滑具有操作簡(jiǎn)便，后期升級(jí)、置換便捷等優(yōu)勢(shì)；油脂型潤(rùn)滑需要有效控制潤(rùn)滑涂抹溫度，避免因溫度過熱而影響機(jī)車的穩(wěn)定、安全運(yùn)行；軌道側(cè)邊潤(rùn)滑在車輪踏面摩擦磨損與鋼軌側(cè)磨、波磨處理中具有較大的優(yōu)勢(shì)。2.2創(chuàng)新車輪類型，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。由上述分析可知，在鐵道機(jī)車車輛運(yùn)行過程中，車輪踏面摩擦磨損與車輪輪緣摩擦磨損是導(dǎo)致車輪失去功效的重要原因。鐵路有關(guān)部門在法律法規(guī)層面對(duì)此提出硬性要求，比如《DF4型內(nèi)燃機(jī)車段修規(guī)程》中明確指出，鐵道機(jī)車車輛車輪踏面磨損深度應(yīng)不超過7mm；高度為25mm的鐵道機(jī)車車輛車輪輪緣，磨耗型踏面磨損深度應(yīng)小于10mm。這在一定程度上對(duì)車輪檢修工作人員提出了更高的要求，需要工作人員根據(jù)相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行鐵道機(jī)車車輛檢查與維修工作，針對(duì)不符合規(guī)程的車輪通過更換、維修的形式進(jìn)行處理，用以保證機(jī)車車輛運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定與安全。與此同時(shí)，為了達(dá)到節(jié)能降耗的目的，相關(guān)人員應(yīng)加強(qiáng)車輪創(chuàng)新與研發(fā)的力度，應(yīng)用性能較強(qiáng)的車輪，延長(zhǎng)車輪使用壽命。比如，相比于早期錐型踏面的車輪而言，通過車輪踏面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)形成的磨耗型車輪踏面，其磨損速度得到有效降低，實(shí)現(xiàn)了車輪與鋼軌接觸應(yīng)力的降低。與此同時(shí)，基于北京、濟(jì)南等鐵路部門所應(yīng)用的機(jī)車車輛車輪實(shí)際情況以及列車運(yùn)營(yíng)條件，針對(duì)運(yùn)行于小半徑曲線段的車輛車輪踏面進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，得出JM磨耗型車輪踏面。實(shí)踐證明，經(jīng)過改革后的車輪踏面，其使用壽命大大延長(zhǎng)。對(duì)于以往的車輪而言，車輪輪緣摩擦磨損降低了30%～70%，因此，鐵路局應(yīng)根據(jù)鐵路線路實(shí)際情況，以創(chuàng)新精神為指導(dǎo)，注重車輪創(chuàng)新設(shè)計(jì)，研制出適合自身需求的車輪踏面，可有效降低車輪摩擦磨損，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。以上海鐵路局為例，根據(jù)所管轄區(qū)域內(nèi)線路實(shí)際情況，設(shè)計(jì)研發(fā)的ST系列磨耗型車輪踏面在實(shí)際應(yīng)用過程中取得了良好的效果，如表1所示，輪緣磨耗率降低了38%，相比于原標(biāo)準(zhǔn)錐型踏面而言，每臺(tái)機(jī)車1年能夠節(jié)約14000元以上的費(fèi)用。2.3科學(xué)選擇鋼軌類型，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。由上述分析可知，在鐵道機(jī)車車輛車輪摩擦磨損中，波磨是鋼軌的主要摩擦磨損類型，對(duì)鋼軌使用的穩(wěn)定和安全有較大的影響。針對(duì)鋼軌波磨問題，可根據(jù)實(shí)際情況，通過改善鋼軌類型進(jìn)行處理，提升鋼軌檢修的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。比如，相比于傳統(tǒng)鋼軌而言，淬火鋼軌性能較好，在實(shí)踐應(yīng)用過程中摩擦損傷得到有效改善。因此，在軌道規(guī)劃過程中，應(yīng)對(duì)易產(chǎn)生硬性摩擦或摩擦磨損發(fā)生概率相對(duì)較高的線段應(yīng)用淬火鋼軌，從而延長(zhǎng)鋼軌的使用壽命，達(dá)到節(jié)能降耗目的。與此同時(shí)，實(shí)踐證明采用軌面打磨進(jìn)行鋼軌處理，也能夠改善鋼軌摩擦磨損，延長(zhǎng)50%的波磨軌壽命。

3結(jié)束語

總而言之，鐵道機(jī)車車輛輪軌的摩擦磨損是影響鐵路運(yùn)輸穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)的重要因素。因此，需明確認(rèn)知鐵道機(jī)車車輛輪軌摩擦磨損狀況，注重新材料、新工藝、新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，增大維護(hù)養(yǎng)修力度，保證節(jié)能降耗措施應(yīng)用的科學(xué)性、合理性，從而延長(zhǎng)輪軌壽命，促進(jìn)鐵道機(jī)車車輛輪軌節(jié)能降耗的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］張軍，王雪萍，馬賀.增黏砂對(duì)機(jī)車車輪踏面剝離影響的試驗(yàn)研究［J］.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2018，54（08）：68-73.

［2］徐昕.鐵道機(jī)車車輛輪軌的摩擦磨損情況及與節(jié)能降耗分析［J］.科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2018（02）：33.

［3］張建軍.鐵道機(jī)車車輛輪軌的摩擦磨損與節(jié)能降耗［J］.黑龍江科技信息，2017（02）：241.

作者:王娟 崔晶 楊會(huì)玲 單位:西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院