重载铁路钢轨润滑及摩擦控制研究

针对重载铁路线路维修养护工作的研究论文众所周知，铁路运输是我国交通运输体系的重要一环，在人们的出行中始终占据主导地位，由于其成本低廉，安全性高而一直深受社会各界人士的支持和信赖。

与其他铁路线路相比，重载铁路线路承受的负载更大，磨损率更高，为了保证线路的正常使用，必须做好检查和维护工作，制订科学、详细的维修养护方案，并严格监督相关工作人员，确保该项工作真正地落实到位。

唯有如此，才能保证重载铁路线路稳定、可靠，从而更好地为铁路运输服务。

1 重载铁路线路维修养护的作用和意义基于重载铁路线路在铁路运输中的不可替代性，其往往用于大型载重列车和火车的运行，线路需要长期承受重大压力，再加上线路设备通常直接暴露在空气中，极易受到空气和水的腐蚀，使得线路设备产生了形变，而任何一个微小的偏差都可能引起安全事故。

在此情况下，做好重载铁路线路的维修养护工作也就变得尤为重要。

维修养护的作用在于使重载铁路线路设备尽快恢复正常运转，同时最大限度地延长设备的使用寿命，以维护铁路机车行驶安全，保障铁路企业的经济利益。

这对促进铁路企业的发展，维护社会的安定团结，推动国民经济建设有着十分重大的意义。

2 重载铁路线路维修养护的常见问题重载铁路线路的常见病害有轨道病害和钢轨接头病害，由于当前的铁路道岔都进行了焊接，跨区间也实行了无缝铁路，所以轨道接头病害可以忽略不计。

轨道病害往往是由于钢轨纵向水平力而引起的，使得钢轨和轨枕发生相应的移动，进而引发了轨道病害。

值得注意的是，轨道病害中最为普遍的就是线路爬行，铁路机车碾压轨道后，钢轨将直接承受列车荷载，再加上列车制动、温度变化都会使轨道发生形变。

线路爬行不仅危害巨大，而且还会诱发其他病害，所以一直是重载铁路线路维修养护工作的重要内容。

3 重载铁路线路维修养护的措施3.1 调整轨道几何尺寸列车和轨道的作用是相互的，当轨道受到列车的压力时，也会向列车施加一个反作用力。

如果轨道出现病害，那么受力平衡将被打破，直接威胁到列车的行驶安全。

浅析钢轨波形磨耗成因及防治发表时间：2018-12-28T13:40:07.187Z 来源：《防护工程》2018年第24期作者：鲁笑琳[导读] 钢轨是铁路的重要组成部分，其质量将影响铁路工程的应用,不仅对铁路的寿命有直接影响，而且对铁路列车的安全产生影响。

本文就钢轨磨耗成因及预防措施进行了研究。

鲁笑琳中国铁路昆明局集团有限公司昆明南工务段云南昆明 650200摘要：钢轨是铁路的重要组成部分，其质量将影响铁路工程的应用,不仅对铁路的寿命有直接影响，而且对铁路列车的安全产生影响。

本文就钢轨磨耗成因及预防措施进行了研究。

关键词：钢轨波形磨耗；成因；影响因素；防治前言钢轨波形磨耗是线路上常见的钢轨病害之一。

钢轨波形磨耗会引起很高的轮轨相互作用力，加速机车车辆和轨道各组成部分的损坏，以至影响列车安全。

随着我国高速铁路的长期运营，钢轨波磨问题越来越受到重视。

1波磨的成因钢轨波形磨耗是指钢轨顶面纵向规律性的起伏不平的磨耗现象。

钢轨波形磨耗会增大轮轨振动和噪声，加大钢轨和轮对的荷载，能引起很大的轮轨附加动力，额外消耗牵引能源，加速轨面伤损和道床永久变形，增加维修养护费用，大大减小其使用寿命，甚至会影响行车安全。

钢轨波磨按波长分为波纹形和波浪形两种。

波纹形磨耗的波长为30-60mm，波幅为0.1-0.4mm，这种轨顶周期性不平顺，多发生在高速行车地段。

波浪形磨耗的波长为60-3000mm，波幅为2mm以下，主要发生在低速重载铁路上。

钢轨的波形磨耗主要发生在道岔区段钢轨、曲线地段钢轨、线路下沉地段的钢轨、难于经常维持道床捣固密实的钢轨、道床板结弹性差的钢轨以及轨道结构受约束较多较复杂的钢轨。

1.1曲线区段波形磨耗产生原因波形磨耗多出现在曲线地段，同时曲线半径越小，出现和发展的速率越快。

在曲线处轨道结构受到的作用力相对于直线路段是存在加成的，轮轨之间作用加大，波磨情况必然加剧。

轮对在曲线地段的振动表现为粘滑振动，在半径较小的曲线地段，轮轨间蠕滑力接近饱和，轮轨间磨耗功发生剧烈波动,造成钢轨的不均匀磨损或压溃。

浅析车载式智能钢轨涂覆装置在重载线路上的应用王兴明1，姜瑞林2（1.济南铁路局工务处，山东济南，250001；2.济南三新铁路润滑材料有限公司，山东济南，250001）摘要：文章以朔黄铁路所应用的车载式智能钢轨涂覆装置为例，分析了车载式智能钢轨涂覆装置对重载线路曲线钢轨减磨所起到的作用。

关键词：重载铁路；曲线钢轨；减磨1前言根据中国铁路运营特点和实际需求，在货物运输方面以发展重载铁路运输作为主攻方向。

发展重载铁路运输是铁路扩能增效的一种有效途径，但随着列车轴重的增加，轮轨动力作用随之加剧，曲线钢轨与机车轮缘的磨耗异常显著，导致钢轨的使用寿命降低、车轮镟修周期缩短。

尤其是一些重载线路，钢轨侧磨已成为曲线钢轨更换的决定因素。

为减缓曲线钢轨侧磨，铁路工务和机务部门先后采用了机车轮缘润滑、钢轨涂油、调整内轨轨底坡和曲线超高、改变轮轨接触几何匹配等方式，虽起到了一定的作用，但作用效果持续性欠佳、实施较为复杂。

2干式润滑技术的应用经国内外专家研究表明，钢轨轨头侧面之间实施干式润滑，能够有效地减缓曲线钢轨侧面磨耗。

钢轨干式润滑剂是一种以界面润滑原理取代油脂流体润滑原理的新型高分子复合润滑材料，主要由主成膜物质（合成树脂、聚合油）、次成膜物质（固体润滑材料）、极压抗磨剂、稀土化合物及高聚物等添加剂组成，它具有很高的抗极压性，且摩擦系数很小，能在摩擦界面间形成干式润滑膜，可以防止金属表面微观凸起穿透润滑膜，隔开摩擦副表面，从而起到减磨作用。

济南铁路局于1995年研制成功的钢轨专用干式润滑剂，具有长效性突出、抗极压性强、减磨效果好、不加速钢轨剥离、不污染道床等特点，对减缓曲线钢轨磨耗具有明显效果。

先后在济南、上海、沈阳、西安等铁路局应用，均取得了显著的经济和社会效益。

3车载式智能钢轨涂覆装置的研制3.1研制背景为了满足货运重载线路曲线钢轨减磨需求，自2008年起，济南铁路局组织技术人员展开了机车车载式智能钢轨涂覆装置（以下简称装置）的研制工作。

重载铁路轨道结构我国不少铁路干线都达到了重载铁路的标准。

如何按重载铁路的特点，对这些干线的轨道结构进行加强，对其线路维修养护工作进行改进，以确保这些干线的运行平稳和行车安全，是值得重视的问题。

重载铁路最主要的特点是运量多和轴重大。

这两大特点必然使轨道承受较大荷载，造成轨道结构及其部件的破损加快，线路变形增加，从而使线路的维修养护工作量加大，维修成本增加。

因此选择与重载铁路运量与轴重相匹配的轨道结构及轨道部件，采取相应的线路维修方法与措施，就显得尤为重要。

除轨道部件破损外，轨道破坏的主要形式是钢轨表面的不平顺(波形磨耗等)及线路的严重下沉。

线路的严重下沉主要由两方面原因造成，一是道床发生沉陷变形，二是路基病害造成基床塌陷。

根据日本铁路的研究资料，道床破坏与通过总重成线性关系，而路基破坏则与通过总重的2~4次方成正比。

这就说明，重载列车对路基的破坏更加严重。

由于路基的变形最终反映在轨道的变形上，因而造成线路维修工作量的加大。

但是从治本的角度看，重载铁路不但需要加强轨道结构，而且还应重视路基的加强与维护。

虽然路基在重载铁路中占有重要位置，值得重视。

一重载铁路轨道荷载分析与任何工程结构一样，列车荷载与轨道抗力的相互关系决定了轨道的破损程度和使用寿命。

许多国家在这方面进行了大量的理论与试验研究，提出了各自的观点，但至今尚无公认的结论。

世界上大多数国家采用连续弹性基础梁轨道强度理论对列车荷载作用下轨道的受力与变形进行分析，其中基本公式如:轨道弹性下沉 y=Pβ2k钢轨弯矩 M=P 4β钢轨应力σ=MH枕上压力 R=Pβα2道床应力σb=2R bl其中:P —采用基于连续弹性基础梁理论的轨道强度基本计算时选择一集中荷载；H —钢轨轨底至钢轨中性轴的高度；β—钢轨基础与钢轨的刚比系数β=k4EJ 14；b —轨枕宽度；l —轨枕在道床上的支承长度；α—轨枕的挠曲系数，混凝土枕＝1，木枕＝0.81~0．92；上表可看出荷载与各种轨道部件性能对轨道受力与变形的影响程度。

重载铁路的轨道结构特点及养护维修探讨摘要：结合笔者重载铁路养修经验，文章首先就重载铁路轨道的结构特点以及重载铁路线路病害产生的原因进行了分析，随后主要对重载铁路的线路养护及维修进行了探讨，最后对改进重载铁路管理模式提出了一些个人见解，可供同行参考。

关键词：重载铁路；轨道结构特点；线路养护维修前言：安全生产是铁路运输永恒的主题，“多拉快跑”始终是铁路人的奋斗目标。

随着经济的发展，铁路里程的不断延伸,铁路设备现代化程序逐步提高,铁路的功能性划分进一步凸显，重载铁路成为新时期铁路的发展趋势和主要内容。

朔黄铁路作为中国“西煤东运”的第二大通道，作用越来越重要。

如何保证运输的安全畅通，进一步提高线路质量成为摆在工务专业面前的重要课题。

众所周知铁路线路是由路基、轨道和隧建筑物等组成的，在铁路线路这个整体中，任何的一个组成部分都是非常重要的，任何部分的损坏或者改变都会影响铁路线路整体功能的发挥。

一、重载铁路轨道结构特点轨道结构是在路基上铺设道床, 在道床上铺设轨枕, 轨枕之上铺设钢轨, 钢轨与钢轨之间及钢轨与轨枕之间用联结件扣紧而形成。

轨道结构是一种由力学性能各不相同的材料组成, 它是承受机车车辆运行的承重结构。

其作用是引导机车车辆沿着指定的方向运行, 它直接承受和传递由车轮传来的巨大压力。

轨道作为一个整体结构, 要共同承受机车车辆所作用的垂力、水平力、纵向力和气候的变化, 所以要求轨道各组成部分具有足够的强度和稳定性, 它的各部尺寸及材质要互相对应, 以保证列车的平稳运行。

重载铁路是指用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。

总重大可达1～3万吨，轴重大可达30吨，行车密度大可达1万吨千米／千米。

重载铁路的定义也就要求其必须比普通线路具有更高的强度和稳定性。

（一）钢轨钢轨直接承受机车车辆传来的压力, 冲击和震动, 所以要求钢轨必须有足够的高度, 轨底宽度及轨腰厚度。

朔黄线现开行的万吨及即将开行的2万吨，30t 大轴重列车都对钢轨提出了极高的要求。

轮轨摩擦学
轮轨摩擦学是机械工程中的一个重要分支，它研究的是轮子和轨道之间的摩擦力。

在铁路、地铁、有轨电车等交通工具中，轮轨摩擦力是非常重要的，因为它直接影响着车辆的运行速度和安全性。

轮轨摩擦力的大小取决于多个因素，其中最重要的是轮子和轨道之间的接触面积和材料的摩擦系数。

接触面积越大，摩擦力就越大；摩擦系数越大，摩擦力也越大。

因此，为了提高轮轨摩擦力，可以采取以下措施：
1.增加轮子和轨道之间的接触面积。

这可以通过增加轮子的宽度或轨道的宽度来实现。

例如，在高速铁路上，轮子的宽度通常比普通铁路上的轮子宽，这样可以增加接触面积，提高摩擦力。

2.改善轮子和轨道的表面质量。

轮子和轨道的表面质量越光滑，摩擦力就越小。

因此，可以采用抛光、磨削等方法来改善表面质量，从而提高摩擦力。

3.选择合适的材料。

轮子和轨道的材料也会影响摩擦力。

通常情况下，轮子和轨道都采用硬度较高的材料，例如钢铁、铸铁等。

这些材料的摩擦系数较大，可以提高摩擦力。

除了以上措施外，还可以采用一些技术手段来提高轮轨摩擦力。

例如，在高速铁路上，常采用轮轨牵引控制技术，通过控制牵引力的大小和方向，来调节轮轨摩擦力，从而提高车辆的运行速度和安全
性。

轮轨摩擦学是机械工程中的一个重要分支，它对于交通工具的运行速度和安全性有着重要的影响。

通过采取合适的措施和技术手段，可以有效地提高轮轨摩擦力，从而保障交通工具的正常运行。

钢轨铝热焊焊接工艺及其质量控制摘要：近年来，随着铁路现代化建设的快速推进，特别是无缝线路和高速重载运输技术的发展，钢轨焊接技术在铁路建设中发挥着重要作用。

在日常生产中，优化及细化钢轨焊接工艺，确保钢轨焊接质量控制，对铁路运输安全及乘客乘车舒适度起着重要作用。

关键词：钢轨铝热焊；焊接工艺；质量控制通过对钢轨铝热焊接工艺的深入分析，可发现这项工作的意义在于确保轨道列车在运行中的稳定性。

当前，随着科技的发展进步，行业对钢轨铝热焊接工艺提出了越来越高的质量要求。

随着一些新技术的引入，相关工作的进展使工作效率和相应工作工序质量与过去相比有了不同程度的提高，所以与过去相比，目前的质量控制工作发生了重大变动。

一、钢轨铝热焊焊接工艺1、轨道的准备。

①要全面了解待焊接钢轨类型、重要性和表面状况，重要的是要清楚地认识到，在钢轨两侧使用铝热焊剂更合适，道床断面应足以接受焊接；②轨温计需设置在钢轨背光侧，仪测量轨温，在产生余热前，应在准备焊接钢轨两段1m范围内加热至37°，待焊接钢轨端头与最近轨枕间距不应小于100mm，待焊轨缝下的道碴掏至距离钢轨底至少100mm，以便于安装及拆除砂模底板，并清除多余焊料；③焊缝设置好后，将焊缝两侧15m内扣件上好，若在焊接中钢轨受极端高低温影响而移动，则应在焊接前使用液压钢轨拉伸器固定钢轨。

2、钢轨端头的准备。

①检查轨端是否有裂缝损伤，若有则将其切掉并插入不小于12m短轨；②任何用氧乙炔切割轨头必须锯掉至少100mm，钢轨上任何螺栓孔与焊接轨端间距离不得小于100mm，若轨端有大于2mm低塌深度和大于20mm长度，则需在焊接前将其切掉。

轨头断面垂直公差应小于1mm，焊缝两侧钢轨高差小于3.2mm，则应对齐轨头，并消除轨底高差，若钢轨有侧磨，焊接前应将轨底与轨腰对齐，并在轨头侧磨处放置密封垫条；③为确保良好的连接面，应打磨掉所有毛刺或飞边，并在距离轨端至少100～150mm范围内通过钢丝刷除尽油漆、铁锈、其他污垢。

重载铁路曲线超高对外轨侧磨速率的影响摘要：我国铁路部门为提高铁路运输效率，我国大力发展重载铁路运输，通过增加轴重，采用长编组，从而实现超大运量之目的。

随着运量的增加，曲线钢轨磨耗尤其是小半径曲线钢轨的侧磨速率加快。

钢轨侧磨缩短了钢轨的使用寿命，增加了铁路运营成本，通过对小半径曲线侧磨的影响因素的分析，从钢轨的材质、超高、轨底坡、养护等几个方面提出相应的防治措施。

关键词：重载铁路；统计分析；小半径曲线；侧磨速率；曲线超高；一、曲线侧磨的影响因素1.钢轨材质对侧磨的影响。

钢轨类型和材质集中反映了轨道的等级水平，各国铁路均在增加钢轨重量和提高钢轨技术性能两方面下功夫。

近年来，随着我国铁路运量的不断增长，60kg／m和75kg／m的钢轨所占的比重正逐年增加，钢轨材质也由普通碳素轨发展为合金轨及全长淬火轨。

不言而喻，采用强韧的合金轨和全长淬火轨，对于减缓曲线钢轨的侧磨是十分有效的，从而提高了钢轨的使用寿命，减少了日常的养护维修工作量。

2.曲线半径对侧磨的影响。

曲线钢轨的侧磨主要由于轮缘与钢轨侧面之间的滑动摩擦造成。

滑动摩擦主要是因为列车通过曲线时，钢轨上下股半径不同，内外轮滚动距离不同，必然产生滑动摩擦，所以，曲线半径越小，冲击角越大，滑动距离也越大。

因此，加大曲线半径对于减少钢轨的侧面磨耗是十分有利的。

3.不同轨距对侧磨量的影响。

轨距是影响曲线钢轨磨耗的重要因素。

轨距加宽，对于机车和车辆来讲，冲击角必然增大，导向力也将增加。

适当减少轨距，可以改善机车车辆通过曲线的条件，使机车通过曲线时的轮轨导向力和冲击角都相应减少，从而减轻侧磨。

因此，曲线轨距适当减小，对于曲线钢轨磨耗的减少是有利的。

4.不同轨底坡对侧磨的影响。

轨底坡对轮轨几何接触点的位置及轮轨之间的受力大小有明显的影响，通过调整轨底坡改善轮轨间的接触关系，从而减少钢轨的侧磨。

因此，若把曲线里股钢轨轨底坡加大，把曲线外股轨底坡减小，将会减少轮对通过曲线时的轮轨滑动量，进而有利于减缓曲线钢轨磨损。