曲线钢轨侧磨的原因及预防措施
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钢轨波浪形磨耗原因分析与对策发布时间:2021-01-15T14:31:50.107Z 来源:《基层建设》2020年第25期作者:黄永强[导读] 摘要:随着中国铁路高速重载的快速发展,对钢轨的质量要求也越来越高。
中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头工务段内蒙古包头 014040摘要:随着中国铁路高速重载的快速发展,对钢轨的质量要求也越来越高。
对目前钢轨使用过程中凸显出来的钢轨波浪形磨耗问题进行了分类介绍及产生原因的初步分析,并对在线使用后产生的磨耗进行了取样解剖分析,根据具体分析结果提出了相应的质量改进措施。
关键词:钢轨波浪形;磨耗原因;对策一、波浪形磨耗形成的原因当车辆通过曲线半径较小的线路时,由于轮对冲角的改变,轮轨的纵向剪切力超过轮轨黏着极限,轮轨间发生纵向滑动,滑动处形成波谷;滑动后释放了积累的能量,使轮轨又处于黏着状态,钢轨表面出现波浪形波磨。
磨损性波磨是由于轮对在通过曲线时,轮对扭曲共振导致交替的纵向力,从而在车轮与钢轨间发生纵向滑动而产生波磨。
这不仅与车轮的重力角刚度特性有关,而且与曲线曲率及轮轨黏着状态有直接关系,主要是轮轨之间的粘滑振动导致内轨顶面的波磨。
当车辆通过曲线半径较小的线路时,由于轮对冲角的改变,轮轨的纵向剪切力超过轮轨黏着极限,轮轨间发生纵向滑动,滑动处形成波谷;滑动后释放了积累的能量,使轮轨又处于黏着状态,钢轨表面出现波浪形波磨。
道床不洁,污染严重,轨枕下道碴含土或石粉严重(轨枕下60mm处就已经出现),有严重的板结现象。
使线路的横向及纵向阻力加大,但道床的弹性减小,反弹力增大,容易产生波磨。
钢轨下大胶垫损坏严重,较大的损坏率为86%,较小的损坏率也达到了10%,使线路的弹性下降,容易产生波磨。
钢轨的材质与运量不匹配,准东铁路重车线大部分是U71Mn的包钢生产的钢轨,这类钢轨含碳量低,强度和韧性较小,对重载大运量线路不适合,难以承受,导致波磨的产生。
二、波浪形磨耗的危害根据钢轨的伤损标准,在桥梁上或隧道内的轻伤钢轨,应及时更换或处理。
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。
重庆地铁十号线道岔磨损原因分析和治理措施摘要:众所周知,道岔是用于列车从一股轨道转入或跨越另一轨道时比不可少的线路设备,是轨道结构的重要组成部分。
由于道岔具有零件数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、养护维修投入大等特点,与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。
钢轨和道岔作为轨道交通中最基础也是最重要的轨道设备,其安全直接关系到地铁列车的运行安全。
本文就道岔磨损原因分析和治理措施进行简要的分析和探讨。
关键词:道岔磨损;处理措施;预防措施1 重庆地铁十号线道岔磨损现状调查随着列车通过总重的不断增加,局部地段(如小半径曲线地段、列车折返地段、变坡点地段等处)钢轨磨耗的速度比较快,尤其是在起点、终点和出入段线道岔群,钢轨磨耗速度之快、分布之广泛、种类之多是全线道岔最严重的。
经现场调查的道床磨耗部分基本现象:(1)尖轨磨耗较大、尖轨连续的剥落掉块;(2)导曲线上股、基本轨波浪纹、导曲线护轨侧磨、导曲线侧磨;(3)曲基本轨波浪纹。
在道岔群中,普遍现象是非正常的磨耗伤损比较严重而且发展很快,尤其是在尖轨和辙叉心部位的磨耗情况是比较严重的。
图1 道岔辙叉心部位的磨耗图图2 基本轨波浪纹图2 原因分析在对道岔钢轨侧磨进行研究分析时,首先要测量钢轨轨头的侧磨值,采用钢轨端面测量仪在轨头下两边的斜坡和轨顶面定位。
该仪器的测量头采用百分卡的测量头,读数精度为0.01 mm,定位精度和读数精度较高。
数据测量数据分析,此处的道岔群的磨耗普遍存在,根据长期观测的数据显示,磨耗的速度及磨损度比正常情况下要严重得多。
形成这种状况的原因是多方面的。
2.1轨道框架结构横向刚度对道岔磨耗的影响现场的轨道维修人员发现,轨道横向刚度对导曲线钢轨的轨头侧磨有影响,整体道床钢轨的侧磨速率要高于有碴道床钢轨的侧磨速率,混凝土枕地段的钢轨轨头要高于木枕地段的钢轨轨头侧磨速率,即使是同样混凝土枕地段,60kg/m钢轨的侧磨速率要高于50kg/m钢轨的侧磨速率。
铁路线路曲线病害成因及整治措施摘要:综观今日世界各国铁路发展蓝图,铁路发展战略成为国家发展战略重要组成部分。
所以,确保铁路线路稳定与安全的运行使用显示很关键。
由于铁路线路不仅长时间暴露在外部环境中,而且还承受着列车负荷的影响,很容易产生某些疾病,或者存在一定的隐患。
因此,相关人员应分析研究铁路线路疾病的成因及相应的整治措施,确保铁路的正常运行。
关键词:铁路线路;曲线病害;形成原因;治理措施在客货运输行业中铁路承载着重要的负担,是社会经济发展的主要动力。
但是,伴随着国民经济与国防建设更高要求的发展,使得铁路运输的能力得到了更深入的考验。
曲线地段是铁路线路设备的薄弱环节,一直做为铁路维护任务中的重点。
假设铁路线路设施运行状态不稳定,列车在运行中就受水平力的影响,导致列车车身震动,对列车安全运行构成了危险。
所以要解析铁路疾病,找出病因并及时纠正是保证铁路安全运行,延长铁路使用寿命的重要手段。
1 铁路线路中的曲线线路1.1 曲线线路的形成原因铁路线路在列车运行过程中起到承载列车负荷和引导列车方向的作用。
理想状态的列车线是直的,即轨道上没有弯曲,纵向部分没有坡度。
但是,由于局限在自然条件下,由于受到山、水、沙、采矿和城区的影响,在铁路线路设计铺设过程中很难实现过于平直的列车线路。
为减少铁路建设期间的工程数量和工程质量,加快建设周期,在铁路设计工作时常常避免不了在的起伏和弯曲地形范围铺设线路,不可避免地造成了铁路曲线的设置。
为了降低列车运行过程中出现的铁路曲线病害,在进行线路设计时要尽量采用单曲线。
根据不同的地形条件,要设置合理的曲线半径和角度。
在列车运行过程中如果其转向角越小,其运行状况越好,所以应尽量采用大半径、小转向角的曲线。
1.2 曲线线路的受力情况列车在曲线线路上行驶的进程当中,曲线轨道会经受比较复杂的力。
1.2.1 竖直向下的力曲线线路会承受列车在行驶过程中所带来的竖直向下的力,这是因列车自身的重力而产生的。
钢轨伤损及防治措施摘要:钢轨是铁路轨道的重要部件,它直接承受车轮的荷载和冲击,尤其在复杂的运营条件下,由于机车车辆对钢轨的动力作用,自然环境和钢轨本身质量等原因,钢轨的伤损是不可避免的。
钢轨的伤损是轨道上存在的一个大问题,直接影响行车安全,因此我们对钢轨的伤损要充分认识,并做出切实可行的防治措施,合理使用钢轨以便延长钢轨的使用寿命,确保行车安全。
关键词:钢轨伤损;防治措施;合理使用一、概述钢轨伤损是指钢轨在使用过程中发生裂纹、折断、磨耗及其他影响和限制钢轨使用性能的病害。
在复杂的运营条件下,钢轨的伤损是不可避免的。
伤损的原因很复杂,既有钢轨生产过程中产生的缺陷,又有运输、铺设、和使用过程中出现的问题。
钢轨伤损是轨道上存在的一个大问题,它直接影响行车安全。
掌握钢轨伤损发生和发展的规律、加强钢轨的使用管理、延长钢轨的使用寿命、确保行车安全,具有重要意义。
二、钢轨伤损的主要特征随着钢轨等级及轨下基础刚度的增加,轨头接触疲劳伤损上升为钢轨实效的主要机理。
通常钢轨伤损还与线路的类型有关,如无缝线路轨头核伤比例较高,普通轨道上轨端螺孔开裂较多,小半径曲线外轨侧磨较严重等。
随着重载铁路的发展,钢轨损伤类型发生了一些新的变化。
重载铁路通常采用内燃、电力机车牵引,由于这类机车轮径较小,轮轨接触应力大,远超过钢轨的允许值,成了钢轨伤损的主要原因。
且由于它们起动加速大,经常因空转擦上钢轨,同时因其悬挂结构刚度大,还是钢轨垂直磨损加剧。
三、轨头核伤轨头核伤是最危险的一种伤损形式,会在列车作用下突然断裂,严重影响行车安全。
(1) 核伤形成的主要原因① 钢轨的材质不良,钢轨中存在气孔、夹杂。
② 轧轨质量不良,钢轨内部轧轨过程产生缺陷。
③ 线路养护质量。
④ 线路的行车速度、轴重、运量等。
(2) 防止和减缓核伤的产生和发展的主要措施如下:① 提高钢轨质量,以防制钢轨中存在核伤源。
② 改善线路质量,提高弹性和平顺性,从而减少动荷载对轨道的冲击。
浅议地铁小半径曲线钢轨的减磨措施摘要:地铁轨道选线设计受城市地形、地物、地质、建筑、管线等的影响,地铁线路中小半径曲线所占比例较其他铁路居多。
本文结合深圳地铁轨道养护维修实际,提出若干措施减缓小半径曲线钢轨的磨耗速度,延长曲线轨道使用寿命,降低维修成本和换轨施工对列车运营的影响,同时增强轨道安全性。
关键词:小半径曲线减磨;涂油;轨底坡;超高;打磨;线路设计Abstract: by the rail route design urban terrain, geophysics, geology, architecture, pipelines, etc, the effects of the subway line in the proportion of medium and small radius curve than other railway in the majority. Combining with the shenzhen metro rail maintenance practical, and puts forward some measures to slow the small radius curve the abrasion of rail speed, prolong the service life of the curve track, reduce maintenance cost and change to the operation of the train tracks construction effect, and enhance the safety track.Keywords: small radius curve by grinding; With oil; Rail bottom slope; High; Burnish; Circuit design中图分类号:U213.4 文献标识码:A 文章编号:一、前言曲线钢轨是轨道平面的重要组成部分,也是轨道的薄弱环节之一。
浅谈地铁小半径曲线养护与整治发布时间:2021-05-28T10:21:48.763Z 来源:《基层建设》2021年第3期作者:王刚产[导读]中铁一局集团新运工程有限公司社会生产力的发展交通运输始终是发展的前提,老百姓的生活水平越来越高,人们对美好生活的追求提高,出行越来越多,城市的交通发展迫切需要改型,经过多种比较与选择,建造地铁最为划算,其优点是节省土地、保护环境、运量大、效率高、减少噪音、减少交通干扰;截止目前全国42个大中城市已经迈进了地铁的时代,全国地铁总里程达到了6905km;我们在享受出行方便的同时,地铁的养护维修也是必不可少的,为了延长设备寿命,保证地铁列车高效安全运行,地铁大都在地下运行,受地下空间的限制,地铁的轨道线路曲线半径都较小,通过养护维修发现容易出现问题且最多是小半径曲线,以下是对小半径曲线病害的分析及采取的整治措施:通过调查统计分析,出现问题最多的是半径在350~450之间,通长病害有以下几种:1.钢轨的侧磨与波形磨耗;2.钢轨面剥落掉块;3.轨底坡设置不正确产生的光带不良;4.焊缝马鞍形磨耗及低接头;5.有缝接头肥边及掉块;6.几何尺寸难以控制。
根据工作的实际情况对上述病害进行了原因分析并制定了整治措施具体如下;1.钢轨的侧磨与波形磨耗原因分析:侧磨一般产生在曲线上股、波磨一般产生在曲线下股。
当列车运行至曲线地段时,轨道的弯度迫使车辆转弯,由于列车高速运行自身惯性强大的冲击力容易导致曲线轨道发生形变,列车运行其实是一个S形状的运行,车厢之间是软连接;而不是一个理想的圆形顺着曲线行走,因此会对钢轨造成侧磨和波磨的危害。
整治措施:侧磨:①做好日常检修工作,做好曲线超高及圆顺度的检测,按照标准设置超高及正矢。
②做好涂油器定期检查工作,保证出油板正常工作。
目前曲线涂油器自动化程度高,涂抹均匀,比起以前人工涂抹效果大大增强,高度的减少了由于涂抹不均匀列车空转而对钢轨造成擦伤;③定期做好磨耗监测工作,对磨耗较大地段定期安排打磨车进行预打磨。
浅析地铁钢轨病害成因及处理措施摘要:近年来,随着城市交通网不断完善,地铁新增线路陆续开通及客流量的日益增加,线路运营过程中钢轨的各种病害逐步呈现,钢轨的养护修复已成为轨道维护中的一项重要的工作内容。
本文重点探讨了钢轨常见的病害以及解决措施,在此基础上通过对钢轨的进一步维护,促进我国交通事业的发展。
为了便于理解,文中以某市的钢轨为例,对该市钢轨中产生的问题进行分析,希望能够引起相关人士的借鉴与参考,在今后的工作中加以防护。
关键词:地铁;钢轨病害;成因及处理措施引言:在当前的社会生活中,地铁已径成为生活中必不可少的交通工具,尤其是在人口众多的大型城市,地铁的发展直接影响到该城市的进一步建设。
因此,我们要加强钢轨的养护工作,这样才能延长钢轨的使用寿命,同时也能保证人们的人身安全,在今后的工作中,相关人员要重视钢轨的质量,定期对钢轨进行检查,如果发现问题要及时加以处理,这样才能保证地铁的正常运行。
本文中主要对几种地铁钢轨常见的病害进行具体分析,并且找出相应的解决办法,起到抛砖引玉的作用。
1 主要概况某地铁运营1号线一二期工程正线合计17.47km,正线最小曲线半径298.5m,最大坡度28%o,使用b0kg/m钢轨,材质U75V。
目前对钢轨的运营维护主要是通过机械打磨修复和人工现场维护来实现,结合现场实际针对常见的病害进行处理。
2 钢轨的主要病害及成因分析钢轨是主要受力在地铁运行的过程中,的部分,其中钢轨要承受的力主要包括垂直方向的压力,水平才向的压力,温度应力以及纵向爬行方向的力等。
在这些力的作用下,钢轨极为容易受到损害,具体的损害部位如下:2.1首先是接头部位的损害。
在接头处主要存在的问题是焊接问题,造成该问题的诱因在于焊接的过程中受到施工工艺的影响,较为容易产生损伤的状况。
钢轨接头经常出现的现象为灰斑,灰斑的出现没有固定的位置可言,在接头处的任何部位都有可能发生,一旦发生在铁轨的底部,则产生的危险更为严重,不利于地铁的正常运行。
城市轨道交通轮轨异常磨损原因分析与改进措施现场经验文章编号:1007-6034(2010)05-0043-02城市轨道交通轮轨异常磨损原因分析与改进措施徐新玉(南京铁道职业技术学院,江苏南京215137)摘要:本文结合某市城市轨道交通轮轨异常磨损现象,在对轮轨的材质,硬度和外形等进行测试研究的基础上,分析出轮轨的异常磨耗主要是由于制动作用过度,轮轨接触不均以及车辆通过曲线时前导车轮的轮缘力对钢轨的冲击等共同作用产生的,并对此提出针对性预防建议和改进措施关键词:轮轨磨耗;轮缘;闸瓦;改进措施中图分类号:U211.5文献标识码:B1故障现象某市城市轨道交通自试运营以来,轮轨异常磨耗现象严重,主要包括车辆轮对踏面剥离,踏面擦伤,踏面磨耗以及轮缘垂直磨耗等(见图1).(a)踏面剥离(b)踏面擦伤图1轮轨异常磨耗现象更为严重的是该市轨道交通车辆拖车车轮踏面上出现有规律的沟状磨耗,道岔岔心上出现沟状磨损,轮缘和曲线钢轨侧磨等(见图2).踏面上的沟状磨耗如图2(a)所示,踏面上较深色的部位是沟状磨耗区域,可见其中一条位于滚动圆附近,另一条位于踏面外侧.据测量,带有沟状磨耗的踏面轮廓线, 深度可达2~3mm(沟状磨耗深度标准为小于5 mm).道岔岔心沟状磨耗如图2(b)所示,位于左侧钢轨顶上,长度约70~80mm.如何有效减少轮轨异常磨耗,提高轮对的使用寿命,保证车辆运行安全,已成为该市地铁运营的一个十分重要的研究课题.2原因分析与造成危害2.1原因分析收稿日期:2010—05—31作者简介:徐新玉(1970一),男,讲师,本科.(a)踏面上的沟状磨耗(b)道岔叉心沟状磨耗图2沟状磨耗现象为弄清磨耗的成因,分析非正常磨耗对列车运行安全的影响,对踏面与钢轨的外形进行了测量和分析等工作.通过测试和分析,可认为轮轨的异常磨耗主要是由制动过度作用,轮轨接触不均以及车辆通过曲线时前导车轮的轮缘力对钢轨的冲击等原因共同造成的.(1)轮对与转向架无横向位移,加剧轮缘根部的磨损.该市地铁车辆轮对与转向架采用固定轴箱联接,通过车体与转向架之间抗侧滚扭杆横动进行车厢在弯道时的复位.而轮对与转向架采用轴箱拉杆联接,两者之间无横向移动位置,当车辆通过曲线和道岔时,轮对踏面自动调正轮对的能力降低,主要依靠钢轨外侧面挤压轮缘侧面进行,过多的刚性摩擦导致轮缘磨损加剧.(2)踏面剥离及沟状磨耗加快轮缘的磨损.由于车辆制动力过大,使闸瓦完全抱死轮对以及较强制动力施加产生的瞬问高温来不及散发,容易造成制动剥离现象.踏面沟状磨耗主要表现为轮对踏面表面磨有一道或多道凹槽,主要与闸瓦有金属镶嵌, 局部有硬点或本身材质与轮对踏面不匹配有关.空气制动频繁或制动力过大也易造成踏面严重磨损. 4现场经验机车车辆32.艺第5期2010年10月当踏面发生剥离或沟状磨损后,车辆在运行中产生很大的振动加速度,易引起齿轮箱裂损,联轴节断裂,齿轮啮合不良等故障,同时影响着车辆运行的平稳性.(3)地铁线路曲线多,半径小,加速轮轨的异常磨耗.曲线半径越小,转向架与轨道的冲角(即轮缘与钢轨接触点处曲线的切线与车轮平面的夹角)越大,车轮对钢轨的冲击越大,因而轮缘磨损越剧烈.随着车辆运行速度提高,势必加大蛇行运动的频率,恶化车辆运行品质,进一步加重了轮缘对钢轨的打击作用.而该市地铁线路较多的小半径曲线和车辆结构局限性是该市地铁轮缘垂直磨损较多的重要原因.2.2危害性(1)曲线进行时,轮轨异常磨耗会使车轮爬上钢轨,从而导致车辆脱机,危及行车安全.地铁车辆通过曲线一般是依靠轮缘引导,由于车辆通过曲线时,轮轨问将产生很大的横向作用力,不但使地铁车辆通过曲线困难,而且将引起钢轨极大的应力,使轨距碾宽,加速轮缘和钢轨磨耗,严重时还可能使车辆脱轨.(2)当轮缘磨损变薄后,强度下降,轮对通过曲线或作蛇形运动时,轮缘在来自钢轨水平力冲击或挤压的作用下,会产生裂纹缺损,易发生行车事故. (3)轮对的一侧车轮踏面磨耗严重时,使『占j一轮对的轮径差过大,造成小轮径侧车轮轮缘靠向钢轨,大轮径侧车轮轮缘远离钢轨,因而车轮在前进过程中始终处于偏斜位置,使小轮径侧轮缘磨耗严重,最终导致部分车轮踏面磨耗严重.同时轮辋也发生了不均匀碾宽现象.(4)当轮缘异常磨耗并逐渐锋利后,在轮对通过道岔时,会挤开尖轨而造成脱轨事故.(5)当垂直磨耗超过限度时,其轮缘根部与钢轨内侧面形成平面接触,当车轮通过道岔,由于轮缘与钢轨没有弧形,会使车轮碰击尖轨或爬上撤岔心,同样会造成脱轨事故.(6)踏面剥离及沟状磨耗现象,会导致轮对与标准轨配合不良而发出较大异常噪声.3预防建议和改进措施(1)抓好质量源头,确保合理匹配.闸瓦性能不良,制造质量不稳定是车轮踏面磨耗严重的重要原因,闸瓦生产单位应对材料配方与生产制造技术条件进行研究和改进,消除运用中产生金属镶嵌的因素,降低车轮踏面磨耗.同时还应进行闸瓦与车轮摩擦副的匹配试验研究,确保制动闸瓦,轨面,轮对踏面及轮缘三者间的合理性能匹配,减少【夭j材质匹配不良而造成的异常磨耗.(2)做好车辆日常检查与保养,防止车轮带病运行致使磨损程度扩大车辆维修人员要加强日常轮对状态的检查,做好轮对状态的跟踪和记录,对剥离和磨损超限或接近超限的轮对要及时施修或更换.同时合理配置周转备品轮对,以便故障轮对镟修后的配对使用,并采用等级法镟修,避免整节车辆轮缘镟修,延长轮对使用寿命.(3)对踏面磨损的轮对要及时修复踏面型线.踏面磨损后,其踏面型线发生改变,与钢轨配合位置发生移动,更易加剧踏面及轮缘的异常磨损.因此,对踏面磨损轮对要及时进行镟修,恢复良好的轮轨配合关系,保证轮缘,踏面形状,线型,恢复踏面及轮缘的运用标准,保证车辆运行安全.(4)强化司机操作技能训练,合理使用制动机进行列车调速,提高列车运行平稳性.车轮空转会产生剧烈的踏面磨耗,故司机应竭力避免车轮空转,减少空气制动的使用频率,适当调整制动力与制动响应时间等,最大限度地减少空气制动给轮对带来的磨耗.(5)采用轮缘润滑装置,对轨面适当涂油,减少轮缘的异常磨损.(6)若条件允许的话,采用径向转向架或车辆前后转向架采用横向弹性连接,以减小2个转向架的导向轮对的轮缘力和冲角,从而减少轮缘磨耗.参考文献:[1]宗清泉,吴井冰,沈钢驾驶模式对轮对异常磨耗的影响[J].城市轨道交通研究,2007,7.[2]刘新明.LMA系列轮缘踏面外形简介[J].铁道车辆,2008,6.一(编辑:唐源)。
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。
曲线钢轨侧磨的原因及预防措施我于2010年12月至2011年2月,对牡丹江工务段管辖滨绥线381km+900m-583km +000m 曲线共计215条,和83km的直线。
进行了关于钢轨侧磨的调查。
对曲线钢轨侧磨的有了新的认识,对曲线钢轨侧磨的影响因素进行了进一步的探索。
对钢轨侧磨指标进行了系统分析。
掌握了曲线钢轨侧磨的变化规律。
制定了预防措施。
一、调研目的:1、熟练掌握测量钢轨侧磨的方法。
2、通过直线与曲线的侧磨对比来分析同等条件下磨耗的比例。
3、对曲线侧磨提出综合整治或预防措施二、调研方法:1、对钢轨侧磨进行实地测量。
2、与技术员和工长进行实地测量,对数据进行认真分析。
3、把数据综合整理、对比。
4、查阅有关的钢轨台账。
三、调研内容及过程:(一)概述我国地域辽阔,地形复杂,山区、丘陵地区占很大比例。
特别是山区,曲线铁路占有很大的比例,而在山区大坡道铁路小半径曲线上,钢轨的侧向磨耗就更为严重。
这些地段,小半径曲线的换轨周期,完全由上股钢轨的侧磨来控制。
根据调查资料,我国小半径曲线上的钢轨有98%是由于侧面磨耗超限而报废的。
严重的钢轨侧面磨耗削弱了钢轨的强度,加剧了钢轨的伤损,缩短了钢轨的使用寿命,不仅浪费大量的资金,而且还干扰运输任务的完成。
因此减缓小半径曲线钢轨侧面磨耗的速率,从而延长钢轨使用寿命对于我国铁路具有重大的意义。
曲线是轨道结构强度中的薄弱环节。
当机车、车辆进入曲线后,车体受机车牵引随惯性向前运行,轨道迫使机车、车辆转弯,这样势必形成车轮冲击轨道,造成轨道变形,轨道和车轮同时受到磨耗。
当离心力和向心力得不到平衡而造成的内外轨偏载时,更加剧钢轨的磨耗。
因此如何减缓曲线上的钢轨的磨耗,延长其使用寿命,降低维修成本,保证行车安全,成为工务工作的一项重要内容。
牡丹江工务段管辖滨绥线381km+900m-583km +000m,地处山区,线路基础大部分还是日、俄时期修建的,线路设计标准低,大多顺山铺设。
曲线多、半径小、坡度大。
形成线路条件、质量先天不足。
该段线路共有曲线215条、延长132.65km,其中半径在650m以下的曲线有139条/80.82km,半径在350m以下的曲线有42条/12.53km,最小半径240m,最大坡度15‰。
曲线上股钢轨的使用寿命一般为24~36月,按先用钢轨50kg/m钢轨计算成本投资每公里约60万元,仅小半径曲线每年需要更换钢轨12km,钢轨费用投入约660万元。
随着使用内燃以来、列车的运行速度、机车车辆轴重、行车密度都大大提高,使得轨道各部件的受力增加,曲线钢轨的侧磨成为一个比较突出的矛盾。
据调查统计,宾绥线R ≤350m的曲线上,钢轨平均寿命为1~2年,最短的仅为7~8个月。
我段管内的山区铁路,在半径R≤600m的曲线上,钢轨的平均寿命仅为2~3年。
2007年又开行了重载货物列车。
半径<600m的曲线外股钢轨侧磨加剧,这样不仅给养护维修带来许多工作,而且大大增加了运营的成本和对运输的干扰。
(二)钢轨侧磨的主要原因金属材料磨耗是一种很复杂的现象,引起钢轨磨耗的原因也是很多的。
钢轨侧磨是在列车运行、轮轨摩擦的过程中产生和发展的。
近年来随着机车车辆轴重和车速的提高,曲线上股钢轨的磨耗表现为磨蚀和剥离同时发生,交替进行,使得轨面变窄。
线路上钢轨的磨耗,在直线地段由于车体的蛇形运动和摇摆,车轮对钢轨发生相对滑动形成钢轨的垂直磨耗。
在曲线地段除上述原因造成磨耗外,呈现不同程度的侧面磨耗,半径越小、行车速度越高、曲线状态越坏,磨耗越严重。
为了找到引起侧磨的主要原因及切实可行的预防措施,通过观察和测量,发现钢轨侧面磨耗主要因素有以下几点:1、半径曲线半径是轨道形态变化的主要标志,它的改变直接影响机车车辆通过曲线时的形态和轮轨相互作用的方式。
曲线半径是决定钢轨侧磨量的关键因素,加大曲线半径对于减少钢轨的侧磨是十分有力的。
曲线半径过小,由于离心力的作用,运行中的列车对外股钢轨的侧向推力加大,造成内股钢轨压溃,而且还存在不同程度的波磨,外股钢轨产生严重的侧磨,轨距、水平、方向也不宜保持。
根据我观测,半径小于600m以下的曲线外股钢轨均有不同程度的侧磨,半径愈小,磨耗愈大。
我对调查地段近几年的换轨可以证实:半径在500m以下的曲线平均更换的周期为24~36月,半径大于500m的曲线平均更换周期则为4~5年。
2、轨距轨距是影响曲线钢轨磨损地重要因素。
理论计算与现场试验都表明,适当减小轨距,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角都相应减少,车辆通过曲线时,轨距减小车体横向摇摆幅度减弱,轮轨导向力也适当减小,因此,曲线轨距适当减小,对于曲线钢轨磨损是有利的。
对同一曲线来说,如果曲线轨距在动态下扩大过大,轮轨间的游间也相应增大,轮轨间的冲击角增大,导向力必然增加,列车在通过曲线时蛇形运动加剧,容易产生不均匀侧面磨耗,而不均匀侧磨又会加剧冲角的增大和变化,进一步使轮轨磨耗加剧,形成恶性循环,对钢轨侧磨合行车安全极为不利。
3、超高超高通常是根据列车通过曲线的平均速度来设置的,因此,多数列车通过曲线时不是出现欠超高就是出现过超高,由于超高直接引起导向力和冲角的变化,所以也就直接影响钢轨轨头侧磨速率的大小。
设置过超高,由于向心力的作用,导向力减少,但转向架在小半径曲线运行时,转向架前轴外轮轮缘紧贴外轨引导转向架沿曲线运行,而后轴则在向心力作用下向曲线内侧移动,从而增大了轮轨冲角,而有欠超高时转向架承受离心力的作用,转向架后轴向曲线外侧移动,导向力虽然增大,但轮轨冲角却减少。
如前所述,为减轻曲线钢轨侧磨,希望影响钢轨侧磨的主要因素导向力和冲击角都减少,但当曲线行车出现过超高时,导向力值减少而冲击角值增大,而出现欠超高时则是导向力值增加而冲击角值减小,在这种情况下要判断是欠超高对减缓曲线钢轨侧磨有利还是过超高有利。
得不到平衡,势必也增大横向力,也同样导致曲线外股钢轨的侧面磨耗。
4、轨底坡轨底坡从轮轨接触几何学的研究可知,轨底坡大小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。
在曲线轨道上,外股长、内股短,只有轮对外轮的滚动半径大于内轮的滚动半径时,转向架才有良好的通过曲线性能,从而减少车轮对钢轨的滑动摩擦距离。
曲线下股轨底坡较小时,车轮踏面接触位置内移,滚动半径增大,内外轮滚动半径差减少,滑动摩擦距离增大,从而加剧曲线外股钢轨的侧面磨耗。
5、曲线圆顺曲线钢轨不均匀侧磨的形成与曲线的圆顺度有相当大的关系。
曲线不圆顺就意味着曲线的半径不一致,有的处所半径变大,必然使有的处所半径变小,小半径曲线钢轨磨耗严重,大半径曲线钢轨磨耗较轻形成钢轨的不均匀磨耗,从而减少了钢轨的使用寿命。
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后四分之一段内,从现场观察可知,在此范围内经常出现钢轨轨头最大侧磨点。
钢轨接头处的支嘴和钢轨硬弯引起的曲线圆顺度不良,对钢轨轨头的磨耗影响尤为严重。
要保持钢轨接头附近的侧磨均匀,有必要消灭“接头支嘴”,加强线路养护,确保接头夹板螺栓扭矩达到标准要求。
6、不同机车类型和行车速度机车车辆通过曲线时会产生导向力和冲击角,而这两个因素又与机车车辆类型、机车转向架构造、牵引性能、固定轴距、行车速度、车轮踏面以及未被平衡的离心力有关。
机车牵引力大、速度高、而且转向架固定轴距大,轮轴位置不对称,左右两端轴的横动量小,机车三轴转向架等导致了钢轨侧磨加快。
7、养护不当曲线状态的好坏对钢轨侧磨产生直接影响,养护不良的曲线,钢轨侧面磨耗严重;反之,养护好的曲线,钢轨侧面磨耗就小,具体表现为:1、由于日常养护工作中,不坚持定期拨道制度,在综合维修中不全面测量、计算,而采取简易绳正法拨正曲线,使曲线头尾控制不好,正矢超限,加之钢轨死弯、接头支嘴,直曲线连接不顺形成曲线鹅头,造成曲线不圆,从而增加了车轮作用于钢轨上的横向力,曲线半径愈小,横向力的分力导向力愈大,加剧了钢轨的磨耗。
2、超高顺坡不好,线路前后高低不好,引起列车在缓和曲线运动时的振动、摇晃和冲击,加剧钢轨的侧磨。
3、捣固不良、线路上有三角坑、暗坑和吊板病害或线路翻浆冒泥等都会加剧钢轨的磨耗。
(三)曲线钢轨侧磨减缓措施如何减缓钢轨磨耗,延长钢轨的使用寿命,我对调查地段的现场调查和通过近几年有关数据的分析,认为采取以下措施有利于减缓曲线上股钢轨的侧面磨耗1、设置合理的轨道几何尺寸包括:轨距,轨底坡,曲线半径,超高等等。
曲线轨道几何尺寸的设置是根据列车运行速度和曲线半径确定的。
通过适当调整轨道的几何尺寸可以改变轮轨间的受力,从而达到减缓钢轨轨头侧磨的目的。
2、加强轨道的养护维修,提高曲线圆顺度、高标准养护曲线、做好曲线的拨道工作、加强曲线的综合维修、加强对小半径曲线轨距扩大地段的整治、加强曲线设备增加横向道床阻力来提高曲线整体强度、加强扭力矩、加强钢轨涂油工作、有条件采用全长淬火轨或稀土轨、增强轨道弹性、提高科学管理水平。
总之,一个良好的曲线必须要以病害的基本点出发,并在其使用中发现问题及时解决,做到质量上防微杜渐,使其整个结构经常处于完好状态。
四、调研结论与建议:我个人认为,钢轨侧面磨耗和轨道其他的永久变形一样,是不可避免的,但是通过各方面的努力,减少和缓和钢轨侧面磨耗是可能的。
列车通过曲线时,轮轨产生两点接触以及在接触点上轮轨间的相互作用—滑移和摩擦是产生曲线轨道上股锅轨侧面磨耗的根源。
实践表明,要减缓钢轨的侧面磨耗,必须从机车车辆、轨道以及轮轨关系等方面入手,改善轮轨的接触条件和摩擦条件。
对此问题进行研究的目的是通过减缓曲线钢轨的侧磨,以及降低轨道部件的力学伤损。
通过多年的研究,已取得了一些突破性的成果。
由于各条线路的列车运行情况不相同,所以影响曲线钢轨侧磨的因素就各不相同,采取的减磨措施也就各不相同。
但目的只有一个,就是降低钢轨侧面磨耗的速率和减少轨道部件的伤损,延长钢轨的使用寿命,从整体上提高铁路运输的经济效益。
通过对曲线钢轨侧磨的成因理论进行了系统的总结、分类和评述,对曲线钢轨侧磨的影响因素进行了进一步的探索,并作为钢轨侧磨指标,系统分析了曲线钢轨侧磨的变化规律,现总结如下:1、对牡丹江工务段管辖滨绥线381km+900m-583km+000m曲线共计215条,和83公里的直线。
进行了关于钢轨侧磨的调查。
现场测得的曲线钢轨侧磨数据的统计分析,得到了钢轨侧磨量与通过有关,并总结了曲线上股钢轨侧面磨耗的特征和发生、发展规律。
2、评价钢轨侧磨指标时得出,加大曲线半径有利于减缓钢轨的侧磨,因此从长远战略出发,增大干线铁路曲线最小半径标准是必要的;在准确测速确定平衡超高的基础上,设置欠超高有利于减缓钢轨的侧磨,但设置幅度不易过大,需要考虑旅客舒适度的影响:严格执行现有的轨距加宽标准,适当的减小轨距有利于减缓钢轨的侧磨。