《曲线外股钢轨侧磨产生原因与整治措施》
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[摘 要]本文主要论述了曲线上股钢轨侧面磨耗形成原因,提出适当调整轨底坡、改变曲线外股超高对钢轨侧面磨耗的影响,并对曲线上股钢轨侧面磨耗进行整治.
[关键词]曲线；外股钢轨侧面磨耗；原因及整治措施
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0257-02
1.前言
轨道作为铁路的基础,其质量与状态直接关系到铁路运输的安全与否,而钢轨是轨道中最重要组成部分,也是铁路运输的重要基础设施之一.随着铁路运量和速度的不断增加,伴随着钢轨也产生了各种伤损情况,其中钢轨侧面磨耗就一直是铁路上存在的重要问题之一.
2.曲线外股钢轨侧磨概述
2.1背景概述
大准线地处山区,桥隧多、小半径曲线多、坡度大、自然条件差,由于线路设计标准低,道床排水不畅,路基软硬不匀,造成线路质量、轨道状态差、曲线外股钢轨侧面磨耗严重,特别是在小半径曲线较直线地段所受到的冲击、摩擦和横向力更为突出,平均每年更换侧面磨耗钢轨达10km,严重地段更换不到一年的钢轨就得下线,这样不仅增加了许多维修工作量,增加了运营成本,而且给铁路安全运行埋下了隐患.
3.曲线钢轨侧面磨耗形成原因
3.1侧面磨耗产生原因
曲线上钢轨的侧面磨耗主要是由于轮对和钢轨侧面之间的滑动摩擦造成的.线路不间断地受到机车、车辆的摩擦和冲击,状态处在不断的变化当中,钢轨侧面磨耗就是在列车运行、轮轨摩擦的过程中产生的,由于列车通过曲线时,曲线的上下股半径不同,内外轮的滚动距离不同,轮轨间必将产生滑动摩擦,因此滑动摩擦是产生侧面磨耗的根本原因.
为了找到侧面磨损的主要原因,通过长期观察和测量,发现钢轨侧面磨損具有以下特点：⑴侧面磨耗与曲线半径有关；曲线半径越小,侧面磨耗越严重.⑵侧面磨耗与线路状态有关,线路的状态越差侧面磨耗越严重.⑶侧面磨耗与超高设定有关,超高设定过大或过小,都将加重侧面磨耗.⑷侧面磨耗与轨底坡设置有关,轨底坡设置不合理,也将影响钢轨侧面磨耗.⑸侧面磨耗与行车速度及轴重有关；同一机车的牵引重量和速度不同,导致侧面磨耗也不同.⑹侧面磨耗与钢轨类型有关,不同材质的钢轨,产生的侧面磨耗不同.
3.1.1曲线半径对侧面磨耗的影响
曲线半径是决定钢轨侧面磨耗量的关键因素,曲线半径越小,侧面磨耗越严重,因此加大曲线半径对于减少钢轨侧面磨耗是十分有利的.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横向推力加大,可能在内股钢轨产生波磨,外股钢轨产生严重的侧面磨耗,造成轨距、水平、方向也不宜保持.根据观测,半径小于800m的曲线外股钢轨均有不同程度的侧面磨耗.
大准铁路工务段近几年的换轨可以证实：半径R≤500m的曲线平均更换周期为6-12个月,500
3.1.2线路状况对侧面磨耗的影响
线路状态的好坏,对钢轨侧面磨耗也发生直接的影响.养护不良的曲线,钢轨侧面磨耗就大；反之,养护好的曲线钢轨侧面磨耗就小.
方向不圆顺：在拨道时为图方便省事,经常向上拨,使误差都集中到缓和曲线头,造成曲线“鹅头”,曲线方向不顺,使列车通过产生摇晃,这些都能加速钢轨的侧面磨耗.
轨距超限：由于轨距超限,使车轮与钢轨的内接情况不好,阻力增加.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.此外,大轨距使得轮轨之间的冲击较大,行车摇晃,加重了钢轨轨头的侧面磨耗.
缓和曲线超高度的递减不够：由于缓和曲线受地形的限制,长度不能满足顺坡的要求,顺坡率过大,引起列车在缓和曲线运行时发生振动、摇晃和冲击,加速钢轨磨耗.
道床不洁、捣固不良：线路上有三角坑、暗坑和吊板等病害或线路翻浆冒泥,线路质量变化,都会加速钢轨的侧面磨耗.
3.1.3不同外轨超高对侧面磨耗的影响
通常,曲线外股超高是根据列车通过曲线的平均速度设定的,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面磨耗速率的大小.理论计算与现场测试表明,改变超高会使影响曲线钢轨侧面磨耗的两个主要因素导向力与冲角出现完全相反的变化.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,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.
根据实测的钢轨磨耗资料分析表明,设置适当的欠超高对减缓钢轨侧面磨耗是有利的.
3.1.4不同轨底坡对侧面磨耗的影响
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.通过调整轨底坡改善轮轨间的接触关系,从而减少钢轨的磨滑,进而减缓曲线钢轨的轨头侧磨.
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.
列车车轮是装死在车轴上的,轮对转动,滚动半径相同时内外轮滚动的距离是相等的.但当轮对在曲线上运行时,为使轮对处于径向位置,要求轮对的外轮走行的距离要大于轮对的内轮,这必然造成轮轨之间相对滑动,以调正轮对位置,这种必然要产生的滑动也是造成曲线钢轨磨损的原因之一.当然,滑动量越少.钢轨磨损就越轻.为此,人们想利用车轮为圆锥形踏面这一特点使曲线外轨线上的车轮尽量以其大的滚动半径滚动,内轨线上的车轮尽量以其小的滚动半径滚动,以减少其轮轨之间的滑动量.而改变曲线钢轨内外股的轨底坡能够达到这一目的.不难理解,当曲线外股钢轨轨底坡减小时,轮轨接触点移向轮缘,车轮以较大滚动半径滚动,若曲线内股钢轨轨底坡变大则轮轨接触点将远离轮缘,车轮以较小的滚动半径滚动.因此,若把曲线内股钢轨轨底坡加大,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. 可见,增大内轨轨底坡对于减缓曲线钢轨轨头侧磨还是很明显的.
上文结论，该文是适合不知如何写钢轨和股钢轨和整治措施方面的原因专业大学硕士和本科毕业论文以及关于原因论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
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