[科普中國(guó)]-軌條磨耗限度

概念

軌條斷面的磨耗，取決于許多因素，其中起決定作用的有：軌條頭部形狀與車(chē)輪輪緣幾何形狀的相互作用；鋼材的抗磨特性；線路的曲線半徑以及通過(guò)的運(yùn)量等。

軌條的實(shí)際磨耗和技術(shù)上所容許的磨耗量對(duì)軌條的使用期有決定性影響。軌條的容許磨耗值決定于：

1.高速旅客列車(chē)與低速貨物列車(chē)的混合比。這是因?yàn)?，高速旅客列?chē)要求更小的容許偏差、其容許磨耗極限值也比次要干線、二級(jí)線路、站線或純貨運(yùn)線路為小。

2.軌條斷面形狀和技術(shù)上可能減少的軌條斷面以及與之有關(guān)的減少截面模量和慣性矩。要在確保安全的基礎(chǔ)上，找出容許磨耗極限值是困難的。無(wú)論在何處，當(dāng)重型軌條軌頭的斷面形狀已達(dá)到磨耗極限而其慣性矩仍高于未經(jīng)磨耗的輕型軌條的慣性矩值時(shí)，仍按截面模量和慣性矩來(lái)考慮能否應(yīng)用的方法，就不再適用了。

至于軌條頭部的磨耗，還必須區(qū)分為軌條的垂直磨耗和軌條的側(cè)面磨耗。

有關(guān)軌條的垂直磨耗，可謹(jǐn)慎地采用以下平均值：

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)軌條鋼材強(qiáng)度為700N/mm2，線路通過(guò)運(yùn)量為30Mt時(shí)，軌條磨耗為1mm；當(dāng)軌條鋼材強(qiáng)度為900N/mm2，線路通過(guò)運(yùn)量為50Mt時(shí)，軌條磨耗為1mm。

下列平均值可作為估計(jì)軌條側(cè)面磨耗的出發(fā)點(diǎn)：

標(biāo)準(zhǔn)軌條鋼材強(qiáng)度為700N/mm2，線路通過(guò)運(yùn)量為5Mt時(shí)，軌條側(cè)面磨耗為1mm；軌條鋼材強(qiáng)度為900N/mm2，線路通過(guò)運(yùn)量為6~10Mt時(shí)，側(cè)面磨耗為1mm。以上兩個(gè)數(shù)據(jù)只適用于曲線半徑小于500m的線路。

如將軌條的垂直磨耗和側(cè)面磨耗合并考慮，其加權(quán)平均值介乎兩種磨耗之間。這種加權(quán)平均值是由直線線路或曲線半徑大于500m的線路與曲線半徑小于500m的線路兩者的比值得來(lái)的。

按照軌頭垂直磨耗和側(cè)面磨耗在聯(lián)邦德國(guó)鐵路規(guī)定為：軌條垂直磨耗在軌條斷面的中心軸測(cè)量，軌條的側(cè)面磨耗在通過(guò)軌頭斷面?zhèn)燃缰行妮S的45°角處測(cè)量。凡軌條的磨耗程度接近于表中相應(yīng)某一級(jí)線路的軌條軌頭允許磨耗量時(shí)，這類(lèi)軌條必須予以更換。通常撤換下來(lái)的軌條可在低一級(jí)的線路上鋪設(shè)使用。

除了軌條磨耗之外，車(chē)輛的輪緣磨耗及其對(duì)車(chē)輛行駛的影響，在整體經(jīng)濟(jì)中也是值得考慮的。

輪軌關(guān)系的理論研究表明，軌條與輪對(duì)的配合具有微小的等量錐度會(huì)大大改善車(chē)輛的運(yùn)行狀況，但它又會(huì)對(duì)軌條和車(chē)輪的磨耗產(chǎn)生不利的影響，這是接觸面太小的結(jié)果。為此，在力求軌道的最優(yōu)化參數(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮它們的斷面磨耗。2

測(cè)量工具與方法測(cè)量軌條磨耗的工具較多，通常如只須略知垂直磨耗或側(cè)向磨耗數(shù)值，可用卡尺測(cè)量，此法簡(jiǎn)單易行，一般養(yǎng)路工區(qū)部備有卡尺，但是不夠精確。用軌條磨耗測(cè)量器測(cè)量，比用卡尺測(cè)量精確，但是這種測(cè)量器還不是普遍都有，在研究軌條磨耗時(shí)必須用這種測(cè)量器。以56型測(cè)量器為例，在測(cè)定垂直磨耗時(shí)有五個(gè)支點(diǎn)，側(cè)面磨耗有二個(gè)支點(diǎn)，可計(jì)算磨耗面積，測(cè)量方法為：將二塊側(cè)夾板固定在軌條兩側(cè)，使軌條下顎與測(cè)量器靠緊，固定夾板上的二個(gè)螺絲，使測(cè)量器成一整體，然后將垂直螺絲擰緊，這樣測(cè)量器就固定在軌條上，使七個(gè)針頭與軌條面接觸，這時(shí)指針上的讀數(shù)即為測(cè)量的數(shù)值。也可將測(cè)量器拿下來(lái)再讀，但切勿使測(cè)針移動(dòng)，可先松夾板上螺絲，再松一下垂直的螺絲，輕輕地將測(cè)量器向右上方取出，再依次讀出指針上的讀數(shù)。在使用時(shí)應(yīng)注意儀器的固定、端正，切勿傾斜，切勿使測(cè)針移動(dòng)。為預(yù)防儀器生銹，應(yīng)經(jīng)常上油，并注意保護(hù)測(cè)針的尖端，保持應(yīng)有的準(zhǔn)確性。

軌條磨耗均以標(biāo)準(zhǔn)斷面為準(zhǔn)，實(shí)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)斷面數(shù)值之差為磨耗量。垂直磨耗當(dāng)前是以軌條面中心線為準(zhǔn)，偏磨地段，可在頂面實(shí)際磨耗處量或在軌頂寬四分之一處量。側(cè)面磨耗是以標(biāo)準(zhǔn)斷面軌面下10毫米處為準(zhǔn)。但尚需進(jìn)一步研究，因?yàn)閭?cè)面磨耗若以標(biāo)準(zhǔn)斷面軌面下10毫米處為準(zhǔn)，則小半徑曲線上的軌條使用不久就會(huì)達(dá)到磨耗限度，顯得規(guī)定過(guò)嚴(yán)。3

磨耗產(chǎn)生的原因及防治方法（一）軌條磨耗產(chǎn)生的原因

曲線上造成軌條磨耗的原因很多，其中主要是機(jī)車(chē)、車(chē)輛軸重加大和運(yùn)量增加。另外，內(nèi)燃、電力機(jī)車(chē)的使用也會(huì)加大對(duì)曲線的橫向水平力，致使曲線磨耗加劇。此外，線路狀態(tài)不良也會(huì)加劇軌條磨耗。

（1）曲線超高設(shè)置不當(dāng)，軌底坡不正確，引起軌條偏載和輪軌不正常接觸，加劇軌條的磨耗。

（2）曲線方向不圓順，使列車(chē)產(chǎn)生搖晃；緩和曲線超高度遞減距離不夠，順坡率過(guò)大，引起列車(chē)進(jìn)入或駛出曲線時(shí)產(chǎn)生劇烈震動(dòng)、搖晃和沖擊，造成軌條磨耗。

（3）曲線狀態(tài)也會(huì)對(duì)軌條磨耗產(chǎn)生影響。如軌距超限，道碴不足，線路上有三角坑、暗坑、空吊板，軌條有硬彎，防爬設(shè)備、軌枕、聯(lián)結(jié)零件短缺、失效等，都會(huì)使軌條磨耗加劇。

軌條缺乏涂油措施，以及單線線路上下行列車(chē)速度相差懸殊等因素，也是加劇軌條磨耗的原因之一。

（二）防治軌條磨耗的方法

（1）正確設(shè)置曲線外軌超高度，準(zhǔn)確測(cè)量行車(chē)速度。平均速度的計(jì)算應(yīng)按照《維規(guī)》規(guī)定的加權(quán)平均法進(jìn)行。對(duì)曲線超高應(yīng)進(jìn)行檢算。

（2）整正軌底坡。目測(cè)檢查軌條頂面光帶是否在中心線上。偏里或偏外，都說(shuō)明軌底坡不正常，應(yīng)及時(shí)加以修正。在混凝土枕地段，可采用鋪設(shè)坡形膠墊的方法來(lái)改變軌底坡，加大車(chē)輪與軌條的接觸面，使軌條頂面光帶處于軌頂中心線位置。

（3）曲線定期涂油。將潤(rùn)滑油涂在外軌頭部?jī)?nèi)側(cè)可大大減少外軌磨耗。4