鐵道機車車輛輪軌摩擦磨損與節能降耗措施

薛鵬

（中鐵十六局集團鐵運工程有限公司，河北 高碑店 074000）

鐵路是我國交通運輸體系中的重要內容，可機車車輛在運行時由于發生嚴重的摩擦極易磨損，導致機車的運行安全受到一定的影響，容易出現安全性問題，這不僅會降低交通體系運行的經濟效益，也會對我國可持續發展戰略產生不良影響。相關部門對該情況非常重視，也在積極地研究新型技術對其進行改善，降低鐵道機車運行對能源資源的消耗。

1 摩擦與輪軌磨耗之間的關系

在鐵道機車車輛運行的過程中，輪軌之間是會產生一定的摩擦的，二者相互作用后產生一定的接觸壓強。磨損情況的出現會造成大量的能源消耗，其具體的消耗量受輪軌之間的摩擦情況影響非常大。此外，磨損消耗的能源與運動率、接觸壓強以及摩擦系數之間呈現的是正相關的關系，這期間出現的材料消耗情況是在多方面因素的共同作用下出現的結果。磨損通常有著一定的發展模式，往往是從輕微的摩擦轉變成為比較嚴重的磨損。從這方面來看，工作人員在日常的工作中一定要加強對輪軌的檢查和維護力度，這樣才能夠及時地發現運行過程中存在的問題，延長輪軌的使用壽命。為了降低車輛運行過程中的輪軌磨損，就需要選用硬度較高的材料進行施工，同時，對運動率、接觸壓強等內容進行適當的調整。此外，工作人員可以采用有效的方式和手段增強鋼軌側面與車輪輪緣之間的接觸面的潤滑度，同樣也可以采用有效的方式降低鋼軌規定同車輪的接觸面摩擦等方式減緩車輪踏面的磨損情況，從而確保能力消耗降低的目的。對軌頂進行摩擦控制同時也能夠有效地降低車輛通過曲線時所產生的彎道作用力，這樣就還使得鋼軌側面與車輪接觸面上所承受的壓強減少，最終實現降低輪緣以及鋼軌側面磨損的目的。

2 鐵道機車車輛輪軌的摩擦磨損情況

2.1 車輪的摩擦磨損情況分析

在鐵道機車運行系統中，車輪是其中一個非常重要的部件。在長時間持續的運行情況下，車輪是會出現一定的磨損的，而磨損后的車輪通常會對鋼軌的踏面造成一定的影響，導致其出現損傷的情況。此外，滑動也是導致出現踏面損傷的一個重要的原因。從當前的實際情況來看，車輪磨損的主要形態包括了輪緣磨耗、車輪踏面剝離以及踏面崩裂等幾個重要方面。磨損的形成原因除了結構設計存在缺陷外，還包括制動熱應力疲勞以及輪軌接觸應力過于集中等情況。從這一方面來看，工作人員一定要對車輪進行定期的檢修，并將不符合車輛安全運行的車輪進行及時的更換。這樣就會導致檢修費用和新車輪購置費用的出現，并且在檢查和更換的過程中還會出現人工勞務費等。由此可見，車輪出現磨損問題后，是會導致一系列問題的出現的。

2.2 軌道的摩擦磨損情況分析

從當前鐵路交通運輸的實際情況來看，鋼軌磨耗情況已經成為了一個非常普遍的問題。通過對國內鐵路路段的磨損情況進行統計分析，發現近六成的曲線段鋼軌已經出現了不同程度的磨損情況，已經造成了國有資產的重大損失。從當前鐵路軌道磨損的實際情況來看，磨損主要可以分為波磨、側模、壓潰和剝離等多種，這四種磨損情況基本上能夠占到鐵路軌道磨損重量的八成左右。隨著我國社會主義市場經濟的不斷發展以及人民群眾生活水平的提升，鐵路運輸所占比重不斷提升，也導致了軌道摩擦磨損情況的出現。當前的鐵路軌道通常是由鋼材料構成，在經過長期的使用后勢必會產生磨損情況，相關部門要對其進行及時的更換，這樣也使得鋼材料的使用量不斷地增加，這種情況的存在，對于日益緊張的能源現狀無疑是一個重要的問題。

3 輪軌節能降耗措施研究

3.1 潤滑噴涂措施

從實際情況來看，鐵道機車的輪軌在經過長期的使用后，會出現一定的摩擦以及磨損情況，這也是不可避免的。造成這種情況的原因就在于車輛擺角剛度比較高，或者是曲線半徑比較小，從而導致車輪出現了一定的磨損情況，這種磨損情況會導致車輪的使用壽命減少。在實際的工作中，工作人員會采用潤滑噴涂的方式進行針對。通常情況下，工作人員會對輪緣同軌側的接觸面進行涂抹潤滑劑，這樣就能夠有效地降低車輛運行過程中的摩擦。當前常見的潤滑方式主要包括了以下幾種。

第一，干式固塊潤滑方式。采用這種潤滑方式需要對干式固塊潤滑系統進行充分的利用。這種系統有著安裝簡便、自我調節能力較強等一系列的優點。無論是在設計之初，還是在后期的改造過程中，這種系統都可以進行順利的安裝。同時，這種系統安裝方式還能夠確保相關物質不會因輪軌擠壓而轉移到軌頂位置，這樣就能夠有效地降低污染。但需要注意的是，采用這種方式降低摩擦，一定要對安裝比例和安裝位置進行精確的計算，這樣才能確保潤滑效果得到真正的實現。這種潤滑方式有著較為廣泛的應用空間，不僅可以應用于輪緣，也可以應用于軌頂和車輪踏面之間。

第二，油脂噴涂方式。采用這種方式實現潤滑的目的，需要合理地利用油脂噴涂系統，并要求在設計工作開始前就完成安裝工作。需要注意的是，油脂是非常容易流動的，因此，如何采用有效的方式和方法對其進行精準的控制就成為了一個非常重要的問題。此外，在油脂噴涂系統運行過程中，油脂容易擴散到鋼軌的頂面，這樣就有可能導致出現車輪打滑的情況，給車輛的安全運行造成一定的威脅。經過對比研究能夠發現，相較于油脂噴涂方式，干式固塊潤滑方式能夠更好地降低輪軌的磨損率，從而提升車輪的使用壽命，滿足節能降耗的要求。

3.2 使用耐磨損的車輪踏面

通常情況下，車輪出現磨損主要包括以下兩種情況：一是車輪踏面出現了磨損，二是車輪輪緣出現了磨損。為了有效地降低磨損情況對車輛的順利運行產生的威脅，需要對車輪踏面的磨耗深度進行嚴格的要求。例如，相關維修規程中要求，踏面摩耗深度要控制在7mm 以下。如果應用踏面輪緣高度為25mm，踏面磨耗程度要控制在10mm 以內。檢修技術人員要嚴格依據維修規程對磨耗程度進行審核，做好鐵道機車車輛的維修護理工作。在車輛運行的過程中，需要使用磨耗性的車輪踏面廓形，這樣不僅能夠有效地降低運行中輪軌的磨耗，同時還能夠有效地降低運行過程中輪軌的接觸應力，從而提升輪軌的使用時間，更好地實現其經濟效益。

3.3 使用徑向轉向架

在過去的一段時間里，部分機車轉向架在設計方面存在一定的缺陷，工作不夠嚴謹和規范。為了能夠在滿足牽引力要求的基礎上確保車輛的順利運行，一定要充分地發揮徑向轉向架的作用，對曲線設計進行不斷的優化，對鋼軌及輪胎間的沖角進行精確的設計，盡量減少曲線半徑，從而降低磨損情況。如圖1。

圖1 傳統機車轉向架與徑向轉向架通過曲線時的示意圖

3.4 做好日常的檢修和維護工作

為了減少車輛鐵道機車車輛輪軌的摩擦磨損，確保節能降耗目的得到順利的實現，相關工作人員要須成立專門的工作小組，做好日常的檢修以及維護工作，及時地發現并解決出現的問題，為輪軌的順利運行保駕護航。

4 結語

開展鐵道機車車輛輪軌的摩擦磨損與節能降耗研究工作，能夠有效地提升車輪和軌道的使用壽命，更好的實現其經濟效益，同時也能夠充分地保障廣大人民群眾的生命和財產安全，確保其社會效益得到實現。因此，相關工作人員一定要采用積極有效的方法完成輪軌節能降耗目標，在保證鐵路運輸效率提升的前提下，實現其節能型目標。