钢轨表面伤损及打磨的重要性

1钢轨表面伤损及打磨的重要性23主要内容一、钢轨现状概况二、钢轨的主要病害三、钢轨打磨的益处四、钢轨打磨的应用效果五、钢轨打磨的技术经济性4一、钢轨现状概况5随着我国铁路运输事业的不断发展，主要干线的列车重量和行车密度的不断增加，大规模客运专线的建设,高速铁路又好又快向纵深发展,而且由于我国铁路客货混跑、行车密度大、客运提速、货运重载、行车条件恶劣，货车对轨道结构破坏严重，特别是对钢轨表面易造成伤损。钢轨踏面纵向波形磨损层出不穷；轨面擦伤及剥离有增无减，以及小半径曲线的侧磨十分突出。针对此等损伤，用钢轨打磨列车对在线钢轨进行打磨维修与养护是行之有效的，不仅能显著地延长钢轨的寿命，还能改善线路质量，确保列车的安全运行。6二、常见的钢轨病害7常见的钢轨病害形式:钢轨“焊合”的不平道碴的印痕塌陷（儒变、黑色斑点）钢轨的纵向变形——波磨钢轨的横向截面变形表面疲劳8钢轨“焊合”的不平9道碴的印痕10塌陷（儒变、黑色斑点）11•钢轨的这些独立缺陷会在每一次车轮通过时产生一次冲击，随之产生一个数倍于正常情况下的负载。因此，铁轨受到很高的压力。一般情况下这种损伤还会进一步扩展，有些情况下会导致铁路失效。•不仅铁轨受影响，铁轨还不能全部吸收这种由冲击产生的能量。这些冲击会持续地传递给线路。固定位置的损伤会影响轨垫和枕木。最后，形成道床局部下沉，铁路失去其稳定性。12钢轨的纵向变形钢轨的纵向变形分为：1.极短波距波形2.短波距波形3.长波距波形13极短波距波形（30~100mm）14短波距波形（100~300mm）15长波距波形（300~1000mm）16铁轨的纵向变形表现为周期性的波浪磨耗波长非常短（波长30~100mm）“极短周期波形”的变形多发生于铁路直线部份。在160公里/小时速度下的运行线路，铁轨的不规则冲击所成形；短波长（波长100~300mm）变形常在发生在铁路的曲线区段，通常发生于短轨一侧的轨道。它可以解释为：转弯时固定在车轴上的两个车轮所碾过的长度不一样所造成的；长波（波长300~1000mm）变形通常是由铁路上只有单一型号的车辆运行所造成的；较长波（波长1000~2500mm）的变形也许与铁轨的制造工艺有关；实际上，几种波长的变形经常会同时出现在钢轨同一部位。17钢轨的横向截面变形钢轨的横截面变形对线路运行起着重要作用，车轮与铁轨的接触点决定了运行中表面和内部的应力。车轮与钢轨的不正确接触，会导致车轮与钢轨的疲劳损害。18拐角处塑性变形（边缘磨耗）19工作面边缘塑性变形（边缘肥边）20车轮与钢轨的横截面决定了轮轨的接触状况。在钢轨的直线部分和曲线的外侧，车轮圆锥面产生的横向运动会给车轮带来影响。“对中”效果就是当量锥度，当量锥度必须保持在一定的范围内。否则，车辆将会发生横向的波动振荡，被称作“蛇行”伤害就会发生。在高速铁路线上当量锥度特别重要，当量锥度的变化能引起转向架接近它的临界的速度。如果这种情况发生，车辆的运行会变得很不稳定。21表面疲劳表面疲劳通常是由重载车辆造成铁路的轨面失效形式。但它也能发生在由轻载列车运行的铁路上，在铁轨被润滑和繁忙线路区段就会发生。表面疲劳起始于一个材料的疲劳点，当磨损程度不高时，金属保持在原处伸长，最后达到疲劳极限。对付疲劳的处理是在金属达到疲劳之前就除去这部份金属。要达到此目的，可用循环的修磨来实现，每一次修磨仅需要磨去很少一部份金属。22初期钢轨工作表面伤损23钢轨在拐角处24发展后钢轨工作表面伤损25钢轨拐角处的剥落四、钢轨打磨的益处27钢轨打磨的益处如下：通过修正钢轨断面形状，改善轮/轨接触关系，从而减少轮/轨接触应力和磨耗；修正/控制钢轨波磨以及低接头。这些缺陷会增加轮轨噪音、加快车辆部件和轨道部件的恶化率，甚至造成列车限速；修正/控制滚动接触疲劳缺陷。这些缺陷会增加钢轨损伤的风险，甚至降低超声波钢轨探伤的效果；修正/控制其他钢轨缺陷（如车轮滚伤、压溃、轨头垂向及纵向裂纹）；减少车轮和转向架运动的不利影响，这种情况下，会加剧钢轨磨耗和缺陷的恶化；减少噪音和振动，减少普通接头和焊接接头的垂向不平顺，控制钢轨波磨；缓和大轴重车轮作用的不利影响，改善轮/轨接触条件；使钢轨和车轮正确接触，减少车辆横向不稳定性（蛇行运动）。28五、钢轨打磨的应用效果钢轨打磨的应用效果：1）增加钢轨50%-100%的使用寿命；2）减少钢轨失效的风险；3）减少车轮、轨道部件（扣件、轨枕等）以及轨道几何形位的恶化率；4）允许列车以较高的速度运行；5）降低轮轨噪音。29六、钢轨打磨的技术经济性1、预防性钢轨打磨可延长钢轨寿命，据资料介绍，按计划定期打磨的钢轨可延长钢轨寿命达5~8年，还可改善列车的运行，减少蛇形运动，减少运动的噪音，减少波磨，降低能耗，一般维修性打磨的钢轨寿命一般为5年左右；2、预防性收益：减少对扣件的过度荷载引起的维修、减少由于轨底系统过度荷载引起的维修、减少桥梁等过度荷载引起的维修；3、减少机车燃油消耗，降低车轮镟修成本。