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测量轨条磨耗的工具较多,通常如只须略知垂直磨耗或侧向磨耗数值,可用卡尺测量,此法简单易行,一般养路工区部备有卡尺,但是不够精确。用轨条磨耗测量器测量,比用卡尺测量精确,但是这种测量器还不是普遍都有,在研究轨条磨耗时必须用这种测量器。以56型测量器为例,在测定垂直磨耗时有五个支点,侧面磨耗有二个支点,可计算磨耗面积,测量方法为:将二块侧夹板固定在轨条两侧,使轨条下颚与测量器靠紧,固定夹板上的二个螺丝,使测量器成一整体,然后将垂直螺丝拧紧,这样测量器就固定在轨条上,使七个针头与轨条面接触,这时指针上的读数即为测量的数值。也可将测量器拿下来再读,但切勿使测针移动,可先松夹板上螺丝,再松一下垂直的螺丝,轻轻地将测量器向右上方取出,再依次读出指针上的读数。在使用时应注意仪器的固定、端正,切勿倾斜,切勿使测针移动。为预防仪器生锈,应经常上油,并注意保护测针的尖端,保持应有的准确性。
轨条磨耗均以标准断面为准,实测值与标准断面数值之差为磨耗量。垂直磨耗当前是以轨条面中心线为准,偏磨地段,可在顶面实际磨耗处量或在轨顶宽四分之一处量。侧面磨耗是以标准断面轨面下10毫米处为准。但尚需进一步研究,因为侧面磨耗若以标准断面轨面下10毫米处为准,则小半径曲线上的轨条使用不久就会达到磨耗限度,显得规定过严。
(一)轨条磨耗产生的原因
曲线上造成轨条磨耗的原因很多,其中主要是机车、车辆轴重加大和运量增加。另外,内燃、电力机车的使用也会加大对曲线的横向水平力,致使曲线磨耗加剧。此外,线路状态不良也会加剧轨条磨耗。
(1)曲线超高设置不当,轨底坡不正确,引起轨条偏载和轮轨不正常接触,加剧轨条的磨耗。
(2)曲线方向不圆顺,使列车产生摇晃;缓和曲线超高度递减距离不够,顺坡率过大,引起列车进入或驶出曲线时产生剧烈震动、摇晃和冲击,造成轨条磨耗。
(3)曲线状态也会对轨条磨耗产生影响。如轨距超限,道碴不足,线路上有三角坑、暗坑、空吊板,轨条有硬弯,防爬设备、轨枕、联结零件短缺、失效等,都会使轨条磨耗加剧。
轨条缺乏涂油措施,以及单线线路上下行列车速度相差悬殊等因素,也是加剧轨条磨耗的原因之一。
(二)防治轨条磨耗的方法
(1)正确设置曲线外轨超高度,准确测量行车速度。平均速度的计算应按照《维规》规定的加权平均法进行。对曲线超高应进行检算。
(2)整正轨底坡。目测检查轨条顶面光带是否在中心线上。偏里或偏外,都说明轨底坡不正常,应及时加以修正。在混凝土枕地段,可采用铺设坡形胶垫的方法来改变轨底坡,加大车轮与轨条的接触面,使轨条顶面光带处于轨顶中心线位置。
(3)曲线定期涂油。将润滑油涂在外轨头部内侧可大大减少外轨磨耗。 2100433B
轨条断面的磨耗,取决于许多因素,其中起决定作用的有:轨条头部形状与车轮轮缘几何形状的相互作用;钢材的抗磨特性;线路的曲线半径以及通过的运量等。
轨条的实际磨耗和技术上所容许的磨耗量对轨条的使用期有决定性影响。轨条的容许磨耗值决定于:
1.高速旅客列车与低速货物列车的混合比。这是因为,高速旅客列车要求更小的容许偏差、其容许磨耗极限值也比次要干线、二级线路、站线或纯货运线路为小。
2.轨条断面形状和技术上可能减少的轨条断面以及与之有关的减少截面模量和惯性矩。要在确保安全的基础上,找出容许磨耗极限值是困难的。无论在何处,当重型轨条轨头的断面形状已达到磨耗极限而其惯性矩仍高于未经磨耗的轻型轨条的惯性矩值时,仍按截面模量和惯性矩来考虑能否应用的方法,就不再适用了。
至于轨条头部的磨耗,还必须区分为轨条的垂直磨耗和轨条的侧面磨耗。
有关轨条的垂直磨耗,可谨慎地采用以下平均值:
当标准轨条钢材强度为700N/mm²,线路通过运量为30Mt时,轨条磨耗为1mm;当轨条钢材强度为900N/mm²,线路通过运量为50Mt时,轨条磨耗为1mm。
下列平均值可作为估计轨条侧面磨耗的出发点:
标准轨条钢材强度为700N/mm²,线路通过运量为5Mt时,轨条侧面磨耗为1mm;轨条钢材强度为900N/mm²,线路通过运量为6~10Mt时,侧面磨耗为1mm。以上两个数据只适用于曲线半径小于500m的线路。
如将轨条的垂直磨耗和侧面磨耗合并考虑,其加权平均值介乎两种磨耗之间。这种加权平均值是由直线线路或曲线半径大于500m的线路与曲线半径小于500m的线路两者的比值得来的。
按照轨头垂直磨耗和侧面磨耗在联邦德国铁路规定为:轨条垂直磨耗在轨条断面的中心轴测量,轨条的侧面磨耗在通过轨头断面侧肩中心轴的45°角处测量。凡轨条的磨耗程度接近于表中相应某一级线路的轨条轨头允许磨耗量时,这类轨条必须予以更换。通常撤换下来的轨条可在低一级的线路上铺设使用。
除了轨条磨耗之外,车辆的轮缘磨耗及其对车辆行驶的影响,在整体经济中也是值得考虑的。
轮轨关系的理论研究表明,轨条与轮对的配合具有微小的等量锥度会大大改善车辆的运行状况,但它又会对轨条和车轮的磨耗产生不利的影响,这是接触面太小的结果。为此,在力求轨道的最优化参数时,应充分考虑它们的断面磨耗。
钢轨波纹磨耗研究综述
一个多世纪以来,铁路直线段钢轨的短波磨耗始终是尚未解决的难题,不仅造成了噪声污染,而且增加了养护维修费用。经过世界范围内很多国家上百年的研究,积累了很多资料并加深了理解。从历史的角度来看,这些研究成果可以和如今的铁路工程技术水平及其资产相媲美。本文对不同时期钢轨波磨的研究进行评述。
城市轨道钢轨波浪形磨耗的产生和预防
南京地铁一号线曲线钢轨出现了较为严重的波浪形磨耗。为此.通过对波磨现象的机理分析和计算机仿真研究,我们分析了不同的波磨程度对车辆及轨道动力学性能的影响.并提出了减缓措施。
近年来取料机链条耐磨耗板应用周期逐渐缩短,调换频繁,去年的下半年以来,导轨耐磨耗板调换周期缩减到一周左右。频繁调换耐磨耗板增加了维护人员的工作量,同时也造成了维护费用的大量浪费,更严重的问题是煤取料机停机检修使得作业停滞,元煤就变成了联合储库直供,没有通过均化的元煤经粉磨处理后供窑体系煅烧使用,由于来自不同的产地和煤层之间的煤质与灰分的出入,对窑体系煅烧和水泥熟料品质产生了较为深远的影响。德州嘉盛橡塑超高分子聚乙烯板厂的链条导轨产品给出了解决措施,在C型轨道侧部应用了我们的链条导轨并设置—排滚轮,代替原导轨耐磨耗板。把链条外链板上的防磨耗条与导轨侧立面的耐磨耗板由直接面的接触的相对滑动活动改成滚滑运动。
环形轨道堆取料机中将导轨模板换成了链条导轨。其中该设备的取料机为桥式行车刮板式取料机,安装在行车上的刮板取料机刮板斗由滚子链条带动,在刮板工作行程链条两侧均设有C形链条导轨,起到限制链条位移方向的作用,保证链条运行在对应头尾链轮的轴线上,使链条不致脱离头尾链轮。链条导轨侧立面的耐磨耗板与链条外链板上的防磨耗条直接面接触相对滑动,承受刮板传递的来自物料的挤压力。虽然采取了滴注润滑措施,然而导轨侧立面的耐磨耗板每间隔一段时间均因磨损至极限厚度而失效并被更换。这就出现了损耗问题,如果不能及时解决,那么将会增加后期的材料成本投入.
更换链条导轨后,自使用以来运行正常,除按常规做好润滑外,仅更换过极少量易损件。由于故障率低,大大减轻了现场维修人员的工作负荷,同时也大幅减少了因取料机故障安排原煤直供而对窑系统煅烧及熟料质量产生的不良影响。由于充分利用旧链条滚轮,本次更换的链条导轨投入仅几千元。通过核算,取料机更换嘉盛橡塑超高分子聚乙烯板厂出品的链条导轨后,每年可节约耐磨耗板等配件消耗成本近10万元,经济效益显而易见。
钢轨磨耗是指车轮与钢轨之间摩擦使钢轨头部产生磨损的现象。钢轨磨耗在直线和曲线上出现不同的形式。直线上主要为垂直磨耗和接头部分的鞍形磨耗。曲线上主要为外股钢轨的侧面磨耗,内股钢轨的压溃和波形磨耗。在小半径曲线上侧面磨耗尤为严重,往往因磨耗超限而报废。减缓曲线钢轨侧面磨耗的主要措施在于铺设强度高的合金钢轨或全长淬火钢轨,采用磨耗型踏面的车轮以及合理的轨道结构参数。作为辅助措施可采用地面钢轨涂油器和机车轮缘涂油器,降低车轮与钢轨间的摩擦系数。波形磨耗是钢轨顶面上出现规律性起伏不平的不均匀磨耗现象,成因复杂。惟一的办法是对有波形磨耗的钢轨用打磨列车进行打磨使其彻底消除。
至于垂直磨耗一般情况下是正常的,随着轴重和通过总重的增加而增大。轨道几何形位设置不当,会使垂直磨耗速率加快,这是要防止的,可通过调整轨道几何尺寸解决。2100433B
钢轨磨耗主要是指钢轨的侧面磨耗和波浪形磨耗。至于垂直磨耗一半情况下是正常的,随着轴重和通过总重的增加而增大。轨道几何形位设置不当,会使垂直磨耗速率加快,这是要防止的,可通过调整轨道几何尺寸解决