铁道机车车辆轮轨摩擦磨损与节能降耗措施

薛鹏

（中铁十六局集团铁运工程有限公司，河北 高碑店 074000）

铁路是我国交通运输体系中的重要内容，可机车车辆在运行时由于发生严重的摩擦极易磨损，导致机车的运行安全受到一定的影响，容易出现安全性问题，这不仅会降低交通体系运行的经济效益，也会对我国可持续发展战略产生不良影响。相关部门对该情况非常重视，也在积极地研究新型技术对其进行改善，降低铁道机车运行对能源资源的消耗。

1 摩擦与轮轨磨耗之间的关系

在铁道机车车辆运行的过程中，轮轨之间是会产生一定的摩擦的，二者相互作用后产生一定的接触压强。磨损情况的出现会造成大量的能源消耗，其具体的消耗量受轮轨之间的摩擦情况影响非常大。此外，磨损消耗的能源与运动率、接触压强以及摩擦系数之间呈现的是正相关的关系，这期间出现的材料消耗情况是在多方面因素的共同作用下出现的结果。磨损通常有着一定的发展模式，往往是从轻微的摩擦转变成为比较严重的磨损。从这方面来看，工作人员在日常的工作中一定要加强对轮轨的检查和维护力度，这样才能够及时地发现运行过程中存在的问题，延长轮轨的使用寿命。为了降低车辆运行过程中的轮轨磨损，就需要选用硬度较高的材料进行施工，同时，对运动率、接触压强等内容进行适当的调整。此外，工作人员可以采用有效的方式和手段增强钢轨侧面与车轮轮缘之间的接触面的润滑度，同样也可以采用有效的方式降低钢轨规定同车轮的接触面摩擦等方式减缓车轮踏面的磨损情况，从而确保能力消耗降低的目的。对轨顶进行摩擦控制同时也能够有效地降低车辆通过曲线时所产生的弯道作用力，这样就还使得钢轨侧面与车轮接触面上所承受的压强减少，最终实现降低轮缘以及钢轨侧面磨损的目的。

2 铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损情况

2.1 车轮的摩擦磨损情况分析

在铁道机车运行系统中，车轮是其中一个非常重要的部件。在长时间持续的运行情况下，车轮是会出现一定的磨损的，而磨损后的车轮通常会对钢轨的踏面造成一定的影响，导致其出现损伤的情况。此外，滑动也是导致出现踏面损伤的一个重要的原因。从当前的实际情况来看，车轮磨损的主要形态包括了轮缘磨耗、车轮踏面剥离以及踏面崩裂等几个重要方面。磨损的形成原因除了结构设计存在缺陷外，还包括制动热应力疲劳以及轮轨接触应力过于集中等情况。从这一方面来看，工作人员一定要对车轮进行定期的检修，并将不符合车辆安全运行的车轮进行及时的更换。这样就会导致检修费用和新车轮购置费用的出现，并且在检查和更换的过程中还会出现人工劳务费等。由此可见，车轮出现磨损问题后，是会导致一系列问题的出现的。

2.2 轨道的摩擦磨损情况分析

从当前铁路交通运输的实际情况来看，钢轨磨耗情况已经成为了一个非常普遍的问题。通过对国内铁路路段的磨损情况进行统计分析，发现近六成的曲线段钢轨已经出现了不同程度的磨损情况，已经造成了国有资产的重大损失。从当前铁路轨道磨损的实际情况来看，磨损主要可以分为波磨、侧模、压溃和剥离等多种，这四种磨损情况基本上能够占到铁路轨道磨损重量的八成左右。随着我国社会主义市场经济的不断发展以及人民群众生活水平的提升，铁路运输所占比重不断提升，也导致了轨道摩擦磨损情况的出现。当前的铁路轨道通常是由钢材料构成，在经过长期的使用后势必会产生磨损情况，相关部门要对其进行及时的更换，这样也使得钢材料的使用量不断地增加，这种情况的存在，对于日益紧张的能源现状无疑是一个重要的问题。

3 轮轨节能降耗措施研究

3.1 润滑喷涂措施

从实际情况来看，铁道机车的轮轨在经过长期的使用后，会出现一定的摩擦以及磨损情况，这也是不可避免的。造成这种情况的原因就在于车辆摆角刚度比较高，或者是曲线半径比较小，从而导致车轮出现了一定的磨损情况，这种磨损情况会导致车轮的使用寿命减少。在实际的工作中，工作人员会采用润滑喷涂的方式进行针对。通常情况下，工作人员会对轮缘同轨侧的接触面进行涂抹润滑剂，这样就能够有效地降低车辆运行过程中的摩擦。当前常见的润滑方式主要包括了以下几种。

第一，干式固块润滑方式。采用这种润滑方式需要对干式固块润滑系统进行充分的利用。这种系统有着安装简便、自我调节能力较强等一系列的优点。无论是在设计之初，还是在后期的改造过程中，这种系统都可以进行顺利的安装。同时，这种系统安装方式还能够确保相关物质不会因轮轨挤压而转移到轨顶位置，这样就能够有效地降低污染。但需要注意的是，采用这种方式降低摩擦，一定要对安装比例和安装位置进行精确的计算，这样才能确保润滑效果得到真正的实现。这种润滑方式有着较为广泛的应用空间，不仅可以应用于轮缘，也可以应用于轨顶和车轮踏面之间。

第二，油脂喷涂方式。采用这种方式实现润滑的目的，需要合理地利用油脂喷涂系统，并要求在设计工作开始前就完成安装工作。需要注意的是，油脂是非常容易流动的，因此，如何采用有效的方式和方法对其进行精准的控制就成为了一个非常重要的问题。此外，在油脂喷涂系统运行过程中，油脂容易扩散到钢轨的顶面，这样就有可能导致出现车轮打滑的情况，给车辆的安全运行造成一定的威胁。经过对比研究能够发现，相较于油脂喷涂方式，干式固块润滑方式能够更好地降低轮轨的磨损率，从而提升车轮的使用寿命，满足节能降耗的要求。

3.2 使用耐磨损的车轮踏面

通常情况下，车轮出现磨损主要包括以下两种情况：一是车轮踏面出现了磨损，二是车轮轮缘出现了磨损。为了有效地降低磨损情况对车辆的顺利运行产生的威胁，需要对车轮踏面的磨耗深度进行严格的要求。例如，相关维修规程中要求，踏面摩耗深度要控制在7mm 以下。如果应用踏面轮缘高度为25mm，踏面磨耗程度要控制在10mm 以内。检修技术人员要严格依据维修规程对磨耗程度进行审核，做好铁道机车车辆的维修护理工作。在车辆运行的过程中，需要使用磨耗性的车轮踏面廓形，这样不仅能够有效地降低运行中轮轨的磨耗，同时还能够有效地降低运行过程中轮轨的接触应力，从而提升轮轨的使用时间，更好地实现其经济效益。

3.3 使用径向转向架

在过去的一段时间里，部分机车转向架在设计方面存在一定的缺陷，工作不够严谨和规范。为了能够在满足牵引力要求的基础上确保车辆的顺利运行，一定要充分地发挥径向转向架的作用，对曲线设计进行不断的优化，对钢轨及轮胎间的冲角进行精确的设计，尽量减少曲线半径，从而降低磨损情况。如图1。

图1 传统机车转向架与径向转向架通过曲线时的示意图

3.4 做好日常的检修和维护工作

为了减少车辆铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损，确保节能降耗目的得到顺利的实现，相关工作人员要须成立专门的工作小组，做好日常的检修以及维护工作，及时地发现并解决出现的问题，为轮轨的顺利运行保驾护航。

4 结语

开展铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗研究工作，能够有效地提升车轮和轨道的使用寿命，更好的实现其经济效益，同时也能够充分地保障广大人民群众的生命和财产安全，确保其社会效益得到实现。因此，相关工作人员一定要采用积极有效的方法完成轮轨节能降耗目标，在保证铁路运输效率提升的前提下，实现其节能型目标。