铁道机车车辆轮轨摩擦磨损与节能降耗措施

潘泽桐

摘要：现如今，在铁道机车运行过程中，机车车轮与铁轨之间所产生的制动力与牵引力存在密切的关联性，但是制动力与牵引力的产生，也会导致机车车轮与铁轨之间产生摩擦磨损，长时间下去不仅会导致轮轨寿命大打折扣，增加列车运行能耗，而且还会导致车轮与铁轨间的制动力与牵引力降低，对列车运行的稳定与安全产生不利影响。此时，就需要采取有效措施给予解决，并不断地改进和完善新技术，以此来降低铁道机车车辆的能源损耗，给交通运输行业带来更大的经济效益和社会效益。

关键词：铁道机车；轮轨；摩擦磨损；节能降耗

引言

铁道与机车车辆车轮的稳定有序运行，是保证铁路正常安全运转的重要前提，二者密切相关，始终保持彼此依赖的状态，这时就衍生出了一大主要问题，即二者间长期下去会产生很大摩擦，从而引发磨损，导致车辆轮轨损坏，从而在运行的时候，严重消耗能源与资源，导致浪费，成本也会随之增加，所以，必须加以处理。

1摩擦与轮轨磨耗之间的关系

在铁道机车的行驶过程中，会产生较大的牵引力，而车辆和轮轨又是紧密接触的，两者间的挤压作用大，而且又长时间进行相对运动，在长期的摩擦下，机车在行驶过程中损耗的能量日益增多，不利于机车的正常运行。而且也会对机车车轮表面造成磨损，增大了后期维修成本。相关研究显示，机车车轮与轮轨间的摩擦系数和压强越大，机车产生的能源消耗也随随着增大。而且磨损作用也体现出程度加深的趋势，如果不及时进行维修，磨损范围会扩大，造成难以挽回的损失。因此，轮轨维护人员要定期进行检查，发现轮轨有磨损情况，要及时采取有效的维护手段予以解决。此外，也可以通过一定的措施，来减轻机车对轮轨的压力作用，从根本上控制轮轨磨损现象发生频率。通常来说，要选取硬度理想的材料作为轮轨的原材料，也可以在车轮或者轮轨侧面上添加润滑材料，达到减小两者摩擦系数的效果，从而降低车辆行驶时的能耗。

2铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损

2.1制动闸瓦的损耗

在铁道机车车辆制动系统中，盘形制动和踏面闸瓦制动是比较常见的两种制动形式，尤其是踏面闸瓦制动得到了广泛的应用，但是其会给车轮造成比较严重的磨损损失，主要是由于所采用的技术达不到要求。

2.2车轮的摩擦磨损情况

车轮是机车上不可或缺的部件，没有车轮机车是无法正常行驶的。而车轮的运转情况，也关乎着整个机车的行驶速度和能源消耗。但车轮和轮轨都不是光滑的，在行驶过程中，两者接触并互相挤压，产生的摩擦作用是无法消除的。摩擦作用会造成机车的能源损耗，给机车行驶带来负担。而且机车行驶包含多个阶段，如加速启动、减速刹车等，不同行驶阶段轮轨间的受力情况有所差异，这意味着两者间的磨损程度不同。

2.3钢轨磨损

在列车运行时，铁道机车车辆车轮与钢轨间的摩擦会直接影响车轮与钢轨。而就铁工工务部门调研结果表明，因为铁道行业起步晚，发展慢，而且钢轨磨损率比较高。一般来说，轨道磨损问题出现几率大约在25%左右。在曲线路段，由于摩擦造成严重磨损的几率大约在60%。因为铁路轨道和列车间彼此作用关系太过复杂，造成的磨损也各式各样，即铁路压溃、铁轨剥离、铁轨侧磨等等。一般来说，铁轨磨损将会导致铁道机车车辆轮轨使用寿命严重缩减，减弱其与从车轮的作用，造成列车运行稳定性与安全性大大降低，甚至出现脱轨事故，引发安全事故，威胁人们的生命财产安全。

3轮轨节能降耗措施研究

3.1润滑喷涂措施

根据经验总结，铁道机车车辆轮轨经过长时间使用之后难免会出现一定程度的摩擦磨损，这种现象在所难免，导致这种现象出现的主要原因就是车辆摆角刚度相对比较高或者是曲线半径偏小，长期的摩擦磨损会缩短车轮的使用年限。为了减小这种摩擦磨损，我们可以采取适当的润滑喷涂措施，最常见的就是将润滑剂涂抹在轮缘同轨侧的接触面，以达到降低车辆运行过程摩擦力的目的，我国目前常见的润滑方式包括以下两种：第一种是干式固块润滑方式。这种方式在实际应用过程中需要充分利用干式固块润滑系统，该系统自我调节能力强且安装简便，不管是设计环节还是后期改造环节，该系统都可以保证安装过程的顺利性。除此之外，这种安装方式还能够更好地保证相关物质不会因为轮轨挤压而出现转移现象，从而有效降低污染。但是需要注意的是，在降低摩擦磨损过程中采用这种方式一定要有专业人员对安装位置和安装比例进行准确计算，保证润滑效果满足实际要求。现如今这种润滑方式已经被应用于轮缘、轮踏面和轨顶之间，具有广阔的发展空间。第二种是油脂喷涂方式。在润滑处理过程中采用这种方式一定要保证喷涂系统的实用性和合理性，而且安装操作必须要紧接设计工作完成之后。由于油脂具有较强的流动性，所以在把控其精准度方面存在一定的难度。

3.2使用径向转向架

就我国目前情况来看，铁道机车车辆在转向架设计工作方面仍然存在较大的欠缺，主要体现为设计要求不够规范和严谨。为了更好地保证实际牵引力可以很好地满足车辆实际运行需求，必须要将转向架的作用充分发挥出来，不断优化曲线设计工作，准确设计轮胎和钢轨间冲角，尽可能减小曲线半径，以实现对磨损程度的有效管控。

3.3选择高性能低能耗的钢轨

为了更好地解决钢轨摩擦磨损情况，则需要根据具体情况来选择高性能低能耗的钢轨，而淬火钢轨具有较高的硬度和强度，其能够有效降低钢轨的损耗。同时，侧面涂油和轨面打磨等方式也可以有效降低钢轨的磨损，既能够延长钢轨的使用寿命，而且还可以达到节约费用、保护钢轨的目的。

3.4利用耐磨损车轮踏面

铁道机车车辆由于磨损太过严重，导致失效主要体现在踏面磨损超出极限，车轮边缘损耗超出极限。为确保铁路安全稳定运行，铁道管理部门针对机车车辆轮轨的踏面检修维护都制定了相对健全的标准。即在维修规程中，明确指出，踏面磨耗深度应严格控制在7mm以内。而在应用踏面轮缘的高度为25mm的情况下，踏面磨耗程度应严格控制在10mm内。此外，检修技术人员应严格按照维修标准，一一审核磨损程度，并全面开展车辆检修与维护工作。而在磨损程度超出规定的时候，势必会直接威胁车辆运行的安全性与稳定性。以前机车车轮踏面形式主要为锥形踏面，其前期磨损指数比较高，但是在磨损到既定程度的时候，磨损速率就会快速下降，并处于稳定状态。通过技术人员科学研究与实验，发现，在车轮踏面设计时，合理利用耐磨损的车轮踏面廓形，能够大大降低轮轨接触应力，降低磨损，保证车轮与钢轨使用寿命得以延长。

结语

综上所述，我国铁路建设规模日益扩大，为经济全球化提供了极大的助力，而且也便于人们的日常出行，促进区域间的来往交流。铁道机车行驶速度较快，在运行过程中会消耗较多能源。而车轮和轮轨的相对作用，则会造成能源损失。轮轨间的压强和摩擦系数越大，对轮轨产生的磨损情况也越严重，如果不采取合适的手段，来减轻两者间的摩擦作用，那么轮轨维修人员的工作难度将增大。同时，长期的能源消耗也不符合可持续发展战略，会限制铁路行业的健康发展。铁路部门要引起足够的重视，控制轮轨磨损现象，并实现机车行驶的节能降耗。

参考文献

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