冶金重载铁路钢轨及车辆磨耗处理分析

摘要：对鄂钢铁路运输中心150吨铁水车影响钢轨磨耗进行了分析，并提出解决方案，取得了较好的效果。

关键词：重载化；钢轨及车辆；磨耗

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2013）09-0170-01

1前言

150吨铁水车是新1#高炉配套使用的铁水运输车，国内没有成熟的车型，使用过程中存在钢轨及车辆磨耗严重的问题，一方面减少了钢轨使用寿命，另一方面，车轮轮缘变薄后，易出现劈岔、掉道等安全事故，且车辆下线修理时间长，降低设备利用率。因此，分析钢轨及车辆的磨耗具有一定的实用价值。

2150吨车辆结构及各部功能

TS150铁水车由一个车架、两个三轴构架式转向架、车钩缓冲装置、两个铸钢支座及风制动装置组成。车架主要由弯梁、枕梁、端部等组成。枕梁装有直径为370mm的铸钢上心盘；端部主要由端板、牵引梁、侧梁等组成，两端装有牵引钩。转向架采用三轴构架式转向架，主要由轮对、构架、轴箱弹簧装置及基础制动装置组成。空气制动装置由120型制动机、制动缸、组合式集尘器、球芯折角塞门、编织制动软管、闸瓦等组成。车钩缓冲装置采用13号C级钢上作用式车钩，ST型缓冲器。

3钢轨及车辆磨损的现象及原因分析

（1）现象：钢轨正面剥离掉块原因分析：轮轨应力达到一定值后引起钢轨表面金属的塑性变形和表面疲劳磨损，塑性变形经累积形成表面裂纹，在车轮荷载的循环作用下使裂纹不断扩展，导致剥离掉块。

（2）现象：上心盘磨损：内侧接触面不到1/3，局部镦粗，侧面中部成线性外凸2mm左右，心盘高度下降0.96mm，心盘面向两端翘曲。原因分析：由于在设计时，车架的上心盘平面在同一水平面，加载后，车架发生弹性变形，处于同一水平的两心盘面向两端翘曲，心盘的接触面大幅度减小，心盘材料的应力增大。

（3）现象：钢轨与车轮侧面磨损产生钢粉原因分析：①如曲线超高过大，列车的重量偏重于内股钢轨，一方面加大内股钢轨垂直磨耗，同时也会增加外股钢轨的侧磨。②如果超高过小，离心力得不到平衡，增大的横向力导致曲线外股侧磨增加。③曲线圆顺度的不良。其导向力和冲角都较大，会出现钢轨最大侧磨点。

（4）现象：钢轨与车轮运动时发出异响，车辆各部摩擦较大原因分析：①动车前车辆制动未缓解、风管未接好、折角塞门未打开、每节铁水罐及隔离车制动装置未松开就发出动车指令。②车身有受到外力冲击后的问题。③在车辆运行及检修过程中，心盘和轴承情况不好，旁承间隙太小。④铁水车过岔区和弯道的车速太快等都会影响钢轨与车轮的配合间隙，改变他们之间的各种冲出力，产生异响，引起钢轨和车轮磨耗。

4采取的措施

4.1调整线路技术状况

（1）轨距加宽、超高等数据标识到钢轨上，即将轨距保持在标准轨距的0～-2mm，小半径曲线轨距大于标准轨距6mm左右，超高35mm左右。因轨距不易保持在规定的范围内，将小半径曲线钢轨外侧的普通轨距挡板更换为轨撑式挡板。（2）在小半径曲线头尾处，加强道床夯实，保持足够的道床厚度，并保证曲线圆顺度。

4.2加强，减小轮轨间的摩擦系数

在轮缘、轨侧采用措施，对曲线上股钢轨进行涂油，减少钢轨侧磨，有试验证明，工况与干摩擦工况相比，钢轨侧磨迅速下降，减磨效果可达2～5倍。在保证机车正常牵引和制动的条件下，改善了轮轨的摩擦，减少机车磨损。

4.3加强车辆的使用维护保养并优化设计

（1）列检人员对150T铁水车精细点检，对车辆鞍座、车钩、旁承间隙、轴箱和弹簧等部位一天检查一次，落实点检标准并作好现场点检信息标识和专项点检记录，每天坚持测量轴温并做好记录分析工作。（2）在车辆检修过程中，注重旁承间隙的调整，并严格按检修规程落实轴承开盖加油。即每组转向架两边旁承间隙之和为12-16mm，调高了最低值4mm，在保证安全的前提下，确保旁承不被压死。补油时，轴箱内的填充量以约占轴箱内自由空间的1/3为准。（3）对设备自身设计进行优化和小改小革，防尘座的内孔尺寸加大2mm；对制动部分进行了提升，加装防脱链等优化改造；注重心盘并加装磨耗盘（芯盘），并保持空车时两芯盘采用适当的斜面，使载重时两芯盘在同一水平面后受力均匀，减少芯盘磨损。

4.4日常运用注意事项

动车前检查车辆制动缓解情况、接好风管、打开折角塞门、并确认每节铁水罐及隔离车制动装置松开才能发出动车指令；同时规定整列车缓解时间必须达2分钟以上方可动车。动车前检查车身受到外力冲击撞击情况；铁水车过岔区和弯道降低车速，并作出严格规定，即铁水罐车厂区运行不论推进或牵引、不论空重速度不超过10公里/小时，进入铁水计量轨道衡、厂房、尽头线或接近连挂车辆时速度不超过3公里/小时，通过正在检修的线路、道口、施工区不超过5公里/小时。

5效益估算

曲线钢轨（含道岔）平均寿命延长1-2倍，60kg/12.5m钢轨价格5500元左右，我公司150吨铁水车行走线路长约6km，厂区内铁路转弯半径达120mm～150mm约2km。机车及铁水车轮对车削时间延长1-2倍，机车、车辆下线仅拆装费用就高达每台机车3万元/台，车辆0.3万元/台。车轮轮缘变薄后，如不能及时处理，易出现劈岔、掉道等设备事故，增加事故处理费用。机车、车辆下线修理时间延长，提高设备利用率低。