城市轨道交通轮轨擦伤原因与改善措施研究

城市轨道交通轮轨擦伤原因与改善措施研究

李明

610323198509153319，天津 300000

摘要：城市轨道交通作为一种高效、便捷、环保的公共交通工具，在全球范围内得到了广泛应用。然而，在城市轨道交通运行过程中，轮轨擦伤问题始终是一个值得关注的课题。轮轨擦伤不仅会缩短轨道和车轮的使用寿命，还会影响列车行驶的安全性、舒适性和运行效率。因此，为了确保城市轨道交通系统的正常运行，有效地改善轮轨擦伤问题至关重要。本文旨在探讨城市轨道交通轮轨擦伤的成因及相应的改善措施。

关键词：城市轨道交通；轮轨擦伤；改善措施

1 城市轨道交通轮轨擦伤原因

城市轨道交通轮轨擦伤通常是指列车车轮与轨道之间发生的非正常磨损现象，这种擦伤可能会导致车辆行驶过程中产生剧烈的震动和噪音，并可能对列车的行驶安全构成威胁。如果轨道存在不平顺，例如轨缝、轨底坡、道岔、曲线等，可能会导致车轮在通过这些区域时发生擦伤。车轮在长时间使用后，表面可能会出现磨损，导致车轮踏面与轨道之间的接触面积减小，从而加剧轮轨擦伤。转向架是列车的重要组成部分，如果转向架发生故障，例如转向架间隙过大、轮对不能保持平行等，可能会导致轮轨擦伤。曲线半径过小会导致列车通过曲线时产生较大的离心力，加剧轮轨之间的摩擦，从而引起擦伤。列车高速行驶时，轮轨之间的相互作用力增大，可能导致擦伤[1]。

2 城市轨道交通轮轨擦伤原因的改善措施

2.1 轨道维护

轨道维护是确保城市轨道交通安全、平稳运行的关键环节。应当定期检查轨缝状态，确保轨缝大小符合标准。如发现轨缝过大或过小，应及时进行调整。轨缝过大可能导致车轮冲击，而过小则可能造成车轮挤岔。定期检查轨底坡状态，确保其符合标准。轨底坡不合适可能导致车轮在通过该区域时产生冲击和振动。道岔是轨道交通线路的关键部件，需要定期进行检查和维护。这包括检查尖轨、辙叉等部件的磨损情况，确保道岔各部件转动灵活，减少车轮通过道岔时的冲击和振动[2]。定期检查曲线半径、超高和轨距，确保其符合标准。曲线半径过小、超高不足或轨距不当可能导致列车通过曲线时产生较大的离心力和振动。定期对钢轨磨耗进行测量，评估钢轨状态。根据测量结果，决定是否进行钢轨打磨或更换。定期对轨道结构进行检查，包括轨枕、道床、路基等。发现缺陷或损坏应及时进行修复或更换。确保轨道线路的稳定性，减少列车通过时产生的振动和位移。这可能需要对轨道进行加固或调整道床。定期检查轨道几何状态，包括轨距、水平、三角坑等。发现偏差应及时进行调整，确保列车平稳运行。

2.2 车轮维护

车轮维护是确保城市轨道交通车辆安全和稳定的关键环节。应当定期对车轮进行日常检查，包括检查车轮的磨损状态、踏面形状、轮缘状态等。定期对车轮踏面进行维护，确保其形状和尺寸符合标准。不合适的踏面形状可能导致车轮与轨道之间的摩擦加剧，引起轮轨擦伤。定期检查轮缘状态，确保轮缘没有裂纹、磨损等缺陷。轮缘损坏可能导致车辆行驶过程中出现剧烈抖动，影响行车安全。对车轮进行动平衡测试，确保车轮在高速旋转状态下保持平衡。不平衡的车轮可能导致车辆行驶过程中产生振动，加剧轮轨擦伤。检查车轮尺寸，确保其符合标准。不合适的车轮尺寸可能会影响车辆的运行稳定性和转向性能。定期清洁车轮，去除车轮上的污垢、油脂等杂质。这有助于确保车轮与轨道之间的良好接触，减少摩擦和磨损。定期对车轮涂覆润滑剂或防锈涂料，以减少摩擦和腐蚀。根据车轮磨损状态，及时更换磨损严重的车轮。更换车轮时，应确保新车轮的型号、尺寸和性能符合车辆要求。对于装有轮胎的车辆，定期检查轮胎压力，确保其符合标准。

2.3 转向架维护

转向架维护是确保城市轨道交通车辆安全和稳定的关键环节。需要定期对转向架进行日常检查，包括检查转向架的结构状态、悬挂系统、轮对等部件。这有助于及时发现潜在问题，提前采取措施避免转向架故障。检查悬挂系统的状态，包括弹簧、减震器、液压缸等部件。发现问题应及时进行处理，确保悬挂系统能够有效吸收车辆振动，提高行驶舒适性。检查轮对状态，包括车轮、车轴、轴承等部件。发现磨损或损坏应及时进行处理，确保轮对能够正常工作。检查齿轮箱状态，包括油位、泄漏、齿轮磨损等。发现问题应及时进行处理，确保齿轮箱能够正常传输动力。检查牵引电机状态，包括温度、振动、噪音等。发现问题应及时进行处理，确保牵引电机能够正常工作。检查制动系统的状态，包括制动卡钳、制动盘、制动片等部件。发现问题应及时进行处理，确保制动系统能够正常工作。定期对轮缘进行润滑，确保轮缘与轨道之间具有良好的接触状态，减少摩擦和磨损。清洗转向架，去除表面的污垢、油脂等杂质。这有助于确保转向架各部件的正常工作状态。对转向架进行定位参数调整，确保转向架与车辆底盘之间的安装角度正确。不合适的安装角度可能导致车辆行驶过程中出现跑偏、抖动等问题。根据转向架磨损状态，及时更换磨损严重的转向架。更换转向架时，应确保新车架的型号、尺寸和性能符合车辆要求。通过以上转向架维护措施，可以减少轮轨擦伤，提高轨道交通的安全性、舒适性和运行效率。

2.4 优化曲线设计

优化曲线设计是提高城市轨道交通安全性和舒适性的重要环节。需要合理选择曲线半径，使列车能够平稳通过曲线。曲线半径过小会导致列车通过时产生较大的离心力，加剧轮轨擦伤。一般而言，曲线半径越大，越有利于减少轮轨擦伤。但与此同时，也需要考虑工程建设成本和空间限制。在曲线段设置适当的超高，使列车通过曲线时内外轮之间的高度差得到补偿，减小车轮对轨道的冲击。合适的超高设计可以减轻轮轨擦伤。在曲线段设置适当的缓和曲线，使列车在通过曲线时能够逐渐调整速度与方向，减小轮轨间的摩擦和冲击。缓和曲线的长度和曲线半径有关，一般而言，曲线半径越小，所需的缓和曲线长度越长。优化曲线线形，使其具有合适的长度、坡度、加宽等因素。这有助于保证列车在通过曲线时能够保持稳定的行驶状态，减轻轮轨擦伤。定期对曲线段进行养护，确保曲线的几何状态符合标准。这包括检查和维护曲线半径、超高、缓和曲线等参数，确保列车能够平稳通过曲线。从车辆角度优化曲线通过性能，包括调整悬挂系统、转向架参数、制动系统等。这有助于提高车辆在通过曲线时的稳定性和舒适性。对列车司机进行定期培训，提高其在曲线路段的驾驶技能。这有助于减少不当操作导致的轮轨擦伤。

2.5 速度控制

速度控制是确保城市轨道交通安全、平稳运行的关键环节。应当根据线路条件、车辆性能等因素，制定合理的限速规定。在曲线、道岔、隧道等关键区域设置明确的限速要求，确保列车能够在安全速度范围内行驶。速度曲线包括启动速度曲线、制动速度曲线、巡航速度曲线等，有助于提高列车运行舒适性。对列车司机进行定期培训，提高其在不同线路条件下的安全驾驶技能。这有助于减少不当操作导致的速度波动和轮轨擦伤。对列车速度进行实时监控和记录，便于后续分析车速波动原因，优化速度控制策略。对线路进行优化，如合理设置曲线半径、超高、缓和曲线等，提高线路的通过速度。通过以上速度控制的措施，可以减少轮轨擦伤，提高轨道交通的安全性、舒适性和运行效率。

3 结语

综上所述，通过本文的分析与探讨，我们为城市轨道交通行业的从业者提供了一套完整的轮轨擦伤改善方案。希望我们的研究成果能够为实际工作中解决轮轨擦伤问题提供有益的参考，助力城市轨道交通系统安全、稳定、高效地运行，为社会公众提供更好的公共交通服务。

参考文献：

[1]蔡园武,常崇义,陈波,等.CR400AF型高速列车车轮擦伤引起的轮轨冲击台架试验研究[J].中国铁道科学,2022,43(3):114-120.