轨道的组成及类型.pptVIP

六、钢轨打磨㈠钢轨表面伤损形式及其危害1.钢轨表面伤损形式钢轨在运营过程中，由于轮轨作用及钢轨材质、线路条件和人员操作等原因，在钢轨轮轨接触的表面或次表面产生接触疲劳裂纹、变形、剥离、磨耗和擦伤等伤损。（1）钢轨纵向变形①钢轨焊接接头不平顺钢轨焊接接头不平顺如图2-7所示，由于钢轨焊接后焊缝处轨顶面金属的强度、硬度的差异及接头原始不平顺引起的过大的轨道附加动荷载，所产生的磨耗、变形。图2-7钢轨焊接接头不平顺图2-8钢轨波浪形磨耗②钢轨波浪形磨耗（周期性纵向变形）钢轨波浪形磨耗如图2-8所示，轮轨接触的粘滑现象是解释钢轨波浪形磨耗的典型理论，当轮轨接触时，产生粘着和滑动交替、往而复始的过程，在这过程中表面摩擦力也出现大小交替变化，从而磨损量在这过程中也不一样，波浪磨耗也就出现了。波浪形磨耗依波长长度分为波纹（波长30~80mm）、短波波浪（波长80~300mm）、长波波浪（波长300~1000mm）。波纹多发生于直线线路上，短波波浪常在发生在铁路的曲线下股钢轨上，长波波浪通常是由于线路上只有单一型号的车辆运行所造成的。在现场往往几种波长波浪同时出现在钢轨同一部位。由于钢轨轧制工艺问题造成的周期性纵向变形，称为波浪弯曲，波长在3000mm左右。⑵表面疲劳根据著名的赫兹理论，当两个滑动体在高应力作用下发生接触时，接触体表面或次表面会产生极高的接触剪应力。这种接触剪应力就是产生钢轨轮轨接触表面疲劳的原因。钢轨轮轨接触表面疲劳主要表现形式有：鱼鳞裂纹如图2-9所示，是鱼鳞裂纹的发生前期，它的发展结果会出现剥离或掉块，如图2-10所示，甚至会发展为轨头横截面上的核伤而导致断轨，如图2-11所示。图2-9鱼鳞裂纹发生前期图2-10剥离或掉块图2-11轨头横截面上核伤②轨头肥边轨头肥边如图2-12所示，肥边处的细裂纹可扩展为横向裂纹而断轨。图2-12轨头肥边图2-13塌陷（儒变、黑色斑点）③塌陷（儒变、黑色斑点）如图2-13所示，这是一种典型的接触疲劳的表现形式，发展结果是严重剥落掉块。⑶擦伤在长大坡道、信号机前后线路上，列车爬坡、制动、起动，或司机操作不当，轮轨产生剧烈的滑动摩擦，使钢轨踏面表层产生淬火马氏体金相组织，马氏体组织高硬度低强度的机械性能决定了它在轮轨接触应力作用下的金属破碎，产生龟裂和剥离。剥离裂纹的尖端极有可能成为疲劳源，扩展成轨头核伤。2．钢轨表面伤损的危害⑴动态过载周期性的长波变形会产生低频高能量的振动，这种振动向下延伸到次级频率。它会给轨道和车辆带来永久性的损坏。试验显示了一个车轮在以160公里/小时的速度，通过1mm深长波变形时过载80％的情况。⑵振动危害钢轨周期性的变形会产生有规律的振动。这就存在着共振的危险。当振动频率与系统构件的固有频率相同时，就会发生共振。振动的振幅得到加强，释放出巨大的能量，铁路构件会因此而迅速被损坏。钢轨的振动还导致构件承受过多的载荷，造成紧定螺栓断裂、枕木伤损、道碴过度粉化等。从而加大轨道部件的修理和道碴的清筛工作量。⑶能量损耗有试验表明钢轨周期性变形将明显增加机车的燃料消耗。研究表明在0.8mm深波纹的钢轨上，机车需要付出大于三倍的牵引力。对无波浪变形的轨面上可以减少能耗到30％左右。⑷噪声危害线路的纵向周期性变形的影响结果就是噪声。它普遍可以使噪声升高12分贝。路基的振动也能产生较高级别的噪声。极端的情况下，比如在砖砌的隧道中，振动能导致结构的损伤㈡钢轨打磨的作用和打磨作业手段1．钢轨打磨的作用世界各国铁路轨道修理的理论和实践表明，钢轨打磨是整治钢轨钢轨表面伤损的有效措施。随着我国铁路提速达200km/h～250km/h，达到和保持钢轨表面的高平顺性十分重要，因此，钢轨打磨已引起我国铁路线路维修人员的高度重视。钢轨打磨的作用及其技术经济性被逐步认识。其主要归纳为以下几方面：⑴消除或减少钢轨表面的微细裂纹和塑性变形层，提高材料抗疲劳性能；⑵改善轮轨接触条件，从而减少轮轨接触应力，减少钢轨接触疲劳伤损；⑶通过优化钢轨轮轨接触表面，提高轮轨接触的几何性能，提高轮对的导向作用，减少列车运行时的轮缘力；⑷提高钢轨表面平顺度，减小轮轨间附加动力，减小钢轨及联结零件的伤损率；⑸减小轮轨噪音,有利于环境保护。钢轨打磨改善了钢轨的技术性能，延长了钢轨的使用寿命，降低了轨道的维修成本。研究和实践还表明，实施新钢轨的预打磨和钢轨的预防性打磨，有着更好的技术经济效果。对新钢轨进行有计划