摘要：在當今鐵路飛速發展時期，鐵路運能不斷擴大，導致鋼軌病害突出，使用壽命縮短，維修成本增加，嚴重時危及行車安全。本文主要介紹了現今國內外鋼軌打磨的一些主要方法、作用、優點和意義，為更好地掌握、使用和普及打磨方法提供參考。
       關鍵詞：鋼軌傷損打磨技術線路養護維修使用壽命
       中圖分類號：U213.4文獻標識碼：A 文章編號：
       Abstract: In the current railway rapid development period, the railway transport capacity expands ceaselessly, thus it causes rail diseases highlight, short service life, repair costs, seriously endanger traffic safety. This paper mainly introduced the current domestic and international rail grinding some main methods, functions, advantages and significance, also provided some references in order to better control, use and popularization and polishing process.
Key words: Rail damage;Grinding technology;Track maintenance and repair;Service life
       鋼軌是鐵路線路的重要組成部分，其質量的好壞直接影響到列車運行的安全性和平穩性。在長期的列車運行條件下，鋼軌受自然環境、列車的動力作用和鋼軌本身質量等因素影響，表面經常會產生諸如魚鱗紋、表面剝落、頂面波浪磨耗、內側側磨、肥邊等病害，造成鋼軌壽命縮短，維修養護成本增加，甚至出現斷軌現象，嚴重影響行車安全，因此，必須及時對鋼軌病害進行消除或修復，保證鐵路運輸安全。
       目前國內在有關打磨技術應用方面，與國外存在一定的差距。線路維修車間對鋼軌、輒叉不能及時進行打磨維修，一直處于修正性打磨階段，出現鋼軌傷損時，才會采取打磨手段，并且打磨類型中的參數，沒有統一的標準，這就導致了鋼軌各種病害的加速發展，增加了養護工作量和維修成本，主要原因有三個：一是對鋼軌打磨的目的、基本的益處及意義沒有充分的認識；二是線路技術標準及要求日益提高，維修生產任務很重；三是機械設備數量不足。
       一、鋼軌打磨的基本益處
       在鐵路運輸系統中，鋼軌的使用壽命主要由磨耗和滾動接觸疲勞決定．要延長鋼軌的使用壽命，需要考慮鋼軌制造和養護維修兩個方面．具體地說，就是生產高質量鋼軌，有效地潤滑輪軌界面和對鋼軌斷面進行科學打磨．鋼軌打磨是線路養護維修中的重要手段，鐵路維護實踐證明，采用打磨的方法來預防鋼軌波磨、控制接觸疲勞、裂紋擴展和磨耗有較好的效果，并可獲得巨大的效益，主要表現在以下方面：
       （1）.打磨消除了軌道不平順，減少了輪軌間的振動，提高軌道的穩定性，降低了線路與機車車輛的維修費用；
       （2）.打磨與鋼軌涂油相結合，可延長鋼軌壽命50％～300％；
       （3）.改善輪軌粘著，減小滾動阻力，提高了行車安全，降低輪軌動荷載，即豎向沖擊力。沖擊荷載的降低，有利于延長輪軌壽命和減少維修次數及燃料消耗。；
       （4）.降低了噪聲與振動，提高了旅客的舒適度．
       鐵路運行速度的日益提高及運量的不斷增加，對鐵路系統的要求越來越高．高速重載線路投入運營后，鋼軌出現了各種表面傷損，如鋼軌波浪形磨耗、軌面擦傷、軌面剝離、軌側嚴重磨損、裂紋和軌頭壓潰等，且發展速度較快，影響了鐵路運輸能力和經濟效益．要延長鋼軌的使用壽命，就必須定期對鋼軌進行維護，防止損傷的產生以及進一步惡化，從而保證行車的安全性和舒適性．
       二、鋼軌打磨的技術分類
       國際上一般將鋼軌打磨技術分為預備性、預防性和修復性打磨．國內一些專家將鋼軌打磨分為矯正性打磨、維護性打磨、預防性打磨、病害性打磨、預打磨、保養性(輪廓性)打磨和校正性(修理性)打磨等。鑒于鋼軌打磨技術的分類較多，一般將鋼軌打磨根據打磨作用區域不同可以分為表面打磨和外形打磨；根據作用的目的不同可分為校正性打磨(修理性)、保養性打磨(輪廓性)和預防性打磨。下面主要對表面打磨(修復性打磨)和外形打磨(預防性打磨)進行介紹，表面打磨與外形打磨都是為了改善鋼軌使用性能和延長使用壽命。
       （一）表面打磨(修復性打磨)
       表面打磨是要控制和清除鋼軌表面已有的缺陷。軌面缺陷包括：軌面波紋，軌頭塌落，焊接不平順，磨耗，鋼軌塑性變形，軌頭燒傷，高低不平，接頭錯位等。軌面缺陷直接與輪軌豎向動力作用有關，控制表面缺陷可減小豎向振動、豎向沖擊力和噪聲。表面打磨通常是在鋼軌表面形成缺陷以后才進行。 
       （二）外形打磨(預防性打磨)
       通過對軌頭打磨成各種形狀以改善輪軌接觸狀態而達到控制病害發生和發展的目的稱外形打磨。傳統的表面打磨只是簡單地將軌頭磨平。外形打磨則是根據需要將軌頭打磨成一特殊形狀，而不是簡單地恢復到原來的外形。
       對具有表面缺陷或發生塑性變形的鋼軌而言，外形打磨一般要經歷三道工序：第一道工序就是清除鋼軌表面已有的缺陷，第二道工序是將變形的軌頭整形，最后一道工序是將軌頭打磨成所要求的形狀由于外形打磨具有維護性質，是經常性的措施，因此表面缺陷通常沒有足夠的時間形成，外形打磨常簡化成一道工序。外形打磨可解決如下問題：
       （1）.控制鋼軌側磨和側向輪軌作用力；
       （2）.控制鋼軌疲勞；
       （3）.控制渡磨。
       盡管外形打磨可以解決上述問題，但一種特定的打磨外形只適合一類問題，即不同的問題需要不同的打磨外形，不存在一種適合所有問題的打磨外形。必須注意，打磨后的鋼軌壽命隨運量而變，例如，鋼軌經外形打磨后在無潤滑措施的重載運輸條件下只能通過10MGT運量，通過20MGT運量后鋼軌將完全報廢。這說明鋼軌需要經常性的維護和打磨。另外，鋼軌惡化還與線路幾何形狀和軌道條件有關，例如在小半徑曲線地段，鋼軌更易磨損，因而需要更多的維護和打磨。
       三、鋼軌打磨的作用及原理
       （一）控制側磨
       實踐表明，曲線地段上、下股鋼軌具有與軌頭中心線非對稱的斷面形狀時，有利于機車車輛的導向。在直線地段，由于蛇形運動也會引起鋼軌側磨，通過外形打磨也可達到控制直線地段鋼軌側磨的目的
       為了使曲線地段鋼軌具有良好的導向作用，通過外形打磨必須確保軌與輪對大半徑滾動圓接觸，內軌與輪對小半徑滾動圓接觸，達到減小輪緣與鋼軌側面的沖擊，控制側磨。為打磨與來打磨鋼軌磨耗后的斷面外形，據澳大利亞報道，前者的耐磨壽命比后者提高了70-80%。
       （二）控制疲勞
       外形打磨的第二個作用是控制鋼軌表面的疲勞，尤其對曲線軌道軌頭內側的疲勞缺陷有效。
       鋼軌疲勞與輪軌接觸狀態有關。當輪軌一點接觸時，輪軌接觸附近應力高度集中，容易造成軌頭疲勞，裂紋和剝落。為了控制鋼軌疲勞，可通過打磨潛在的疲勞區，使輪軌接觸點向軌頭中心轉移，如圖4所示。在小半徑曲線地段，由于輪緣與鋼軌沖擊，形成兩點接觸兩點接觸與一點接觸相比，接觸應力降低，有利于減緩疲勞。
       通過外形打磨使輪軌接觸點在疲勞形成前偏離原接觸區，最大應力重分布。對于潤滑良好的軌道和高強度鋼軌，疲勞是主要問題，側磨是次要因素，外形打磨主要是控制疲勞。
       （三）控制波磨
       外形打磨的第三個作用是控制波磨，尤其是在控制以貨運為主重載運輸線曲線內股上的短波長磨耗效果明顯。一般波磨波長范圍為30～60cm。波磨的形成與高度直力集中有關。當磨耗輪的反向凸緣作用在曲線下股鋼軌外側時，輪軌間呈凸一凸接觸狀態，導致接觸應力顯著增加，塑性變形發生，波磨出現。
       一般來說，控制側磨與控制疲勞所采用的打磨方法是不同的，也就是說不可能采用一種打磨方法既達到控制側磨又能控制疲勞。但對于波磨，情況則不同。通過特別的外形打磨可同時控制波磨和側磨或疲勞。
       總之，無論打磨原因如何，任何的打磨都會對去除疲勞表面材料有所幫助．另外，通過定期打磨來去除表面金屬可能推遲鋼軌剝離缺陷的發生．歸納起來，實施鋼軌打磨主要可以取得以下效果：
       （1）.通過修復性打磨，消除鋼軌波形磨耗等短波不平順；提高行車平穩性和安全性；降低列車與線路的振動以延長各部件的使用壽命和降低行車產生的噪聲；
       （2）.打磨除去因接觸疲勞而產生的軌頭表面疲勞裂紋、剝離等病害，延緩和控制軌面疲勞病害的發生與發展，延長鋼軌的使用壽命；
       （3）.消除鋼軌生產過程中的表面脫碳層、殘余應力、表面粗糙及焊接接頭不平順等，控制鋼軌磨損及疲勞等病害的產生與發展速率；
       （4）.不同的曲線半徑、直線及運營條件下，通過不對稱打磨將鋼軌型面打磨成不同的目標型面，改善曲線地段輪軌的接觸應力狀態，防止輪軌接觸高應力區和直線蛇形運動的出現，減少因輪軌不良接觸造成的軌頭塑性變形等病害，提高車輛的曲線通過能力。
       四、鋼軌打磨的意義
       鋼軌打磨已有較長的歷史，從最初簡單的“修復性打磨”發展到能控制各種缺陷的萌生、發展及輪軌相互作用力的預防性打磨。尤其是后一種方法，針對缺陷形成的機理進行外形打磨，取得了非常好的效果。如果將兩種方法結合使用，可以達到更好的效果。
       外形打磨對側磨、疲勞和渡磨三類問題特別有效。對不同的問題采用不同的軌頭外形打磨圖式。盡管打磨只是許多線路養護維修方法之一，但卻是非常重要的措施。缺乏打磨措施的鋼軌壽命遠低于打磨過的鋼軌。由于鋼軌是線路養護維修的重點，量大且病害多，從經濟的角度看，延長鋼軌的壽命意味著節約大量的資金，經濟效益明顯。
       結論：在過去的幾年里，軌道養護維修工作不得不正視以下因素：
       （1）.列車速度的不斷提高；
       （2）.在些線路上鐵路運量大幅度增長；
       （3）.貨車軸重增加；
       （4）.運輸的平均密度增加。
       當行車速度和車輛荷載增加時，軌道踏面的平順性和穩定性變的更加重要了。當鋼軌出現不平順時，單純依靠搗鼓和撥道，已不足以改善線路質量。
       通過對國內外鋼軌打磨技術的全面了解，論述鋼軌打磨的原理，適用范圍，優點來提高我們對鋼軌打磨技術的認識和重視程度，加大對鋼軌打磨的技術、人力和資金的投入，來消滅諸如魚鱗紋、表面剝落、頂面波浪磨耗、內側側磨、肥邊等病害，延長鋼軌使用壽命，確保行車安全，有效節約養護成本和工作量。
       參考文獻
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