兖州煤炭矿区铁路应用润滑道岔的探讨

李树勇，赵媛媛，朱 光

（山东兖矿集团铁路运输处，1.工程师；2.助理工程师，山东 兖州 273500）

兖矿铁路位于孔孟之乡邹城市境内，跨越兖州、曲阜、济宁和邹城等5个市区，形成了以大东章集配站为中心，辐射13个车站，连接7矿、2厂、1库，北进凫村站与国铁兖石线接轨，东入邹城站与京沪干线相连的220 km铁路运营线路。自1983年正式运营以来，主要承担矿区煤炭的外运、矿井生产用材料及国宏化工、国际焦化、邹城电厂的煤炭及产品的运输，年运量在2 000万t左右。由于地质自然环境影响及线路等级低等因素，制约了铁路道岔列车通过速度，降低行车安全性能且养护维修投入费用大，以致道岔与曲线、接头并称为矿区轨道的三大薄弱环节。特别是因线路下沉、咽喉道岔病害等多发故障的整治，使道岔润滑问题变得更为突出，道岔的整体技术状态已不能满足运输的要求。为此，逐站推广自润滑道岔设备，加强设备保安基础建设就显得十分必要。

1 自润滑道岔应用必要性

道岔是铁路线路上的重要部件，它的正常运转对行车安全起着至关重要的基本保证作用。矿区铁路自运营以来，一直沿袭使用传统道岔装置，随着运输作业运量的增加，站场周边环境污染加剧以及使用周期的延长，道岔运用故障频发，中断行车的铁路交通事故和道岔维护成本费用逐年增加，被集团公司列为制约自营铁路发展的因素之一。目前，矿区铁路按照技术作业性质及业务分工，计有集配站、装卸站及通过站共13个，道岔290组，分布情况见图1。

图1 矿区铁路车站道岔分布图

1.1 煤炭铁路环境污染严重 矿区铁路线路属专用线运输，车站大多设置于煤矿、厂库驻地。车站咽喉道岔地处厂矿煤场、洗运生产交汇的工业区域，由于在煤炭加工、周转、汽运过程中，扬尘煤灰及列车上散落物多，以及近年来在铁路线下方开采煤炭，造成线路下沉，在道岔下沉区治理过程中，频繁的道岔石渣填充、起道、拨道等作业，使道岔滑床板受到严重污染和侵蚀。且粉尘与润滑涂油结淤积泥后，导致道岔的转动阻力增加，电动转辙机使用寿命与国铁相比减少1～2年。因润滑故障问题导致道岔停用、中断行车作业的事件时有发生，道岔护维修问题十分突出。

1.2 道岔运用故障率高 通过对2年来铁路设备故障率的统计分析可知，道岔故障共发生106件，占行车设备故障的48%以上。在引发106件道岔故障的原因中，因道岔滑床板涂油不及时有38件，尖轨与尖轨不密贴有27件，尖轨跳动或爬行有22件，其它原因19件，其中道岔滑床板涂油不及时引发的故障呈逐年上升的趋势。

1.3 严重干扰行车秩序 2年来因道岔故障引发构成行车事故6起，其中2010年5月份济三站2#道岔故障影响行车作业28 h，8月份南屯站4#道岔故障无显示中断行车作业17 h；2011年9月份鲍店站的11#和5#道岔故障中断行车作业7 h。2年累计影响到发列车21列，直接经损失40万元，行车设备受到一定程度的损伤，对行车安全构成威胁。

1.4 维修维护费用大 车站道岔清扫需要安排专人全天候涂油养护，不仅造成线路环境污染，而且增加养护工作量。每年养护维修更新部件数量大，人工维护费用较高。如2011年仅道岔日常部件更换成本就达1万元/组，现有290组道岔花费290万元；同时在13个车站中，大站每站每班配备2名、小站每站每班配备1名道岔清扫维护人员，实行四班工作制，仅现场清扫员就有78人，按年人均工资4万元计算，工资支出就达312万元。如因道岔故障中断行车，其间接经济损失和造成的影响更难以估算。

2 应用自润滑道岔可行性

矿区铁路道岔因其工业环境要求，要满足道岔工作条件，这就需要具有优良的力学性能，能够承受列车运行时产生的压力和冲击，以及良好的自润滑装置。

2.1 自润滑道岔工作原理 传统道岔采用在尖轨和滑床板间涂油润滑的方法，来减小尖轨和滑床板间的摩擦力。由于缺油或粉尘及各种杂物粘附在滑床板上，会使转换阻力增大，从而导致转换不良的情况时有发生。由榆次工务器材厂研制的“GPA—C型道岔自润滑滑床板”道岔，针对传统铁路滑床板在应用过程中存在的浪费和污染问题，利用环氧树脂基减摩复合材料涂层替代润滑油层，改善滑床板的性能。在复合材料中加入石墨，MoS2在摩擦过程中发生氧化转变为MoO3后便失去了层状结构，因而不但能降低摩擦系数，同时因MoS2抑制了树脂向钢试样表面的转移，还可有效提高复合材料的耐磨性，从而大幅度提高了滑床板的耐磨性。通过北京铁路局组织的技术签定认为，该结构设计较为科学合理，通用性好，更换操作方便。而且其力学性能、温度适用性、耐久性、道岔的转换可靠性，达到铁路使用要求［1］。

2.2 矿区铁路的适用性 进行自润滑滑床板更换改性比较容易，其成本较低，工艺简单，道岔综合性能较好；具有运行稳定可靠，拆装方便，不影响原道岔结构，可利用行车间隙，对现有运行道岔逐组更换，对运输作业的影响较小；自润滑道岔的开发应用尤其符合煤矿生产作业区域的环境需要，适用于矿区铁路各种速度和轴重列车运行，满足矿区铁路线路状况及运行列车技术要求。更新油润装置道岔后，可减少清扫工作量，对现有清扫人员撤并减少1/2以上，每年减少人工经费支出150万元；同时能改善清扫人员劳动工作条件，改善站场因清扫导致的线路污染。

2.3 技术性能优越 自润滑道岔结构设计较为科学合理，通用性好，具有较高的耐磨性和较低的摩擦系数等优良性能指标，道岔使用寿命延长3～5年；动静摩擦系数相近，低速时无“爬行”现象，运动平稳；耐腐蚀性能好，适用温度为-40℃～﹢100℃，热膨胀系数小，散热性好。经沈阳局大成站运行测试，转辙机机在较低转换电流水平下工作，自润滑滑床板尖轨转换阻力的测试结果，它比电务要求的6 kN转换阻力低12.9%，而且大大低于转换阻力置信上限值，受到现场欢迎［2］。

3 结束语

自润滑道岔其特有的技术先进性，可以减少道岔的养护工作量，消除道床污染，延长转辙机内转换部件的使用寿命，降低综合能耗；消除道岔安全隐患，保障道岔安全运行及行车安全。恰逢兖州矿区“十二五”期间铁路站场改造计划的需要，计划对现有13个车站按照先集配站、交接站，次装卸站，后运量相对较小车站的顺序，逐步更换自润滑道岔滑床板。每年更新4个车站96组道岔，利用3年的时间完成290组道岔全部更新，预计投资费用按3万元/组计算，年均投资计划290万元，共计870万元。同时将逐年减少道岔维修维护费用1万元/组，直接经济效益较好的同时，提高了道岔运输设备的安全性能，保障正常行车作业安全。

［1］周建国.GPA—C型道岔自润滑滑床板通过北京铁路局组织的技术鉴定［J］.京铁科技通信（太原刊），2002，01

［2］沈巍，崔冬芳.自滋润道岔滑床板的研制［J］.中国铁道科学，1998，19（4）：103～110.