钢轨快速打磨车与传统打磨车的比较及结合方法①

王世海

摘   要：铁道钢轨在日常维护中需要对其进行打磨，打磨车是其中用到的重要工具。随着钢轨维护理念以及钢轨维护技术的发展，钢轨快速打磨车应运而生。本文结合快速打磨车及传统打磨车的应用情况，从打磨理念、打磨特点和打磨效果三个方面对钢轨快速打磨车与传统磨车进行了对比分析，重点分析了两种类型打磨车的结合使用方法，以求达到钢轨最优的维护效果和最低的维护成本。

关键词：快速打磨车  传统打磨车  铁道钢轨  维护

中图分类号：U213                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）09（b）-0097-02

打磨是钢轨病害预防和修理的有效手段。通过打磨可修复或减轻轨面伤损，预防接触疲劳、波磨等病害的产生，有效改善轮轨匹配关系，提高列车运行品质，延长钢轨使用寿命[1]。铁路钢轨打磨分为预打磨、预防性打磨和修理性打磨。预打磨是对铺设上道的新钢轨的打磨，目的是去除轨面脱碳层，消除钢轨在生产、焊接、运输和施工过程中产生的表面缺陷，优化轨头廓形，改善焊接接头平顺性。预防性打磨是对钢轨进行的周期性打磨，目的是预防滚动接触疲劳、波浪（波纹）磨耗等病害的产生。修理性打磨是对已产生病害钢轨的打磨，目的是修正轨头廓形，消除滚动接触疲劳裂纹、波浪（波纹）磨耗及擦伤等病害[2]。

以往国内铁路的打磨方式主要以修理性打磨为主，而国外铁路打磨方式已经从以修理性打磨为主转换为以预防性打磨为主，符合“钢轨保养从被动地采用修理性打磨为主，到主动地采用预防性打磨为主”的国际理念。修理性打磨，主要是在钢轨产生病害的中期或后期，采用大打磨量的方式来消除病害，打磨量根据病害的严重程度来制定，该方式要消耗更多的钢轨材料，甚至是要打磨掉良好区段的钢轨材料，才能保证整条线路的平顺性。而预防性打磨，主要是在新钢轨铺设之后通车之前，采用小打磨量打磨，能很好去除钢轨表面的原始病害，且可避免打磨时钢轨材料浪费的情况，从而达到更好的延长钢轨使用寿命的目的。

铁道钢轨的使用寿命和综合使用成本与其日常的维护存在紧密联系，钢轨延长使用寿命、降低综合使用成本的关键在于是否在病害发展前或初期得到及时的维护。

1  钢轨快速打磨车与传统打磨车对比

1.1 打磨的理念对比

钢轨快速打磨其理念是进行主动介入，是当前国际公认的长期保养理念的最重要最主要的手段之一。对轨道进行保养，通过快速打磨去除滚动接触疲劳层，无需很大的钢轨打磨量，一般在0.1～0.2mm之间，这样不需要太大的打磨量就能起到延长钢轨寿命的作用，是最经济最有效的办法。

传统打磨方式是针对轨道在线路运营一定时间或周期后，钢轨的顶面和内侧会发生磨损，形成疲劳层容易产生裂纹、不平顺、掉块等病害进行的被动消除，为保持钢轨表面及廓形，不改变轮轨关系的要求下，必然需要打磨大量的钢轨材质。此种打磨方式保养费用高、作业量大、材料浪费、钢轨寿命减短。

综上所述，钢轨伤损越严重，则需打磨量越大，作业量越大，难度越大，钢轨寿命减短，维护成本增加。故打磨钢轨好比是“治牙病”，最好的方式是预防“牙病”，在牙齿没有问题时就进行保养，经常刷牙，有效地预防牙病。对于钢轨而言，即定期的对钢轨进行预防打磨，将病害完全消灭在萌芽期。而当“牙病”发展成蛀牙、坏牙，此时不得不对牙齿进行修复甚至拔除，病人不仅遭受治牙痛苦，还得花费更多的钱，这就相当于使用传统打磨方式打磨钢轨。

1.2 打磨特點对比

传统打磨车的打磨磨石各自单独的作用于钢轨表面上，相当于一个磨石一个点，在打磨过程中若是打磨速度过快会导致磨石调整时打磨误差加大，从而增大波磨产生的可能性。而钢轨快速打磨车打磨磨石是由多个磨石组成的磨石组，磨石组形成一个平滑面作用于钢轨顶面，该结构不允许单独调整单个磨石的位置，相当于一块磨石作用于钢轨上沿行车方向对钢轨进行磨削，这样磨削过程中就能很好的避免波磨的产生。

也就是说，传统打磨更像单点打磨，对车辆要求、速度要求和操作要求高，可能产生人为波磨。快速打磨车因为设计原因，多个磨石组成一个打磨面，像一把锉刀，可极大消除表面波磨，增加钢轨表面平直度。

1.3 打磨效果特点

（1）打磨机理对比。传统打磨由于存在不连续性，会出现波磨现象，即被打磨面的平直度不是很好。而由于快速打磨车上打磨石分布的特点，在打磨作业后不产生横断面，被打磨的面会出现平滑过渡，平直度与传统打磨方式相比较而言得到了很大程度的改善。

（2）打磨后噪声对比。钢轨经过传统打磨方式进行打磨后，钢轨表面可会出现波磨问题，导致列车行驶时会产生比较大的噪音。而经过快速打磨车打磨后的钢轨表面平整度和光滑度都得到了很大程度的优化，因此列车在上面行驶时噪音问题也得到了显著改善。

（3）清洁性。无论是传统打磨还是快速打磨，打磨车在作业过程中都会产生大量粉尘、烟尘，特别是在隧道内作业时环境更加恶劣。传统打磨车由于打磨方式决定了集尘装置不易对打磨粉尘进行回收，通常情况下，利用传统的方式进行打磨之后还需要对轨道进行人工清洁处理，而快速打磨车在打磨时车上的集尘装置能很好对产生的粉尘进行回收。实践表明，快速打磨车打磨粉尘的回收率可以达到90%以上，因此通过快速打磨方式进行打磨后的轨道清洁度良好，不需要人工进行进一步处理。另外，传统打磨方式在打磨时火花四溅，可能会对布线造成损坏，而快速打磨车上设置了防护板，能有效的收集打磨过程中出现的火花，使火花不会到处飞溅，从而对布线进行保护。

（4）打磨效率和稳定性。传统打磨车打磨速度在5～15km/h范围内，快速打磨车的打磨速度可以高达80km/h，与市场上使用较多的GMC-96传统钢轨打磨车对比，快速打磨车打磨完成率快速打磨车是传统打磨车单位打磨量的3倍以上。稳定性方面，经应用证明，每台快速打磨车平均每年打磨完成6000km以上（打磨量0.1mm），年天窗点200个左右，且设备稳定，打磨车保持打磨作业零事故、零误点、零延点以及零取消点的优异成绩。

（5）使用成本。钢轨快速打磨车通常需要6～8名运营人员，可保证打磨连续作业，一般平均分为两班，一班负责作业，另一班负责维保。由于独特高效的吸尘设计，打磨后，无需额外人力清理轨道，大大减少人力成本。另外备件消耗与传统打磨车相比较而言也要低很多。

2  快速打磨车与传统磨车的结合使用

我国国家铁路部门颁布的相关文件中对钢轨的打磨进行了分类，第一类为预打磨，这种打磨方式主要针对新铺设的轨道路线，在正式开通之前需要对轨道进行打磨，这种类型的打磨方式需要打磨的轨道区间非常大;第二类为预防性打磨，这种类型的打磨方式需要打磨的轨道线路区间也非常大;第三类为修复性打磨，这种打磨方式需要打磨的钢轨线路区间相对较小，但打磨量很大。

从延长钢轨寿命和经济性角度出发，针对钢轨进行打磨时，需要充分利用两种打磨车的特点，取长补短，互相匹配使用，制定线路养护的高效方案。对于第一类预打磨和第二类预防性打磨，这两类打磨方式需要处理的钢轨区间非常大，如果使用传统打磨车进行打磨，效率会非常低，且会对钢轨线路的正常运行造成影响。而钢轨快速打磨车打磨效率要高得多，利用快速打磨车进行打磨不需开“天窗”，直接编入列车组运行，降低时间成本，其主要优势有：（1）以最小的打磨量，达到预防性效果，避免不必要的材料浪费，延长钢轨使用寿命;（2）快速打磨因每次打磨量少，不改变钢轨原有廓形，避免了钢轨打磨后对行车的影响;（3）提前介入式的预防性保养，使得钢轨长期处于健康状态，使行车安全和舒适度得以保证，避免了病害发展严重后需要更多成本修理的窘境。总之，预防性保养以提前介入和长期保养理念来保证线路的健康和安全性，并能尽可能地延长钢轨寿命。

对于第三类修复性打磨则通常采用传统打磨车（打磨方案中制定的打磨量超过0.3mm以上损伤处理一般需要使用传统打磨车来打磨）進行处理。此时由于钢轨病损较大，需要较大的打磨量才能将病损消除。然而，传统打磨车打磨后会在钢轨表面遗留纵向不平顺、横向多面型断面的问题，因此采用传统打磨车打磨后可再次使用快速打磨车做进一步优化打磨处理，来消除传统打磨车遗留的不良问题，使钢轨得到最大效率的维护。

快速打磨车与传统打磨车各自都有其优势，在针对钢轨进行打磨时，通过两种打磨车的配合，使得全线线路的保养得到无缝衔接，大大降低保养成本，提高钢轨保养效率。在德国，对线路进行病害消除后，使用快速打磨车进行预防性打磨，根据打磨周期制定打磨遍数，达到全线无病害的标准，一般6～7年的预防性打磨后，再采用传统打磨车进行廓形修理一遍。而在我国，目前成立了专门的课题进行预防性打磨的打磨周期研究，将传统打磨车的预防性打磨改为快速打磨车打磨，将传统打磨车的打磨周期计划初步从两年一遍，改为四年一遍，逐步延长传统打磨车的打磨频率。

总体而言，在对钢轨进行打磨时，针对不同区段需要区别对待，采取不同的打磨模式。有必要建立打磨和测量管理数据库，通过分析打磨时对病害的处理过程，对钢轨病害和廓形数据信息量进行不断扩充，积累一定数据，可长期用于指导和选择打磨模式，尽量减少打磨过程中的“过维护”和“欠维护”等情况的发生，实现预防性打磨的最佳效果，使得经济效益和维护质量上得到优化。

3  结语

钢轨快速打磨车和传统打磨车各有所长，分别适用于不同的应用场景。因此在具体应用过程中需要综合考虑两种打磨车的特点，将两者进行结合使用，充分发挥各自的优势，确定钢轨维护的最优组合方案。通过这种灵活的结合方式，能够大大降低使用成本，在最大程度上提升钢轨维护效果，延长钢轨使用寿命。

参考文献

[1] 周坤，王文健，刘启跃，等.钢轨打磨机理研究进展及展望[J].中国机械工程，2019，30（3）：284-294.

[2] 杨永飞.钢轨打磨技术在地铁线路维护工作中的应用[J].技术与市场，2016，23（6）：79-80.

[3] 杨国强，袁宝明，任虎，等.铁路线路施工中的钢轨打磨技术研究[J].中国高新技术企业，2015（22）：85-86.