鐵路人常說的“鋼軌肥邊”是什么?
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總聽人說起鋼軌的“肥邊”,這到底是個什么東西?是個吃的嗎?實際上,鋼軌肥邊是一種常見的病害,并不是能吃的東西。今天我們就來了解一下鋼軌肥邊的知識!鋼軌肥邊又稱作“飛邊”,這個詞是指鋼軌軌頂被機車車輛的車輪壓潰,軌頂金屬向兩側擠出的現(xiàn)象。這種病害多發(fā)生在小半徑曲線地段及鋼軌接頭區(qū),屬于鐵路軌道中一種比較常見的病害,對列車的運行會產(chǎn)生較大的影響。
“飛邊”讀起來就像是“肥邊”的方言發(fā)音似的,但查閱資料可知,它的術語含義是指鑄件表面上厚薄不均勻的薄片狀金屬突起物。現(xiàn)在大多書籍論文都稱為“肥邊”,但這個詞應該也屬于口語化詞演化而來的,專業(yè)名詞或許稱為“輾邊”更合適。(歡迎對這個了解的大神進行深度講解)肥邊產(chǎn)生的原因在列車運行過程中,鋼軌會受到多種外力作用而產(chǎn)生應力變化和形變。具體而言,車輪與鋼軌之間的相互作用主要表現(xiàn)為兩種基本載荷形式:一是垂直于軌面的豎向載荷,二是作用于軌頭側面的橫向載荷。如果對輪軌接觸應力等局部應力的再進一步分析,可以發(fā)現(xiàn)車輪與鋼軌間的摩擦作用會在軌頭表面產(chǎn)生切向應力,這種應力是導致軌道幾何形變的重要因素之一。
我們以曲線鐵路區(qū)段作為案例來講講肥邊的產(chǎn)生過程。當列車在曲線上運行時,會產(chǎn)生一個直線所沒有的離心力。如果不采取相應的措施,就會使外軌承受較大的壓力,鋼軌發(fā)生嚴重磨耗,并可能使旅客感覺不適。嚴重時,甚至可能造成列車傾覆事故。所以在彎曲軌道的地方,外軌總是比內(nèi)軌高,借助車體內(nèi)傾的向心力來平衡這個離心力。
但是,內(nèi)外軌不一樣高的情況下,低軌受輪載作用力會大于在直線上行走時的輪載作用力,這時鋼軌表面所受到的壓應力如果超過了鋼軌的塑性強度,鋼軌表面就會產(chǎn)生塑性流動,從而出現(xiàn)鋼軌肥邊。小知識:什么是塑性?塑性是指物體變形后無法恢復原狀的能力。常說的可塑性強就是“捏”成什么樣就是什么樣。材料塑性好的情況下一般彈性都不怎么好(不算那種直接超大力作用,一切彈性都可繞過,直接進入塑性階段)。假如在一個橡皮泥上按個手印,手剛拿開,它又恢復原狀了,那就可以理解為它塑性就是不好。一般情況下,彈性和塑性兩者有種此消彼長的意思。塑性常用斷后伸長率、斷面收縮率來表示。肥邊可能帶來的危害鋼軌肥邊會顯著改變軌道幾何參數(shù),導致鋼軌的中 心距會縮小,產(chǎn)生夾軌距現(xiàn)象。列車在這種工況下運行,輪軌接觸條件急劇惡化,摩擦阻力顯著增大。當肥邊比較嚴重時,將嚴重影響輪軌導向性能,甚至可能引發(fā)列車脫軌事故。此外,鋼軌肥邊還會導致輪載分布不均,產(chǎn)生明顯偏載。這種不對稱受力狀態(tài)會加速鋼軌的磨耗進程,同時引起列車運行時的異常振動。當偏載程度超過臨界值時,將顯著降低列車運行穩(wěn)定性,存在車輛傾覆的安全隱患。
肥邊除了會影響軌距尺寸和改變鋼軌的受力狀態(tài)外,還直接關系到調(diào)車效率和行車安全。在鐵鞋制動的線路上,特別是脫鞋道岔前,過大的肥邊可能會卡死鐵鞋而造成車輛脫軌;道岔基本軌的肥邊則有可能造成尖軌的不密貼或假密貼。道岔尖軌尖 端與基本軌不密貼可能會導致列車經(jīng)過時存在嚴重安全隱患,可能引發(fā)脫軌事故。根據(jù)相關規(guī)定,尖軌與基本軌無論在靜態(tài)還是動態(tài)情況下都必須保持密貼狀態(tài),否則禁止使用。肥邊的整治采用鋼軌打磨方式去除鋼軌肥邊是鋼軌軌道維護中的一項常見作業(yè)。鋼軌打磨作為鐵路線路養(yǎng)護維修的一種重要方法,能有效消除、抑 制軌面損傷,延長鋼軌壽命。目前,打磨已成為鋼軌養(yǎng)護維修與損傷預防的一種最 重 要的技術,對保障鐵路安全可靠運營具有關鍵作用。根據(jù)《鐵路線路修理規(guī)則》(TG/GW101-2014),肥邊高度超過0.8mm時必須進行打磨,以避免輪軌沖擊加劇和軌頭裂紋擴展。
鋼軌打磨可分為預打磨、預防性打磨和修理性打磨等。
預打磨是對鋪設上道新鋼軌的打磨,目的是去除軌面脫碳層,消除鋼軌在生產(chǎn)、焊接、運輸和施工過程中產(chǎn)生的表面缺陷,修正軌頭廓形,改善焊接接頭平順性等。

預防性打磨是對鋼軌(含岔區(qū)鋼軌)進行的周期性打磨,目的是修復軌頭廓形,消除鋼軌表面產(chǎn)生的微裂紋等淺層病害,改善輪軌作用關系,預防鋼軌疲勞裂紋、波磨等病害的產(chǎn)生和發(fā)展。

修理性打磨是對鋼軌(含岔區(qū)鋼軌)已產(chǎn)生病害鋼軌的打磨,目的是修正軌頭廓形,消除或減緩滾動接觸疲勞裂紋、波浪(波紋)磨耗及擦傷等病害。

鋼軌肥邊打磨按照操作方式劃分,還可以分為手工打磨和機器打磨兩種方式。手工打磨是一種傳統(tǒng)的方式,常用于對于局部肥邊的磨損處理,適用于面積較小、程度較輕的肥邊打磨;機器打磨主要采用電動打磨機器進行,可針對大面積肥邊進行高 效的打磨處理。