兗州煤炭礦區鐵路應用潤滑道岔的探討

李樹勇，趙媛媛，朱 光

（山東兗礦集團鐵路運輸處，1.工程師；2.助理工程師，山東 兗州 273500）

兗礦鐵路位于孔孟之鄉鄒城市境內，跨越兗州、曲阜、濟寧和鄒城等5個市區，形成了以大東章集配站為中心，輻射13個車站，連接7礦、2廠、1庫，北進鳧村站與國鐵兗石線接軌，東入鄒城站與京滬干線相連的220 km鐵路運營線路。自1983年正式運營以來，主要承擔礦區煤炭的外運、礦井生產用材料及國宏化工、國際焦化、鄒城電廠的煤炭及產品的運輸，年運量在2 000萬t左右。由于地質自然環境影響及線路等級低等因素，制約了鐵路道岔列車通過速度，降低行車安全性能且養護維修投入費用大，以致道岔與曲線、接頭并稱為礦區軌道的三大薄弱環節。特別是因線路下沉、咽喉道岔病害等多發故障的整治，使道岔潤滑問題變得更為突出，道岔的整體技術狀態已不能滿足運輸的要求。為此，逐站推廣自潤滑道岔設備，加強設備保安基礎建設就顯得十分必要。

1 自潤滑道岔應用必要性

道岔是鐵路線路上的重要部件，它的正常運轉對行車安全起著至關重要的基本保證作用。礦區鐵路自運營以來，一直沿襲使用傳統道岔裝置，隨著運輸作業運量的增加，站場周邊環境污染加劇以及使用周期的延長，道岔運用故障頻發，中斷行車的鐵路交通事故和道岔維護成本費用逐年增加，被集團公司列為制約自營鐵路發展的因素之一。目前，礦區鐵路按照技術作業性質及業務分工，計有集配站、裝卸站及通過站共13個，道岔290組，分布情況見圖1。

圖1 礦區鐵路車站道岔分布圖

1.1 煤炭鐵路環境污染嚴重 礦區鐵路線路屬專用線運輸，車站大多設置于煤礦、廠庫駐地。車站咽喉道岔地處廠礦煤場、洗運生產交匯的工業區域，由于在煤炭加工、周轉、汽運過程中，揚塵煤灰及列車上散落物多，以及近年來在鐵路線下方開采煤炭，造成線路下沉，在道岔下沉區治理過程中，頻繁的道岔石渣填充、起道、撥道等作業，使道岔滑床板受到嚴重污染和侵蝕。且粉塵與潤滑涂油結淤積泥后，導致道岔的轉動阻力增加，電動轉轍機使用壽命與國鐵相比減少1～2年。因潤滑故障問題導致道岔停用、中斷行車作業的事件時有發生，道岔護維修問題十分突出。

1.2 道岔運用故障率高 通過對2年來鐵路設備故障率的統計分析可知，道岔故障共發生106件，占行車設備故障的48%以上。在引發106件道岔故障的原因中，因道岔滑床板涂油不及時有38件，尖軌與尖軌不密貼有27件，尖軌跳動或爬行有22件，其它原因19件，其中道岔滑床板涂油不及時引發的故障呈逐年上升的趨勢。

1.3 嚴重干擾行車秩序 2年來因道岔故障引發構成行車事故6起，其中2010年5月份濟三站2#道岔故障影響行車作業28 h，8月份南屯站4#道岔故障無顯示中斷行車作業17 h；2011年9月份鮑店站的11#和5#道岔故障中斷行車作業7 h。2年累計影響到發列車21列，直接經損失40萬元，行車設備受到一定程度的損傷，對行車安全構成威脅。

1.4 維修維護費用大 車站道岔清掃需要安排專人全天候涂油養護，不僅造成線路環境污染，而且增加養護工作量。每年養護維修更新部件數量大，人工維護費用較高。如2011年僅道岔日常部件更換成本就達1萬元/組，現有290組道岔花費290萬元；同時在13個車站中，大站每站每班配備2名、小站每站每班配備1名道岔清掃維護人員，實行四班工作制，僅現場清掃員就有78人，按年人均工資4萬元計算，工資支出就達312萬元。如因道岔故障中斷行車，其間接經濟損失和造成的影響更難以估算。

2 應用自潤滑道岔可行性

礦區鐵路道岔因其工業環境要求，要滿足道岔工作條件，這就需要具有優良的力學性能，能夠承受列車運行時產生的壓力和沖擊，以及良好的自潤滑裝置。

2.1 自潤滑道岔工作原理 傳統道岔采用在尖軌和滑床板間涂油潤滑的方法，來減小尖軌和滑床板間的摩擦力。由于缺油或粉塵及各種雜物粘附在滑床板上，會使轉換阻力增大，從而導致轉換不良的情況時有發生。由榆次工務器材廠研制的“GPA—C型道岔自潤滑滑床板”道岔，針對傳統鐵路滑床板在應用過程中存在的浪費和污染問題，利用環氧樹脂基減摩復合材料涂層替代潤滑油層，改善滑床板的性能。在復合材料中加入石墨，MoS2在摩擦過程中發生氧化轉變為MoO3后便失去了層狀結構，因而不但能降低摩擦系數，同時因MoS2抑制了樹脂向鋼試樣表面的轉移，還可有效提高復合材料的耐磨性，從而大幅度提高了滑床板的耐磨性。通過北京鐵路局組織的技術簽定認為，該結構設計較為科學合理，通用性好，更換操作方便。而且其力學性能、溫度適用性、耐久性、道岔的轉換可靠性，達到鐵路使用要求［1］。

2.2 礦區鐵路的適用性 進行自潤滑滑床板更換改性比較容易，其成本較低，工藝簡單，道岔綜合性能較好；具有運行穩定可靠，拆裝方便，不影響原道岔結構，可利用行車間隙，對現有運行道岔逐組更換，對運輸作業的影響較小；自潤滑道岔的開發應用尤其符合煤礦生產作業區域的環境需要，適用于礦區鐵路各種速度和軸重列車運行，滿足礦區鐵路線路狀況及運行列車技術要求。更新油潤裝置道岔后，可減少清掃工作量，對現有清掃人員撤并減少1/2以上，每年減少人工經費支出150萬元；同時能改善清掃人員勞動工作條件，改善站場因清掃導致的線路污染。

2.3 技術性能優越 自潤滑道岔結構設計較為科學合理，通用性好，具有較高的耐磨性和較低的摩擦系數等優良性能指標，道岔使用壽命延長3～5年；動靜摩擦系數相近，低速時無“爬行”現象，運動平穩；耐腐蝕性能好，適用溫度為-40℃～﹢100℃，熱膨脹系數小，散熱性好。經沈陽局大成站運行測試，轉轍機機在較低轉換電流水平下工作，自潤滑滑床板尖軌轉換阻力的測試結果，它比電務要求的6 kN轉換阻力低12.9%，而且大大低于轉換阻力置信上限值，受到現場歡迎［2］。

3 結束語

自潤滑道岔其特有的技術先進性，可以減少道岔的養護工作量，消除道床污染，延長轉轍機內轉換部件的使用壽命，降低綜合能耗；消除道岔安全隱患，保障道岔安全運行及行車安全。恰逢兗州礦區“十二五”期間鐵路站場改造計劃的需要，計劃對現有13個車站按照先集配站、交接站，次裝卸站，后運量相對較小車站的順序，逐步更換自潤滑道岔滑床板。每年更新4個車站96組道岔，利用3年的時間完成290組道岔全部更新，預計投資費用按3萬元/組計算，年均投資計劃290萬元，共計870萬元。同時將逐年減少道岔維修維護費用1萬元/組，直接經濟效益較好的同時，提高了道岔運輸設備的安全性能，保障正常行車作業安全。

［1］周建國.GPA—C型道岔自潤滑滑床板通過北京鐵路局組織的技術鑒定［J］.京鐵科技通信（太原刊），2002，01

［2］沈巍，崔冬芳.自滋潤道岔滑床板的研制［J］.中國鐵道科學，1998，19（4）：103～110.