轨道平车的轮轨系统是一对滚动摩擦副。车轮踏面硬度的取值，不仅关系到车轮自身的耐磨寿命，也通过轮轨硬度匹配关系影响轨道的磨损速率。JB/T 6127标准对踏面硬度作出规定，而标准参数的演变与工程实践中硬度匹配的经验，共同构成了轮系设计中需要理解的逻辑线索。

一、标准中硬度参数的演变

      JB/T 6127对车轮踏面硬度的规定，并非始终为一个固定区间。不同版本的标准在硬度取值上有所调整，这一调整本身反映了对轮轨匹配关系认识的深化。

      按JB/T 6127-2010的技术条件，踏面硬度按吨位分级取值：5t～25t为179HBW～217HBW，30t以上为270HBW～300HBW；30t以上车轮的淬硬层深度不小于4mm，该深度处的硬度不低于240HBW。小吨位平车的硬度取值较低，与其轮压和运行工况相适应。

      有资料指出，从JB/T 6127-1992到JB/T 6127-2010的修订中，车轮踏面硬度要求有所降低。降低硬度并不意味着放松质量要求，而可能是对早期偏高硬度取值在实际使用中暴露的问题作出的回应——硬度过高时，车轮的磨损量虽然可能减小，但轨道磨损和接触疲劳损伤的分布会发生变化。

      JB/T 6127-2025的实施，使硬度参数的取值进一步明确。有行业资料将其表述为车轮踏面硬度HBW 300至380。这一区间与起重机车轮的常用范围存在交叠——起重机车轮踏面硬度通常要求在HB300～380，以保证耐磨性和接触强度。轨道平车与起重机同属轨道式搬运设备，轮轨接触的力学条件有相近之处，硬度取值向这一区间靠拢有其工程依据。

二、轮轨硬度比：磨损机制的关键变量

踏面硬度的绝对值并不能单独决定磨损结果，需要放在轮轨硬度比的关系中考察。

      轮轨材料的磨损机制与硬度比（车轮硬度Hw与轨道硬度Hr之比）相关。试验研究表明，当轮轨硬度比小于1.05时，车轮易产生多边形磨耗；硬度比大于1.36时，多边形磨耗的程度降低；硬度比在0.80～1.05区间内，随硬度比增大，车轮多边形径跳值呈降低趋势。另一项研究指出，在0.7～1.6的轨/轮硬度比范围内，车轮和钢轨的磨损率均随该比值增加而增加。这些结果说明，硬度比存在一个需要权衡的区间：比值偏低时，车轮的损伤形式倾向于多边形磨耗；比值偏高时，轨道的磨损负担上升。

      工程实践中形成了一条经验性的匹配原则：车轮踏面硬度较轨道硬度高HB20～40。矿车轮对的分析建议将踏面硬度保持在HB280～320，较轨道高HB20～40，应用后设备综合寿命有所延长。起重机领域的资料同样提出，车轮踏面硬度比轨道高HB20～40，以减少轨道磨损并延长车轮整体使用寿命。这一“硬度梯度”的思路，核心在于让磨损优先发生在可更换的车轮上，同时对轨道形成保护。

      普通钢轨的轨顶硬度通常在HB260～300范围，重载场合可选用淬火钢轨，踏面硬度HB320以上。当平车运行于普通钢轨时，车轮硬度取HB300～380可以与轨道形成适当的硬度梯度；若轨道本身为淬火钢轨或硬度较高的轨型，车轮硬度需要相应上调，否则硬度梯度可能反转，车轮磨损速率上升。有矿车轮对的分析指出，轨道硬度高于轮对时，车轮磨损量增加明显；反之则轨道磨损加剧。

三、淬硬层深度：硬度参数的支撑条件

      踏面硬度是表面数值，其工程有效性取决于淬硬层能否在磨损过程中维持这一硬度水平。若淬硬层过浅，踏面硬度在初期磨合后即下降，硬度参数的实际意义有限。

      JB/T 6127-2010对30t以上车轮规定淬硬层深度不小于4mm，4mm处硬度不低于240HBW。2025版标准框架下，有资料提及淬硬层深度8～12mm的工艺方案。淬硬层深度的增加，使车轮在经历较长时间的磨损后，踏面仍能维持高于基体的硬度，轮轨硬度比不会因车轮表面磨损而迅速偏离设计区间。

      淬硬层深度的检测方法，是从踏面沿径向每隔一定距离测量硬度，取硬度值降至260HBW处的深度作为淬硬层深度。这一判定方式将“有效硬化层”与硬度阈值关联，而非仅看表面读数。对于轮系设计而言，淬硬层深度需要与预期使用寿命内的允许磨损量匹配：深度不足时，车轮在达到磨损极限之前就已丧失硬化层；深度过大则增加热处理成本，且心部韧性可能受到影响。

四、从标准参数到轮系设计的工程衔接

标准给出了踏面硬度的取值范围，轮系设计需要在此基础上完成三项衔接。

      第--，硬度取值与轨道条件的对应。 在普通钢轨（轨顶HB260～300）的工况下，HB300～380的车轮硬度可以形成20～80 HB的梯度，处于工程经验建议的区间附近。若平车运行线路中包含淬火钢轨或高硬度轨型，车轮硬度宜取区间的偏上部分，或对轨道条件进行评估后调整材料与热处理方案。硬度取值不宜脱离轨道条件单独确定。

      第二，硬度与车轮材料及热处理的配合。 踏面硬度通过材料选择和热处理工艺实现。ZG55铸钢整体淬火是轨道平车车轮的常用方案，踏面硬度可达HB320～380。50SiMn等合金钢在踏面下20mm处仍可维持HB300～380，适用于淬硬层要求较深的工况。硬度指标的实现需要热处理工艺的稳定性作为保障，同一批次车轮的硬度散差应控制在合理范围内，避免个别车轮硬度过低或过高改变轮轨匹配关系。

      第三，硬度与轮系其他几何参数的协同。 踏面硬度是轮系设计的参数之一，与轮对内侧距、轴线平行度、车轮直径等共同影响运行状态。轮对轴线平行度超差时，车轮轮缘与轨道侧面产生持续接触，接触应力分布偏离设计状态，踏面硬度的耐磨效果会被异常的滑动磨损抵消。硬度参数的工程价值，需要在轮系几何精度得到保证的前提下才能充分体现。

五、设计校核中的关注点

在轮系设计阶段，踏面硬度的确定可围绕以下环节展开。

      明确运行线路的轨道硬度。向用户或轨道供应方获取轨顶硬度的实测或标称值，作为硬度匹配计算的基准。若线路包含不同类型钢轨的混用，按硬度低的区段校核硬度梯度，同时评估高硬度区段的车轮磨损风险。

      核算轮轨接触应力。踏面硬度的选择需与接触应力水平相适应。接触应力按赫兹公式计算，结果宜低于材料的许用接触应力。硬度过高而接触应力不足时，车轮的疲劳损伤风险可能上升；硬度过低而接触应力较高时，踏面塑性变形和磨损速率会增加。

      将淬硬层深度纳入寿命评估。按预期运行里程和轮轨磨损速率估算踏面允许磨损量，确认淬硬层深度能够覆盖这一磨损量。对于运行频次高、轨道条件一般或载重吨位较大的平车，淬硬层深度宜取标准要求的上限或以上。

      如需根据贵厂轨道平车的具体吨位、轨道条件和运行频次讨论踏面硬度与轮系参数的配置方案，欢迎提供参数与 河南百分百机电：13373746456 进一步交流。