鐵道車輛行車安全只有在輪軌處於正常接觸狀態時才能得到保證，影響車輛運行安全的有車體在彈簧上的傾覆、車輛傾覆和車輪脫軌等事故因素。
鐵道車輛沿軌道直線部分運行時，在正常工作條件下，車輪上的踏面部分與鋼管頂面相接觸。當車輛進入曲線時，由於各種橫向力的作用，如風力、離心力、橫向振動慣性力等作用，使前輪對外側車輪的輪緣貼近鋼軌側面。
在接觸點A處，車輪給鋼軌的橫向作用力為Q，鋼軌給車輪的橫向反力稱為導向力。如果在某種特定條件下，車輪給鋼軌的橫向作用力Q很大，而車輪給鋼軌的垂向作用力P很小，車輪在轉動過程中其新的接觸點A＇逐漸移向輪緣頂部，車輪逐漸升高。如果輪緣上接觸點的位置到達輪緣圓弧面上的拐點，就到達爬軌的臨界點。如果在到達臨界點以前Q減小或P增大，輪對可能恢復到原來的穩定位置；否則車輪就可能逐漸爬上鋼軌直到輪緣頂部到達鋼軌頂面而脫軌。這種脫軌方式叫爬軌，一般發生在車輛低速情況；另一種脫軌方式叫跳軌，發生在車輛高速情況，由於輪軌之間的衝擊力造成車輪跳上鋼軌。另外，當輪軌之間的橫向力過大，使軌距擴寬，車輪落入軌道內側而脫軌。
◆根據車輪作用於鋼軌的橫向作用力Q評定車輪抗脫軌穩定性
考慮車輪已經爬軌併到達臨界點，取輪緣上輪軌接觸斑為隔離體，通過列平衡方程式可求得車輪脫軌係數（P/Q的比值）：
根據GB5599－85規定，當橫向力Q的作用時間大於0.05s時，容許脫軌係數為：P/Q≤1.2；安全值為：P/Q≤1.0。
◆根據輪重減載率評定車輪抗脫軌穩定性
實際運用中還發現，在橫向力並不很大而一側車輪嚴重減載時也有脫軌的可能，因此，還根據輪重減載率來評定車輪抗脫軌穩定性。輪重減載率為輪重減載量（ΔP）和左右車輪平均輪軌垂向力即輪重（P）的比值。
我國鐵路規定輪重減載率為：ΔP/P≤0.65（容許標準）；ΔP/P≤0.60（安全標準）。
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