LMD薄轮缘踏面经济性与动力学性能的研究

通过对某CRH1型动车组进行8次车轮外形测量及磨耗跟踪测试,分析其轮缘厚度与等效锥度等主要参数,设计了LMD系列薄轮缘踏面。利用多体动力学软件UM建立CRH1型动车组系统动力学模型,对LMD薄轮缘踏面分别从车辆临界速度、车辆稳定性、车体平稳性、小曲线和道岔通过性等动力学性能进行分析,并与LMD原型踏面对比。研究结果表明:LMD系列薄轮缘踏面在经济性方面有较大提高,各项动力学性能指标均满足运营要求。     

LMD型薄轮缘踏面经济性旋修的研究

对某CRH1动车组的车轮外形测量及磨耗跟踪测试,并分析其轮缘厚度与等效锥度等主要参数,设计了LMD型薄轮缘踏面。利用多体动力学软件建立CRH1型动车组系统动力学模型,对LMD型薄轮缘踏面分别从轮轨关系、车辆稳定性和平稳性动力学性能进行分析并与LMD原型踏面对比。结果表明:LMD型薄轮缘踏面在运用过程中维护成本降低,并且动车组的各项动力学指标均符合运行安全的要求。     

CRH_(3C)型动车组薄轮缘车轮外形设计与运用

对京津城际铁路CRH3C型动车组车轮磨耗、车辆振动性能进行长期跟踪试验研究。研究发现部分动车组车轮镟修后车体横向失稳,而镟修后车轮外形等效锥度过小是车体失稳的主要原因。通过理论分析与试验研究,确定新的系列薄轮缘车轮形面设计原则为:提高轮轨等效锥度;统一轮缘高度;高次曲线连接轮缘根部与踏面外形。通过仿真计算、试镟修与线路运用考核薄轮缘车轮外形。仿真计算和线路测试结果表明:京津城际铁路CRH3C型动车组车轮采用该系列薄轮缘外形镟修后,轮轨等效锥度为0.17,动车组车体失稳现象消失,构架稳定性和运行平稳性均满足标准要求,直径镟修量控制在2mm以内。     

CRH1型动车组轮缘异常磨耗研究及解决方案

CRH1型动车组投入运营后,发现车轮轮缘有磨耗现象,部分动车组车轮出现偏磨等异常现象,特别是福州动车段动车组车轮偏磨比较严重,车轮旋修量较大,影响到车轮寿命。通过对运行线路、线路条件、车轮磨耗情况的调查,进行理论分析和计算,提出对特殊线路进行整修、调整进出库运行速度、结合CRH1转向架综合加改方案将LMA踏面更换为LMD踏面、调整一系定位节点刚度等解决方案,有效解决了车轮轮缘的异常磨耗,提高了车轮寿命,车轮平均寿命提高到原来的约2.5倍。     

高速动车组车轮踏面镟修策略研究

车轮踏面镟修策略主要包括车轮镟修周期的制定和镟修用车轮踏面外形的制定。通过对高速动车组振动性能和车轮磨耗状态的长期跟踪测试,确定高速动车组车轮镟修策略的制定原则和评价方法。在此基础上,结合京津城际铁路CRH3C型动车组典型振动性能、车轮外形和磨耗状态的实测数据,研究高速动车组的车轮镟修周期;对比分析国外镟修用车轮踏面外形制定方法,设计出18种高速动车组镟修用车轮踏面外形,并对现场最为需要的28,29和30mm这3种薄轮缘外形的车轮进行轮轨接触几何关系和动力学性能仿真计算。结果表明:高速动车组镟修策略应从高速动车组的运用状态、主要运营线路和车辆设计参数3个方面综合考虑;京津城际铁路CRH3C型动车组车轮镟修周期可定为30万km;轮轨接触几何和动力学仿真验证了为CRH3C型动车组新设计的镟修用薄轮缘车轮的临界速度均在400km.h-1以上,其运行稳定性与原型车轮相差不大。     

XP55-28经济型镟修踏面外形设计及动力学性能验证

对于CRH5型动车组所采用的XP55型车轮踏面外形,在经过120万km以上的运营后检修时,如按原型踏面外形镟修,不仅镟修量较大,且减少车轮使用寿命。本文通过对上千个在不同线路运行120万km后的车轮进行外形测量,对其轮缘斜面磨耗、轮缘厚度、轮缘高度、等效锥度等数据进行统计分析,设计了XP55-28经济型镟修踏面;利用多体动力学软件SIMPACK建立CRH5型动车组模型,分别从轮轨接触几何关系、车辆系统蛇行运动稳定性、车辆直线轨道运行平稳性、车辆曲线通过安全性等方面对采用XP55-28经济型镟修踏面的车辆与采用XP55型踏面的车辆进行对比。结果表明:二者轮轨接触几何关系相同,各项动力学性能指标均满足运营要求。     

CRH380B动车组轮对高级修轮缘厚限值优化的可行性研究

为了优化CRH380B动车组轮缘厚高级修镟修限值,基于不同轮缘厚条件下的轮对磨耗规律和车辆动力学性能分析,采用多体动力学软件和Archard磨耗理论联合仿真求解的方式,利用非线性磨耗模型对车轮磨损进行预测,并使用多体并行仿真方法实时更新状态参数和接触力。结合仿真计算分析结果,并与实测数据对比,可发现当车辆运行速度低于350 km/h时,轮缘厚度对轮径磨耗量无明显影响;当车轮发生磨耗后,设置不同轮缘厚车轮的动车组均保持良好的动力学性能。因此,在保证车辆运行品质和安全性的基础上可以将高级修轮缘厚镟修限值降低至28 mm,提高车轮使用寿命,降低动车组运营成本。     

基于轮对磨耗数据的CRH2A型动车经济镟修策略研究

为提高镟修策略的经济性,基于轮对磨耗数据,进行CRH2A型动车经济镟修策略研究。在描述动车轮对磨耗的规律时,分别以二次拟合和数理统计的方式建立轮缘厚度的磨耗规律和轮径月磨耗量的规律,其中,轮径分布拟合的优劣采用卡方拟合优度来衡量,轮缘厚度磨耗函数拟合结果使用拟合度来评价。在轮缘厚度磨耗速率模型和轮径磨耗数理统计模型的基础上,采用蒙特卡罗仿真方法模拟动车轮对运行的实际情况,得到121种镟修策略的仿真结果,并选出最优策略。通过实验结果对比分析,该最优策略较现役的固定镟修方案,提高了动车轮对的使用时间,降低了动车运行成本,提高了经济效益。     

青藏客车轮缘异常磨耗分析

探讨了青藏客车轮缘异常磨耗的原因,针对LM型轮缘踏面外形与50 kg/m钢轨匹配不良的问题,基于现场测试的车轮外形数据,重新设计了与60 kg/m钢轨和50 kg/m钢轨配合时轮缘磨耗折中的QZ型轮缘踏面外形和检修用薄轮缘QZ-28型轮缘踏面外形,并对新踏面的动力学性能进行了分析.针对实际使用情况,建议车轮旋修时采用QZ-28外形.     

铁路货车车轮运用磨耗情况的调查与分析

通过对通用线及专用线运行的货车车轮磨耗等数据的统计分析,阐述通用货车车轮磨耗总体情况及磨耗规律,并对典型磨耗超限车轮特点,轮径差对车轮磨耗的影响进行分析和论述。结论表明我国铁路货车车轮磨耗在现行检修制度下以踏面磨耗为主,磨耗量属于正常水平;轮缘总体磨耗轻微,同一轮对两车轮轮径差发展到一定程度后,伴生小直径车轮轮缘磨耗严重。     

轮径差对三大件转向架轮缘磨耗影响的对比分析

应用SIMPACK软件建立装用三大件转向架的某型敞车重车动力学模型,结合Archard磨耗模型预测车轮磨耗趋势,对比分析了4种不同形式轮径差对轮缘磨耗的影响规律。结果表明:在4种形式轮径差下,轮径差小于6mm时,导向轮对小半径车轮磨耗发生在踏面区域;轮径差大于6mm后将发生轮缘磨耗;后轮对轮径差导致小半径车轮磨耗集中在踏面区域内,磨耗深度相对均匀,车轮呈现面磨耗趋势;其他形式轮径差大于6mm后将导致小半径车轮轮缘磨耗显著,车轮呈现点磨耗趋势。     

调车机车DJND型轮缘踏面外形运用限度的研制

为了解决内侧减速顶对调车机车轮缘顶部的磨耗，研制了适合内侧减速顶编组场上的调车机车采用DJND型轮缘踏面外形。该外形比TB型车轮有很大改进，轮缘顶部、内侧面、外侧面、轮缘根部、踏面等部位的形状及轮缘高度、轮缘厚度进行了合理设计，从而大大延缓了减速顶对轮缘顶部的磨耗和钢轨对其它部位的磨耗，制定了DJND型车轮安全可靠的运用限度，主要是补充了轮缘高度和尖点避开距离的限度。     

基于大数据分析的高速动车组车轮磨耗统计分析研究

基于大数据分析思想,通过调用高速铁路动车组检修数据库中的海量车轮镟修记录,利用MATLAB工具自编统计分析程序,对我国2条高速铁路(京沪高铁、京广高铁武广段)运营动车组车轮一个镟修周期内车轮磨耗量进行统计分析。大样本统计分析结果表明,对于同一条高铁线路一个镟修周期内350?km/h速度等级的高速动车组,短编组动车组车轮磨耗量均值高于长编组动车组、CRH380A型动车组车轮磨耗量均值小于CRH380B型动车组、CRH3C动车组车轮磨耗量均值小于CRH380B。不同高铁线路相同类型动车组车轮磨耗量样本统计均值及磨耗量统计分布也不尽相同。研究结论对高铁轮轨关系、高速动车组车辆结构设计具有重大意义。     

修理用统一型薄轮缘车轮踏面外形

针对运用中因轨距减小而导致轮缘磨加剧的问题，设计并试验了统一型减薄轮缘厚度的修理用车轮踏面外形，试验表明，对减少轮缘磨耗，延长车轮使用寿命均有明显效果。     

基于数理统计的铁道车辆车轮轮缘厚度旋修值研究

合理的轮对维修策略对提升铁道车辆轮对检修经济性和服役安全性具有重要意义。文中在跟踪获取了运营单位大量轮对尺寸检修样本数据的基础上,实现了车轮轮缘厚度分布规律的描述和车轮磨耗特性的探究;基于线性"灰箱"映射关系模型,实现了对轮缘厚度参数的服役过程刻画,给出了一套确定最优轮缘厚度旋修值的方法。通过分析可见:车轮磨耗特性受线路条件和负载情况影响显著,重载将导致车轮踏面剧烈磨耗,固定线路运行容易引起车轮的偏磨,山区路况曲线多、半径小,导致轮缘磨耗显著,而列车的高速运行对踏面磨损损耗大;基于线性"灰箱"映射模型确定了所跟踪的3家运营单位轮缘厚度最优旋修值范围,按运行周期到限后参数仍有95%以上的可靠度,确定其最优范围分别为:铁路货车约为27.9～28.1mm,动车组为29.8～30.4mm,铁路机车约为31.8～32.3mm。     

基于磨耗量和车轮旋修的踏面建模方法研究

为合理确定踏面旋修参数,提出了一种基于磨耗量的踏面建模方法,该方法通过"踏面磨耗量"和"轮缘磨耗量"构建出磨耗后的踏面曲面,其优点是能直接利用现成测量数据,不需要购置踏面轮廓测量设备和配属专属人员。通过和实测踏面廓型计算的踏面旋修量对比可知,该建模方法具有较高的计算精度,通过该建模方法进行车轮旋修,不会造成旋修浪费,该方法具有可行性。     

基于不同轮缘厚度轮对外形镟修方案研究

地铁列车的轮对磨耗状况关系到列车的运行安全及稳定性,当轮对磨耗超限时应及时镟修。结合不同的LM型轮缘踏面外形、轮对磨耗形式、镟修经验,提出基于不同轮缘厚度的轮对外形镟修方案,对延长轮对使用寿命、提高镟修作业效率具有重要的意义。     

动车组旋修周期验证研究

为验证某型动车组30万km旋修周期的合理性,对一个旋修周期内的动车组实测车轮进行磨耗分析,并将实测车轮外形输入到已建立的动力学模型中,计算动车组系统临界速度、构架横向稳定性、车体平稳性、曲线通能力等动力学性能,并参照相关标准进行评价。结果表明:车轮磨耗、等效锥度随运行里程增加变化平缓;运行31万km后车轮踏面与钢轨接触状态良好;所计算动力学性能均满足标准要求。从而验证某型动车组30万km里旋修周期的合理性。     

关于KDQ型高速轻型车轮运用情况及建议

介绍了广深线时速200km的“蓝箭”号动车组动车与拖车车轮路面的缺陷形式；提供了轮对旋修和轮对更换数量统计数据；对造成拖车车轮踏面严重剥离、频繁旋修和更换的原因进行了分析，得出了拖车所用KDQ型车轮踏面严重剥离、频繁旋修和更换的原因是强度和硬度偏低、车轮轮辋偏薄以及轮径差限度控制过严的结论，提出了改进建议。     

LLJ—4型车轮第四种检查器的研制

车轮第四种检查器是以滚动圆中心为基准测量轮缘厚度，与国际选用基准一致，测量点合理，可减少车轮旋削量，延长车轮使用寿命，此检查器具有测量踏面磨耗，擦伤，凹陷，轮缘厚度，轮辋厚度和宽度多种功能，且测量精度高。