地铁车轮磨耗及其对轮轨匹配状态的影响

对国内某地铁线路的车轮磨耗规律进行了现场调查和分析。车轮磨耗集中于轮缘根部和踏面-25~30 mm范围。LM32模板动车车轮踏面磨耗突出区为-8~-4 mm,25万~40万km里程车轮最大磨耗量为2.5~4.0 mm。采用薄轮缘LM30模板镟轮的拖车车轮踏面磨耗集中在-10~10mm范围,19万km以内里程踏面磨耗量为0.2~0.5 mm。利用轮轨接触几何理论和轮轨滚动接触理论,研究不同车轮磨耗状态下的轮轨静态匹配性能,包括接触点对分布和轮轨接触应力,分析车轮表面裂纹的机理。车轮轮缘根部与钢轨轨距角集中接触容易导致接触光带偏向轨距角。轮缘根部及踏面上小曲率半径区与钢轨集中接触是产生车轮踏面接触疲劳的主要原因。     

车轮踏面退火后的轮缘堆焊工艺

铁道车辆在运行过程中,由于制动作用车轮踏面会造成金属剥离、裂纹等缺陷,而这些缺陷的扩展会引发车轮表面强度、疲劳强度、塑性、冲击韧性和耐久性的下降。为解决这一问题,除提高冶金质量外,都采用在车轮外圆镟修后对磨损的轮轮缘实施焊剂下弧焊堆焊工艺。文章介绍了车轮踏面退火处理后对轮缘进行堆焊的经验、具体的工艺过程及其效果。     

铁路车轮轮辋疲劳裂纹和踏面剥离掉块的微观伤损因素分析

以某型铁道车辆装用的3组(20个为1组)车轮(其中,1组车轮的轮辋出现疲劳裂纹,1组车轮的踏面存在剥离掉块,1组车轮运行30万km未出现伤损)为研究对象,采用ASPEX自动扫描电镜系统研究3组车轮轮辋中非金属夹杂物的组成、性质及定量关系,并采用扫描电子显微镜和金相显微镜,研究轮辋疲劳裂纹、踏面剥离的伤损形貌和特征,分析导致轮辋疲劳裂纹和踏面剥离的微观伤损因素。结果表明:辋裂车轮中的非金属夹杂物以脆性夹杂物为主,约占非金属夹杂物总数的85%,并且断口中存在的毫米级脆性氧化物类夹杂物属于冶炼或浇注过程中混入的耐材或熔渣等外来物,这是轮辋疲劳裂纹形成的主要原因;在踏面剥离掉块车轮和未损伤车轮中,塑性非金属夹杂物占绝对多数,分别约占非金属夹杂物总数的84%和93%,踏面剥离掉块车轮的踏面塑性变形层平均厚度约为1mm,为未伤损车轮踏面塑性变形层的10倍,说明踏面塑性变形层的相对变形量较大是导致车轮踏面剥离掉块的主要原因。     

改进货车转向架零件的检查

装用18-100型转向架的货车的全面试验显示,车轮轮对轮缘磨损很大。对线路的作用很大,某些型号的车辆在空载工况下可靠性不高,可修理性较低。由全俄铁道运输科学研究院所作的研究确定,车轮轮缘单侧急剧磨损的主要原因是由于轮对在线路上偏斜。减少磨损旨在揭示偏斜的最明显因素及找到消除这一现象的办法。     

铁路货车参数对车轮磨耗影响的仿真研究

为研究铁路货车参数对车轮磨耗的影响,在确定车轮磨耗仿真原理的基础上,采用轮轨半赫兹接触模型、FASTSIM算法和修正后的Zobory车轮磨耗模型以及车辆-轨道系统动力学模型建立车轮磨耗预测模型,仿真研究转向架结构型式、一系定位刚度和轴距以及车轮直径、车速对车轮磨耗的影响.结果表明:与装用摆动式和交叉支撑转向架相比,装用径向转向架能有效地减轻轮缘磨耗,并能增加车轮段修磨耗寿命;一系纵向定位刚度从9MN·m-1增加到21 MN·m-1后,车轮段修磨耗寿命减少33％,轮缘磨耗增加124.7％;轴距从1.6m增大到2.4m后,车轮段修磨耗寿命减少36.6％,轮缘磨耗增加180.2％;车速从60km· h-1增加到120 km· h-1时,车轮段修磨耗寿命降低45.0％,磨耗面积增加74.2％;车轮直径从800 mm增加到915 mm后,车轮段修磨耗寿命增加30.5％,轮缘磨耗减小20.1％,因此增大车轮直径可以减小大轴重货车的车轮磨耗.     

机车轮缘表面中频淬火工试验研究

介绍了用中频淬火局部增强轮缘表面度的方法和提高机车车轮使用寿命研究情况，工艺试验结果表明，轮缘表面金相组织细化，硬度提高，韧性更性，没有裂纹，提高了轮缘的耐性；装车试验表明，经中频淬火的机车车化寿命可提高２－３倍。     

神朔铁路钢轨打磨技术

随着神朔铁路运量不断增加,钢轨病害呈快速发展趋势,养护维修工作量明显增加。本文基于钢轨病害特点及实际运营环境,提出适用于神朔铁路的钢轨打磨廓形和工艺。通过对比打磨前后的钢轨病害情况、轨检数据和轮缘磨耗数据发现:钢轨打磨可使小半径曲线上股钢轨磨耗速率降低53%,下股钢轨磨耗速率降低64%,并可有效去除钢轨表面接触疲劳伤损并控制其发展速率;钢轨打磨使得轮缘磨耗速率由打磨前的0.085 mm/万km降至打磨后的0.057 mm/万km,平均降幅为32.9%。因此,钢轨打磨不仅能有效去除钢轨接触疲劳伤损,而且可以明显降低钢轨和轮缘磨耗速率。     

超声波钢轨探伤车B显数据伤损模式分类技术研究

既有钢轨探伤车超声检测系统均为国外引进。中国铁道科学研究院自主化钢轨探伤系统目前已经通过试验验证,所采用的伤损模式分类技术是其中的一项关键技术。根据自主化钢轨探伤系统的探轮设置,规定伤损的类别设置,并将伤损类别划分为四大类:核伤类、螺孔裂纹类、轨底裂纹类、水平裂纹类。归属于不同大类的伤损采用不同神经网络进行识别。以螺孔裂纹类为例进行说明,采用标定线数据进行测试,验证算法的有效性。     

地铁车辆轮缘润滑对车轮磨耗的影响

为了研究轮缘润滑对车轮磨耗的影响效果,对国内某地铁线路安装轮缘润滑器的列车和未安装轮缘润滑器的列车的车轮磨耗进行了跟踪测试。结果表明,该线路地铁车轮轮缘磨耗分布在-40~-30 mm位置范围内,主要集中在轮缘根部,踏面磨耗分布在-30~60 mm位置范围内;轮缘润滑对车轮的轮缘厚度、轮缘高度及踏面磨耗速率影响较小,且对踏面为LM30的拖车轮缘磨耗速率的影响也较小,但能极大地减缓踏面为LM32的动车和拖车车轮轮缘磨耗。仅在动车上安装轮缘润滑器时,减磨效果能达到24%,而在整列车(包含动车和拖车)安装轮缘润滑器时,减磨效果则能达到36%。针对所调查的地铁线路实际情况,建议整列车均保留轮缘润滑器。     

机车车辆轮缘的等离子强化

本文介绍了用等离子体对机车车辆的车轮轮缘进行强化处理的工艺。采用这种工艺后,能使车轮轮缘的磨损降低33%~66%。     

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。     

车轮轮缘及踏面修复工艺与装备

车轮轮缘和踏面运用后不可避免产生磨损,提出轮对修复的技术要求,阐述车轮踏面及轮缘磨耗的测量、补焊和旋修工艺,介绍轮耐的修复工艺与设备的发展以及新工艺、新设备的应用。     

基于大型钢轨探伤车的顶面伤损漏磁检测技术研究

我国铁路主要依靠人工对钢轨顶面伤损进行检查,缺乏有效的钢轨顶面伤损深度检测评价技术手段。研究基于大型钢轨探伤车的顶面伤损漏磁检测技术,设计开发了检测探头、模拟信号调理模块、数据采集和处理模块及上位机软件,完成了钢轨顶面伤损漏磁检测系统的开发。该系统在实验室条件下能够以最高50m/s速度检测宽度为0.2mm的顶面伤损,并进行了40km/h的车载试验。车载试验表明,检测系统在钢轨探伤车上能够安全运行,不干扰其他检测设备,能够适应铁路现场电磁环境,能够检测钢轨顶面人工伤损,但对顶面微裂纹的检测、电磁参数调整、安装方式和试验验证需深入研究。     

重载铁路固定辙叉区轮轨瞬态滚动接触行为分析

固定辙叉有害空间造成的轨线不连续及结构不平顺大幅加剧车辆与辙叉间的动态相互作用,进而引起道岔伤损劣化加剧及服役寿命缩短。以重载铁路12号固定辙叉为研究对象,基于显式积分算法,建立考虑材料弹塑性及轮轨真实几何廓形的车轮-辙叉三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,研究不同运营速度下车轮不同方向通过时车轮与固定辙叉动态相互作用及轮轨接触行为,详细分析轮载过渡区内辙叉钢轨应力、应变大小及分布规律,结合材料安定图及疲劳指数对轮轨接触疲劳伤损特性进行分析,得到了钢轨滚动接触疲劳伤损易发区域为心轨断面顶宽20～30 mm,与现场固定辙叉疲劳裂纹发生位置基本一致。所建立的模型及研究结论能够为固定辙叉结构优化及疲劳寿命预测提供理论支撑。     

CRH型高速动车组车轮测量基准初探及量具运用

在CRH型高速动车组车轮轮缘踏面检测中,由于LMA、CN和XP55等3种车轮踏面形状不同,因此,统一测量基准可以使车轮的测量工作更加简便。介绍基于统一的测量基准开发的车轮轮缘踏面检测量具的结构,及使用该量具测量3种车轮踏面主要参数的方法。     

LMD车轮外形的直径旋修量影响因素及对应措施研究

车轮直径旋修量由单次旋修的车轮旋修量,轮辋旋修次数决定。单次旋修量由旋修方法,旋修时的目标外形决定,而旋修次数由车轮轮踏面的磨耗规律及旋修周期决定。通过理论分析和旋修验证,分析了CRH1型动车组系列LMD系列薄轮缘外形的单次直径旋修量偏大原因;统计分析了东南沿海26列CRH1型动车组轮缘踏面磨耗规律,以及旋修过程的轮径差、径跳、直径旋修量,轮径差等参数,在此基础之上预测了不同旋修方法的车轮使用寿命。研究结果显示:LMD系统薄轮缘外形是造成直径旋修量偏大的原因之一;依据既有车轮磨耗规律和旋修方法,CRH1型动车组车轮使用寿命均在3.3×106 km以上;通过计算,车轮寿命最大旋修方法为:高级修时车轮恢复为轮缘厚度为30mm的薄轮缘外形;其他服役过程旋修时,车轮外形恢复为与磨耗后轮缘厚度最近的薄轮缘外形,但最小轮缘厚不能小于为28mm。     

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。     

钢轨踏面斜裂纹伤损原因及对策的研究

广深准高速铁路全长139km。对准高速区段和非准高速区段曲线上钢轨进行探伤检查,发现在44个曲线,37km长的范围内存在踏面斜裂纹,斜裂纹主要发生在上下行上股钢轨,斜裂纹呈成段、非连续、跳跃式分布。踏面斜裂纹及断口的宏观形貌和理化检验与分析表明,踏面斜裂纹伤损属于滚动接触疲劳裂纹伤损类型。研究认为:钢轨性能、线路状况、车辆性能及运行速度、车轮踏面形状等是产生斜裂纹的主要原因。提高钢轨的接触疲劳强度,在曲线上使用微合金淬火钢轨,研究和改善轮轨接触方式,加强轨道的养护维修,合理地进行预防性打磨和校正性打磨是解决钢轨踏面斜裂纹伤损的主要措施。     

深圳地铁2号线计轴系统故障分析与处理

计轴器是一种重要的铁路信号设备。通过分析深圳地铁2号线列车丢轴故障的原因,阐述了计轴工作原理及车轮传感器安装规范,并提出丢轴故障和车轮传感器安装问题的解决办法:其一,将发生丢轴故障的车轮传感器的垂直感应高度由41.5mm调高为44mm,增强对车轮轮缘的探测性能;其二,拆除一片车轮传感器的安装隔垫(厚约2.8mm),减少车轮传感器与钢轨间的安装间隙,消除车轮轮缘厚度减小的影响;其三,协调解决曲线线路内轨车轮传感器的安装问题,将安装在曲线外轨上的车轮传感器移装到曲线内轨上。     

依靠杂波设置探伤车检测标准的分析探讨

在钢轨超声探伤系统、HT-1型试验台的基础上,改进标准伤损试块GTS-60,搭建试验平台.通过对数据的测试和分析,得出在静态标定的基础上依照杂波设置探伤车动态检测标准是可行的.在数据分析结论中同时得出要想探伤车在动态检测中更好地检测出小伤损,不能只依靠提高增益值的方式,还应改变晶片检测径向上的尺寸.