基于研磨子的车轮多边形抑制机理与跟踪试验

提出了基于研磨子的车轮多边形抑制措施,即通过研磨子摩擦车轮踏面从而消除或抑制车轮多边形的产生和发展。台架试验表明,研磨子在保证对车轮踏面均匀磨损的前提下,可有效降低车轮表面粗糙度等级。在线路运用跟踪试验中,配置研磨子车轮的高阶多边形幅值保持在-12.0～7.2 dB之间,表明修形研磨子对车轮多边形的抑制效果明显。     

研磨子对车轮不圆的修形作用

CRH_2型动车组装有车轮踏面清扫装置,其前端的研磨子在制动时可起到踏面清扫和增黏作用。通过调研及跟踪发现,装有踏面清扫装置的高速动车组车轮多边形出现的比例较小,当部分动车组出现车轮多边形后,在改变运行条件下,车轮多边形有减轻现象,说明研磨子对车轮多边形的发展具有一定的抑制作用。为研究研磨子对车轮不圆的修形作用,开展研磨子修形台架试验及修形线路试验。试验结果表明:通过研磨子多次作用,20阶多边形的车轮表面粗糙度由31?dB降为16?dB,研磨子对车轮不圆修形效果显著。     

城轨车辆踏面清扫器增粘试验研究

借助JD-1轮轨模拟试验机,研究了踏面清扫器研磨子在干态、水介质、油介质3种工况下对城轨车辆轮轨粘着特性的影响,分析了不同压力下研磨子对轮轨增粘的效果变化,考察了轮轨粘着系数的变化情况,为城轨车辆粘着的改善提供试验依据.试验结果表明,踏面清扫器研磨子能显著改善轮轨的低粘着,保障城轨车辆的安全运行.     

高速动车组车轮多边形影响因素及抑制措施研究

在总结国内外车轮多边形研究的基础上,调查了高速动车组车轮多边形情况,并对测试车轮的多边形数据进行统计分析,从车轮多边形与运行速度、运行线路条件、车辆结构等角度进行系统研究,查找容易产生车轮多边形的影响因素。研究车轮多边形对车辆振动的影响,选择存在车轮多边形车组进行镟修前后的对比测试发现,当车轮存在多边形时前后轮对容易形成拍振,造成轴箱振动加剧;研究降低车轮多边形对乘坐舒适性、转向架可靠性造成的影响,对比不同多边形幅值与车辆振动的对应关系;从抑制多边形角度进行了镟修工艺优化,通过控制驱动轮径跳、增加顶镐装置、实施双刀镟修等手段消除运营过程中出现的多边形;研究调整车轮材料、车轮实施滚压等方式,增加车轮强度,降低车轮磨耗,延缓多边形发展;研制了踏面研磨装置,在运营过程中施加以消除多边形,并改善踏面凹形磨耗;针对车轮多边形的成因较多无法彻底消除车轮非圆化的现状,可利用轨道检测装置检测车辆车轮状态,在车轮多边形影响车辆振动之前及时进行维护。     

城际动车组车轮廓形演化特点和原因分析

针对我国某型城际动车组服役过程中车轮磨损速率高问题,开展车轮型面和研磨子影响研究的现场试验.第1阶段涉及多列动车组,使用LMA型面和持续高压作用的高硬度研磨子,第2阶段涉及1列动车组,第1镟修周期仅将半列车更换为LM型面,第2镟修周期进一步在全列车使用间歇低压作用的低硬度研磨子.结果表明,第1阶段城际动车组车轮磨耗不同于干线动车组,第2阶段2种型面的磨耗不存在本质差异,但更换研磨子材质和工作模式降低车轮磨耗速率.基于第2阶段数据,建立一种计算研磨子和轮轨接触对车轮磨耗方法,发现车轮名义滚动圆处由研磨子引起的磨耗速率在第2阶段的第1和2镟修周期分别为0.12 mm/万km和0.02 mm/万km,轮轨接触引起的磨耗速率为0.08 mm/万km.     

基于IEC 61373:2010的轨道交通列车车轮踏面清扫器振动冲击试验

介绍了轨道交通列车车轮踏面清扫器的结构与功能.参照IEC 61373:2010的要求,对实车采集的振动载荷进行了等效计算.设计了试验方案,对踏面清扫器进行了横向、纵向和垂向等3个方向的模拟长寿命振动试验、冲击试验和功能性随机振动试验.结果 表明,在目前的试验条件下,踏面清扫器各零部件未出现明显裂痕,性能未受到影响.     

高速动车组车轮踏面修形器的试验与应用研究

基于台架试验就踏面修形器对车轮多边形的抑制效果进行了试验与应用研究,验证了特殊材质的踏面修形器对高速动车组车轮多边形具有较好的抑制效果,同时可以减缓踏面等效锥度的增长,延长车轮旋修周期。     

动车踏面清扫器研磨子的研制

确定研磨子性能测试的标准和条件,优化材料配方和压制工艺,研制动车踏面清扫器研磨子.研磨子以热塑性酚醛树脂和丁腈胶粉为粘合剂,以铁粉和铝矾土为填料,以钢纤维和无机矿物纤维为纤维,在压制压力为(3±2)MPa,压制温度为150～160℃下制成.通过力学性能、热重、强制磨耗等试验分析可知研磨子的性能:具有较高的冲击强度、硬度...     

动车组用踏面清扫装置间隙异常的分析与预防

阐述了动车组用踏面清扫装置的间隙调整原理,结合动车组车辆的实际运营状况,分析不同情况下踏面清扫装置的研磨子与车轮踏面间隙异常的原因,提出了间隙异常时的解决及预防措施,保障了动车组车辆的运行可靠性。     

JPQS-1型踏面清扫器的研制

文章对JPQS-1型踏面清扫器的结构及工作原理进行了介绍,该型踏面清扫器解决了安装空间小、自动调整闸瓦摆角、防尘橡胶件抗紫外线等问题。     

高速客车轮对动力学性能的比较

为了比较不同车轮踏面及轮对内侧距对高速客车动力学性能的影响,首先采用改进轮轨接触几何关系算法分析了不同情况下的静态轮轨几何接触关系,然后通过车辆/轨道耦合动力学模型,对高速客车蛇行临界速度、运行平稳性和曲线通过性能进行了动态仿真计算。数值计算中,主要考察了LM、LMA、S1002和XP55等4种车轮踏面和轮对内侧距由1350 mm到1360 mm变化的情况。结果表明,车轮踏面形状和轮对内侧距对高速客车动力学性能有重要的影响,且LMA型车轮踏面与1353 mm的轮对内侧距匹配具有较好的动力学性能。要确定合适的车轮踏面和轮对内侧距,须从轮轨接触关系的变化出发,综合评估车辆动力学性能。     

从车轮磨耗谈动车组异常振动

介绍车轮踏面等效锥度,车轮多边形的计算方法,并通过理论分析说明二者对车辆稳定性的影响。基于理论分析的结论,测试某动车组车轮的等效锥度,车轮多边形情况以及车体的平稳性,分析其异常振动的原因。     

时速100 km 地铁车辆踏面制动热负荷分析

建立了地铁车辆时速100 km时的车轮热负荷计算模型,叙述了计算过程和评定方法.基于均布热源法,采用ANSYS软件分别计算了仅空气制动连续2次紧急制动和仅空气制动正常运营制动2种条件下新轮(840 mm)和磨耗到限车轮(770 mm)的踏面制动热负荷,并进行了强度校核.结果表明,磨耗到限车轮连续2次紧急制动、新轮正常运营制动满足车轮踏面损伤要求,新轮连续2次紧急制动和磨耗到限车轮正常运营制动不满足车轮踏面损伤要求.     

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。     

基于TPDS的机车车轮多边形分布及演变规律研究

由于缺少有效的检测手段,机车车轮多边形这类危害程度高的踏面损伤问题长期被忽视。随着铁路车辆运行品质轨边动态监测系统(TPDS)探测机车车轮的新突破,为机车车轮多边形检测提供了有效的动态检测方法。文中以TPDS系统动态监测机车车轮多边形的联网监测数据为基础,通过大数据分析,揭示我国铁路机车车轮多边形分布及演变规律,并对机车车轮检修提出合理化建议。     

防止50000型车辆车轮踏面剥离的研究

日本50000型车辆原本是观光旅游列车,采用关节式(铰接式)转向架,即两车连接处共用转向架,也采用踏面制动。并且,采用控制空气弹簧高度以抑制曲线上运行时离心力的车体倾斜控制装置,同时装备了转向架导向控制装置。由于其车轮踏面为圆锥踏面,闸瓦则由树脂部份与铁片部份组成,其踏面曾发生剥离。经观察认为在踏面发生热裂纹的部位,闸瓦内埋铁块与滑动部重合导致热影响增大,并由于材质变化而发展至踏面剥离。通过将踏面变更为圆弧踏面,而且,改进踏面研磨块形状,定期进行踏面削正,可以维持车轮踏面的良好状态。     

2种响应面方法在车轮踏面优化中的应用分析比较

首次将响应面方法应用到车轮踏面优化中。分别基于多项式响应面车轮踏面优化方法和高斯径向基函数响应面车轮踏面优化方法,用C++语言编写优化软件模块,实现在C++环境中调用多体动力学软件ADAMS/Rail进行轨道车辆系统的动力学仿真分析;将动力学仿真分析得到的数据反馈给车轮踏面优化软件模块,完成整个优化设计的循环过程。分析比较这2种响应面方法在车轮踏面优化中应用的结果表明,2种响应面方法非常适合于车轮踏面优化,而且收敛速度快;从磨耗指数的优化来看,用2种响应面方法对200 km.h-1客车车轮踏面进行优化后,新车轮踏面较原车轮踏面的磨耗指数降低52%左右,说明对磨耗指数的优化非常有效。在优化计算时间方面,多项式响应面车轮踏面优化方法为50 566 s,高斯径向基函数响应面车轮踏面优化方法为16 449 s;在1次试验设计的试验次数方面,多项式响应面车轮踏面优化方法为77次,而高斯径向基函数响应面车轮踏面优化方法只有25次。在车轮踏面优化中高斯径向基函数响应面方法优于多项式响应面方法。     

高速动车组D2车轮与ER8车轮滚动台架对比试验研究

为研究高速动车组自主化D2车轮与进口ER8车轮的踏面磨损和疲劳裂纹扩展行为,将踏面上有相同形状和相同深度预制缺陷的2种材质车轮组成1个轮对,在1∶1高速轮轨关系试验台上以350 km·h-1的试验速度进行缺陷扩展程度、磨损量和硬度对比试验,并观察试验后的微观组织结构。结果表明:经4.5×104km的滚动试验后,D2车轮的磨损量为0.072 mm,踏面总体状况良好,踏面预制缺陷呈现完全闭合态,而ER8车轮的磨损量为0.138 mm,踏面预制缺陷出现明显疲劳扩展,并发展为大面积剥离掉块;D2车轮的初始硬度和硬度增幅均高于ER8车轮;D2车轮微观组织结构的连续均匀性以及组织的细晶、固溶和弥散等综合强化能力均好于ER8车轮,使D2车轮的抗疲劳裂纹扩展能力和耐磨性均优于ER8车轮。     

基于激光位移传感器的车轮踏面磨耗检测方法研究

针对当前城轨车辆车轮踏面磨耗人工检测劳动强度高、检测精度低的问题,提出一种基于激光位移传感器的车轮踏面磨耗检测方法。首先在轨道外侧安装一组激光位移传感器进行车轮踏面数据采集;其次结合标准轮对踏面轮廓数据,采用数据预处理、坐标旋转、数据融合等算法获取实际车轮踏面轮廓线;最后根据踏面磨耗几何关系获得车轮踏面磨耗值。通过踏面磨耗检测误差分析以及现场标准轮对实验和过车实验表明,所提方法检测精度为±0.2 mm,抗干扰能力强,能够满足踏面磨耗检测实际要求。     

动车组同轴轮径差超限防控研究

统计分析动车组运维中出现的轮经差故障,总结故障分布规律,从运用径路、设备检测稳定性、车辆部件动作以及产品质量四个方面进行研究分析,结果表明,动车组踏面清扫装置动作模式以及研磨子产品质量对轮径差的产生有较大影响,因此提出了优化研磨子动作模式、批次更换研磨子等管控措施,有效消除了故障。