铁道科学研究院2005年科技成果简介(续四)

31 机车车辆车轮剥离原因分析及改进对策的研究 在大量现场统计分析的基础上，结合实际运用的特点，对典型样品进行车轮剥离的失效分析，指出机车车辆车轮剥离有4种类型：制动剥离、接触疲劳剥离、局部擦伤剥离、局部接触疲劳剥离。在同一失效车轮上可能存在上述剥离类型的1种或几种。制动剥离一般发生在踏面闸瓦制动的车轮上，是车轮踏面热机械损伤的主要表现形式，研究表明，它主要以制动热裂纹和马氏体碎裂2种形式出现。接触疲劳剥离指的是在轮轨接触应力作用下导致轮轨接触面表层金属塑性变形及疲劳裂纹萌生和发展的破坏方式。     

车轮踏面剥离试验研究

剥离是车轮踏面失效的主要类型。车轮剥离一般分为2种类型,一类是由滚动接触疲劳应力作用引起的剥离;另一类是由热作用和机械作用引起的剥离,主要有制动剥离和擦伤剥离。2种类型的车轮剥离实际上都与轮轨表面摩擦力直接相关。本文主要通过模拟试验研究轮轨摩擦力对车轮剥离的影响。     

铁路车轮轮箍踏面制动剥离研究

目前国内铁路车轮轮箍（以下简称车轮）在运用中会出现各种各样的损伤现象，其中尤以车轮踏面制动剥离最为突出，通过对近几年剥离车轮的检验方法和研究，观察到踏面制动剥离这类热损伤情况占了绝大多数，本文在进行材料学和金相学分析的基础上，根据其宏观和微观表现特点，对该种剥离类型进行机理上的分析与探讨。     

200 km/h轻型客车车轮踏面剥离原因浅析

对200km／h轻型客车车轮在广深线和沪宁线的运行质量情况进行了调查，根据剥离车轮检验分析结果对剥离原因进行了分析，并对将来改进高速车轮质量和研究方向提出了建议。     

机车车辆车轮踏面剥离现状及其分析

在长期跟踪调查铁路车轮使用情况的基础上，针对我国铁路线路条件复杂、南北差异较大、客货混运线路为主、网运密度较大等特点，对不同运营条件下的车轮剥离现象进行了综合分析研究，通过列举不同实例及其剥离失效分析结论，探讨了车轮剥离与车轮材质、运用条件(线路条件、环境条件、机车车辆设计、司机操作、轮轨匹配关系)等方面之间的关系。     

铁路车轮、轮箍踏面剥离的类型及形成机理

由车轮和轮箍生产厂按产品供货技术条件交货的铁路车轮和轮箍，在使用中通常会发现或发生各种不同类型的失效，主要反映在磨耗、疲劳裂纹、剥离、掉块、崩块、崩箍等。从目前国内车轮、轮箍运用情况来看，踏面剥离现象占了失效的绝大多数，从国外的运用现状来看也是如此。车轮=轮箍踏面剥离是一个比较复杂的失效种类，导致其剥离的因素很多，无论是车轮、轮箍材质本身，还是运用工况的变化或机车车辆的结构设计等方面缺陷，均有可能导致剥离现象的产生，因此，正确判别剥离失效的特性，找出产生剥离的主要原因，对指导现场进行正确的预防，保证机车车辆的安全行驶具有重要意义。本文运用失效分析手段，根据各种典型剥离现象的宏观和微观形貌特征，总结出车轮、轮箍踏面剥离的四种类型（接触疲劳剥离、局部接触疲劳剥离、制动剥离、局部擦伤剥离），其中对制动剥离提出了它的两种产生方式（制动热裂纹和马氏体碎裂），本文对每种剥离类型均配有实物宏观和微观金相照片加以说明，指出了各自的宏观形貌表现特征，并对其各自的形成原因进行 了机理上的分析和探讨。需要说明的是，在实际运用过程中，很可能在同一个车轮或轮箍上同时出现文中所提的两种或两种以上的剥离类型，这时就需要根据经验和各种失效形态的表现程度及相关数据，进行进一步的分析和判定。     

机砂品质对大功率机车车轮踏面剥离的影响

和谐型大功率机车车轮踏面剥离已经成为机车惯性质量问题。机车车轮踏面剥离原因比较复杂,很多资料从机车车轮材质、构造特性、线路条件、空转伤损等方面研究较多。结合现场实际,重点从使用机砂品质入手,采用现场调研与检测相结合的方法进行研究;大功率机车用砂品质不良会加速机车车轮踏面剥离的发展,合理规范机车用砂标准对延长机车车轮踏面剥离的发展周期和车轮使用寿命具有积极意义。     

车轮早期剥离现象及成因初探

根据对现场调研的结果，提出车轮发生早期剥离的现象，对此现象进行了初步分析，总结了可能形成车轮早期剥离的几个影响因素，并由此给出了可能控制或改善早期剥离的相关对策。     

HXD_1型机车车轮踏面剥离问题研究

通过车轮检验及在线试验,根据轮轨蠕滑理论,研究了HXD1型机车车轮空转滑行对车轮踏面剥离的影响,结果表明HXD1型机车车轮的空转滑行会引起轮轨间较大的摩擦温升,从而加剧车轮踏面剥离,并从机车牵引特性、黏着控制、防滑性能及增黏沙砾特性等角度,分析了抑制车轮空转滑行、减小车轮踏面剥离的可行性措施。     

机车整体车轮踏面剥离原因分析与研究

车轮踏面剥离是一个比较复杂的失效种类,导致其剥离的因素很多。通过对SS3B、DF8B型机车在不同运营条件下的车轮剥离现象进行调查与分析,发现机车在运用中轨道状况的差异、气候环境的不同对车轮踏面剥离的发生有较大的影响,制动是导致机车整体车轮产生踏面剥离的根本原因,用沙的不规范加剧了车轮踏面剥离的发生,针对以上原因提出了解决措施及建议。     

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。     

关于车轮擦伤剥离的若干问题与对策

针对我国车轮擦伤，剥离的具体情况，就车轮擦伤剥离的原因，形态及国外对该问题进行试验研究所取得的就进展就若干问题进行了分析和探讨，并提出了相应对策。     

铁路车轮与钢轨的强度及硬度匹配

研究表明，铁路车轮的硬度低于钢轨时，车轮与钢轨的打滑现象就会增加，车轮就容易产生擦伤、剥离等缺陷。车轮与钢轨的硬度匹配要求为1．2：1至1．4：1，我国目前PD3或BNbRe钢轨的硬度为300HB左右，因此车轮轮辋表面的实际硬度也应相应提高。     

重载机车电制动力对踏面剥离的影响研究

车轮踏面剥离是机车车辆运用中最常见的故障,对机车车辆运营安全性有较大影响。车轮踏面剥离是一个比较复杂的失效种类,导致其剥离的因素很多,无论是车轮材质本身,还是运用工况的变化或机车车辆的结构设计等方面的缺陷,均有可能导致剥离现象的产生。实测六轴、八轴电力机车车轮踏面的状态,提取主要特征,分析了轮轨受力特性。并从轮轨动力学的角度,通过仿真分析了机车电制动力对轮轨纵向蠕滑力和纵向蠕滑率的影响,从而证明有效降低电制动力可以减缓或消除车轮踏面剥离,为解决车轮踏面剥离问题提供了一定的参考。     

"蓝箭"动车组拖车KDQ型轮对剥离问题探讨

总结了“蓝箭”系列电动车组拖车用KDQ型车轮剥离的新特点，探讨了该种剥离的类型、形成、影响深度等，并提出了深入研究高速车轮的几点建议。     

浅谈减缓机车车轮剥离

分析了当前机车车轮剥离的一种原因 ,提出减缓我国机车车轮马氏体剥离和制动剥离的方法。     

HXD1C型机车车轮踏面剥离问题的探讨

运行在西陇海铁路线郑州至西安间大功率HXD1C型机车车轮踏面剥离比较普遍,通过对该型机车性能结构、运行线路状况及车轮踏面剥离的形貌特征分析,找出车轮踏面剥离的真正原因,制定针对性预防措施,最大限度减少车轮踏面剥离.     

HX_D2C型机车车轮踏面剥离问题的分析研究

车轮踏面剥离是机车车辆运用中最常见的故障,对机车车辆运营安全性有较大影响。影响车轮踏面剥离的主要因素包括车轮与钢轨的匹配、车轮材质、轨面条件、线路条件、牵引列车吨位、列车操纵等因素,比较复杂。从HX_D2C型机车的运行线路信息、机车轮对踏面剥离情况、轮对材质、用沙质量等方面通过跟踪分析,找出了HXD2C型机车轮对踏面剥离的主要原因,并提出了减少机车轮对踏面剥离问题的具体措施;经过运用验证效果明显。同时为全路机车车辆的运用提供一定的参考依据。     

HXD3C电力机车车轮踏面剥离的分析研究与改进措施

针对HXD3C电力机车车轮踏面剥离故障问题,运用动力学模型及损伤函数分析机车轮对踏面剥离速率,计算机车直线下坡工况、直线下坡冲击工况轮对踏面的损伤量,分析研究造成机车轮对踏面严重剥离原因。通过升级优化机车牵引控制特性曲线,制定相应防治措施,提高机车运行质量,降低机车维修成本。     

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。