车轮基本踏面改为修正圆弧踏面的研究

根据发生在平成12年里的营团地铁在日比谷线上发生的脱轨事故,平成13年9月把车轮踏面的形状从基本踏面改成了修正圆弧踏面。在本研究里分析了形状变更后的磨耗倾向,从安全方面、乘坐的舒适程度方面、成本方面对修正周期的延长进行了探讨。1修正圆弧踏面图1修正圆弧踏面的形状修     

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。     

高速动力车磨耗型车轮踏面的参数研究

本文以正在研制的高速动力车为样车，采用三次样条函数法确定轮轨几何关系，运用非线性运动稳定性分析的数值分叉方法，在兼顾曲线通过性能的前提下，选取多种磨耗型车轮踏面，研究踏面有关参数对高速动力车运动稳定性及轮轨接触应力的影响，优化选择适合我国高速铁路需要的磨耗型车轮踏面。     

车轮踏面形状设计的科学化

介绍了车轮踏面的作用功能和踏面形状的种类，特别就轮对的复原功能和转向功能进行了说明，并列出了计算公式。还详细介绍了目前铁路在既有线和新干线上所采用的各种车轮踏面形状以及最近日本铁道综合技术研究所开发的独立车轮踏面形状的设计特点，并对与车轮踏面形状有关的术语作了说明。     

LMA经济型踏面的设计及其动力学性能验证

设计了轮缘厚度为30 mm,28 mm,26 mm的3种LMA经济型踏面供动车所参考,分别从轮轨接触几何关系、蛇行运动稳定性、构架横向稳定性、车体平稳性、小曲线通过性能等方面与LMA踏面进行了对比,结果表明,3种经济型踏面各项动力学指标均满足要求而且有一定的安全裕量。     

高速动车组车轮踏面检测设备

叙述了高速动车组车轮踏面检测设备的组成、技术特点及工作原理,简要分析了高速动车组车轮踏面检测设备较传统车轮踏面检测设备测量方式的优点。     

铸铁闸瓦对车轮踏面影响的研究

通过制动试验和用有限元法进行的模拟，考察了高速时现用闸瓦和新开发闸瓦对车轮踏面的影响。从制动试验结果来看，开发品同现用品相比，在平均摩擦系数的稳定性，闸瓦的磨耗方面有优越性，但其对应的车轮踏面状态较差，车轮温度也较高，对车轮有较大的破坏性，从残余应力的模拟可以推断，开发品对应的车轮踏面的残余应力最大值要比现用品的高。     

车轮踏面形状三维测量装置的开发

介绍了日本铁道综合技术研究所为了能够精准地测试车轮踏面损伤的长度、凹陷量等尺寸参数及数据,以便量化踏面损伤大小及形状差异导致对于车辆的影响;阐述了新型的车轮踏面形状测量装置开发的概况,以及装置的规格,测量实例,评价了该装置的应用效果。     

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。     

车轮踏面粗糙度与轮轨滚动噪声

探讨了制动系统和走行里程对车轮踏面粗糙度以及轮轨滚动噪声的影响，分析测量了装各种制系统客货车辆的车轮踏面粗糙度，认为装盘形制动的车轮比仅装铣失闸瓦的车轮具有较好的踏面粗粗糙度和较低的噪声级。     

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。     

基于3种典型踏面的高速转向架稳定性研究

在分析高速轮轨匹配特征的基础上,以350 km.h-1速度等级的CRH3动车组作为研究对象,应用线性稳定性分析方法绘制高速轮轨空间的稳定安全裕度3维图。线性稳定性计算表明:等效锥度越大,转向架蛇行振动固有频率越高,因而必须不断增强抗蛇行减振器的串联刚度。非线性稳定性仿真计算表明:抗蛇行减振器需要利用其动态液压刚度的非线性形成宽频带吸能特性,以满足衰减蛇行振动、控制蛇行振幅和权衡准静态曲线通过性能等要求。仿真计算得出的动车转向架横向加速度值与实际测试的加速度值相吻合。根据曲线踏面磨耗情况确定了CRH3动车组选用3个典型车轮踏面(XP55,S1002CN和LMA)可以达到的最高商业运营速度。     

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。     

跨线运行动车组异常振动问题研究

针对跨线运行动车组出现的车辆异常振动问题,通过实测车轮踏面外形、钢轨廓形,以及车辆振动测试,从轮轨接触关系及振动传递特性分析异常振动原因。因线路钢轨廓形不同,导致长期在不同线路运行的动车组车轮踏面最大磨耗位置存在差异,使得车辆在磨耗后期对线路适应性下降。当车辆跨线运行时,由于钢轨廓形变化导致轮轨匹配不良,转向架蛇行运动能量增大。此能量通过二系悬挂传递至车体,引起车体异常抖动。     

高速列车踏面凹形磨耗及其动力学影响规律

踏面凹形磨耗是我国高速列车服役过程中车轮磨耗的主要形式,踏面凹形磨耗随镟修后里程逐渐加剧,将引起轮轨接触关系的变化,进而引起车辆动力学性能的恶化。为揭示我国高速列车踏面凹形磨耗的特点和规律,通过对国内某高速动车组的部分车轮进行长期跟踪测试,并基于测试结果研究踏面不同位置的磨耗量,发现磨耗中心位置与名义滚动圆的偏离现象,提出基于离散点直接积分的磨耗面积表征方法。进一步通过数学推导、多体动力学建模与仿真、以及车载实测振动数据的分析验证,研究不同踏面凹形磨耗程度情况下,车辆临界速度、轮轨作用力、振动信号的蛇行运动频率等动力学特性和指标随车轮旋修后运行里程的变化情况,总结得到踏面凹形磨耗对高速列车动力学的影响规律。     

机车磨耗型踏面与踏面剥离

机车轮对踏面剥离，产生的因素很多，如轮箍材质、高速重载、制动过热、踏面类型等。介绍了20世纪80年代以来，柳州铁路局已应用过的JM、JM2、JM3型机车磨耗型踏面产生踏面剥离问题，并分别进行了原因分析，认为JM3型机车磨耗型踏面适合柳州铁路局线路特点和运行速度。     

既有线用新圆弧踏面的开发

传统的机车车辆车轮踏面存在着通过曲线时容易引起轮缘与钢轨接触的缺点。其后开发的圆弧踏面虽然可以改善曲线通过性能，但由于中立点附近的锥度较大，因而直线走行稳定性较差。针对这些问题，日本东海客运铁路公司开发了一种在中立点附近锥度小，轮缘前沿锥度大，能与钢轨实现良好吻合的新圆弧踏面，经试验台试验、现车运行试验和耐久试验表明，这种踏面不但具有良好的曲线通过性能和直线运行稳定性，而且可以有效延长镟轮修整周期     

铁鞋制动产生车轮踏面擦伤的危害及防止措施

本文通过对哈尔滨铁路局，临修货车车轮踏面擦伤故障数量分析和车站调车作业遣成车轮踏面擦伤故障的调查统计，论述了调车作业采用铁鞋制动是产生车轮踏面擦伤的重要因素，详细分析了踏面擦伤故障对铁路货车安全运行产生的危害，并提出了控制和消除调车作业采用铁鞋制动的可行性措施。     

铁路货车车轮踏面擦伤及其对滚动轴承的影响

通过对铁路货车车轮踏面故障对滚动轴承寿命影响的调查分析,发现车轮踏面擦伤是车轮运行中发生的主要故障之一。从机务作业、车务作业和车辆运用3个方面介绍形成货车车轮踏面擦伤的原因,建立理想状态下轮对运动模型,说明轮对擦伤形成的冲击力随着速度提高而增加,易导致轮对轴承故障。对故障车轮进行了抽样调查分析,提出重视擦伤轮对轴承检查及发现轴承故障的建议。     

基于转向架悬挂参数与踏面锥度优化的高速车辆动力学性能分析

利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立包含高速车辆车轮不同踏面和60kg/m钢轨型面的车辆系统动力学模型,研究改变车轮踏面锥度和悬挂参数对车辆动力学性能的影响,并根据计算结果得出一组新的优化参数。结果表明:车辆系统的稳定性主要由轴箱定位刚度和抗蛇行减振器阻尼决定,而舒适性主要由二系垂向阻尼、横向减振器阻尼以及系统垂向刚度决定。对于轮轨磨耗而言,优化后的高速车辆车轮踏面具有较好的耐磨性能,踏面锥度大、对中性好,不易产生较大幅度的横向振动。总体而言,优化后的车轮踏面锥度和悬挂参数在平稳性、稳定性和磨耗方面优于或接近标准参数车辆,验证了其可行性,为车辆结构参数统一化设计提供相应理论依据。