车轮几何形状对残余应力及轮辋变形发展的影响

用理论模拟和试验室试验详细论证了车轮几何形状对破坏性残余应力、轮缘轴向热变形及冷却后的轴向永久变形发展的影响。研制出了一种新的车辆几何外形，该车轮是有应力低、能承受较大的闸瓦制动热负荷、减少轮缘轴向永久性热变形等优点。该车轮设计是安全及运行性能所希望的。     

减少车轮损伤的弹性结构型合成闸瓦

日本铁道综合技术研究所、上田制动装置有限公司等单位联合开发了弹性结构型合成闸瓦，该种闸瓦既能确保钢轨湿润条件下的制动性能，也可减轻因热负荷导致对车轮的损伤，有效抑制车轮凹陷磨耗。文章介绍了基于开发的闸瓦进行的台架试验、现车的制动性能试验、长期耐久运行试验的结果。     

新型重载专用货车制动系统研究

随着专用货车轴重及编组辆数的进一步增加,重载专用货车制动系统面临新的挑战：车轮／闸瓦制动热负荷进一步增大,给车轮／闸瓦带来更多的制动热损伤。现有空气制动机固有性能缺点越来越不适应重载专用列车对制动操纵性的要求。     

使用弹性结构合成闸瓦以减轻车轮的损伤

日本铁道综合技术研究所正在与有关制动装置生产商联手开发弹性结构型合成闸瓦。这种新型闸瓦一方面可确保潮湿环境下的制动性能,也可减轻因热负荷而引起的车轮损伤。本文介绍了新型闸瓦的设计理念,以及利用新型闸瓦样品进行的试验台试验、现车制动性能试验长期耐久性运用试验及其结果。     

地铁车辆轮缘异常磨损分析

车辆结构、线路条件及轮对、闸瓦、轨面的匹配关系等决定了轮对踏面、轮缘的磨损状态，而踏面的磨损及异常也加剧了轮缘的磨损，不同的故障产生的机理各异。通过分析地铁车辆轮缘异常磨损发生的原因，提出了针对性预防建议和解决措施。     

基于热—机耦合的大轴重车轮踏面制动热负荷仿真分析

重载列车车轮踏面制动是一个复杂的动态接触热—机耦合问题。文章利用有限元分析软件ABAQUS建立了重载车轮踏面制动的瞬态热—机耦合有限元模型,对单闸瓦踏面制动过程进行了紧急制动工况的数值仿真,并利用重载货车车轮制动热负荷试验结果对模型进行验证。利用该模型分析了不同工况下重载车轮紧急制动过程中的热负荷及热应力情况,为研究大轴重车轮踏面制动热负荷极限和热损伤问题提供了理论技术支持。     

运行条件对整体车轮强度特性的影响

铁路机车车辆的轮对是高负荷部件,要求有高的安全可靠性。对整体车轮材料强度检验的实施过程在检验规范中规定。这种车轮材料强度检验与机械强度和热负荷检验不同。承受机械负荷的能力是以疲劳强度来检验的。在特定情况下,可以采用由工作强度定义的当量应力来检验。由此表明,由于车轮承受着非常高的总应力循环次数,所获得的检验结果与所采用的应力损伤累积假设密切有关。该假设以韦勒(WHLER)疲劳特性曲线和负荷组合的关系表示。如果采用这种方法,则必须有符合法规的、标准的检验规范。车轮在极限磨耗尺寸下运转时,由于车轮的磨耗会导致负荷的显著增加,所以对轨道状态也有很大影响。轮轨作用力产生的应力将与车轮制造和运行产生的附加应力相迭加。制造应力是指车轮轮圈(轮缘)调质所产生的内应力以及组装时的装配应力。运行附加应力是指由车轮离心力和车轮圆盘制动及闸瓦制动发热所产生的应力。闸瓦制动对车轮材料提出了极高的要求。在这些情况下,今后对车轮强度检验过程的管理及相应的规范应做进一步的改进。通常,除闸瓦制动力以外,轨道作用在车轮上的力和侧向力对车轮工作负荷有很大的影响。亦已证明,运行附加应力相当低。这个论断已被应力分析所证实。     

超高磷合金铸铁闸瓦材质及其摩擦性能的研究

通过选材试验，证明超高磷合金铸铁闸瓦具有摩擦制动性能稳定、摩擦系数高而稳定、耐磨性和导热性能好、对车轮无热损伤、制动距离短和火花少等特性，可用作准高速机车闸瓦的材质。     

新型通勤电动车车轮磨耗趋势及车辆运动特性

在东日本旅客运输铁道股份有限公司管辖的东京交通圈的新系列车辆中,通过测定车轮踏面的形状,来调查车轮踏面的磨耗特性,结果发现踏面制动闸瓦种类不同,踏面磨耗的趋势也有所不同(见图1).即:使用烧结合金闸瓦时,踏面磨耗量大,且呈下凹磨耗趋势,而轮缘磨耗少;使用合成闸瓦时,踏面磨耗量小,而轮缘磨耗(通常指轮缘垂直磨耗)大.     

合成闸瓦对车轮热影响的研究

高摩合成闸瓦不仅是重载列车配套制动技术之一,也是提速及快运货车配套制动技术之一.使用合成闸瓦与采用铸铁闸瓦时相比,车轮在制动过程中要吸收更多的热量,因而更易受到热损伤.铁道科学研究院与日本铁道综合技术研究所合作,在快运货车运用条件下合成闸瓦对车轮的热影响进行了研究与评估.     

合成(增粘)闸瓦的改进技术

合成闸瓦用于铁道车辆踏面制动(闸瓦)及盘式制动中(闸片),存在粘着性能低且对车轮施加的热负荷大等问题。文章介绍了日本上田制动装置有限公司开发新合成(增粘)闸瓦技术的概况(在闸瓦中嵌入金属增粘块)以及改进合成闸瓦性能的新技术、新工艺。通过试验台试验与现车试验,确认了嵌入的金属增粘块的最佳材料组成、金属块与母材的面积比等参数。     

地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因初探

运营速度80 km/h常规城轨车辆的基础制动方式基本采用踏面制动+合成闸瓦,文章针对城轨车辆合成闸瓦对车轮踏面磨耗的影响、制动力分配方式对踏面磨耗的影响、闸瓦与车轮的匹配及热负荷计算等进行了分析研究,探讨了造成地铁车辆踏面异常磨耗的原因。     

弹性结构合成闸瓦的开发

研究人员对现有大多数铁道车辆上装用的合成闸瓦的材料组合及结构进行较大变更后,开发出弹性结构型闸瓦。开发的闸瓦不用添加金属系块板也能在轨道湿润条件下抑制制动力的下降,并具有抑制车轮踏面热龟裂及凹陷磨耗等车轮踏面损伤的效果。本文对所开发的闸瓦从设计、试制到台架试验及现车装用耐久试验的评价结果进行了介绍。     

大秦铁路货车车轮磨耗问题的调查与研究

通过对重载货运专线——大秦铁路运行的货车车轮磨耗数据的统计、分析和对铁路货车运用中出现的闸瓦磨耗等问题的分析,将影响铁路重载运输货车车轮磨耗的主要因素归结为:货车轴重、货物周转量、闸瓦质量、车轮硬度及同一轮对两车轮的轮径差。采用车辆动力学仿真方法,研究车轮轮缘磨耗与踏面磨耗间的关系。结论表明,推广应用新型C级钢车轮以提高车轮踏面及轮辋硬度、控制同一轮对两车轮的轮径差、研制新型高摩合成闸瓦等措施是降低车轮踏面磨耗并使车轮踏面磨耗均匀化的有效途径;铁路货车采用状态修的维修管理办法是控制和降低轮缘磨耗发生的有效手段。     

闸瓦对车轮轮缘磨损的影响

铁道车辆在制动时,铸铁制动闸瓦会对车轮轮缘和踏面造成磨损。本文就改善闸瓦与车轮表面的接触提出了一系列解决方案,并论述了试验工作所取得的积极效果。     

重载货车车轮热负荷问题的探讨

讨论了重载货车制动热负荷对车轮的影响,简要回顾在这方面已经取得的研究成果,并提供了计算机仿真分析的几个典型热制动工况下的应力和温度场结果,包括坡道制动工况和停车制动工况。对手制动作用于运行车轮的工况进行了分析,检验了不同闸瓦作用位置对温度场的影响,并介绍了与热负荷相关的车轮更换问题。     

热空气加速老化对合成闸瓦性能的影响

对铁路货车合成闸瓦进行热空气加速老化试验,研究合成闸瓦在老化过程中的力学性能和摩擦性能变化规律。结合热失重及溶胀实验结果,认为热氧老化使闸瓦中丁腈橡胶交联密度增大是闸瓦材料脆性增加、韧性变差的本质原因。     

对中磷铸铁闸瓦的失效分析

对引起铁路车辆制动用的中磷铸铁闸瓦的失效机理及失效形式作了详细分析，认为引起闸瓦早期失效的原因，主要是表层金属的热疲劳而引起的磨粒磨损，以及闸瓦中缺少抗粘着合金元素而引起的粘着磨损造成的。     

O′ZBEKISTON型机车单元制动器的技术难点及解决方案

文章分析了装用抱轮缘铸铁闸瓦的O′ZBEKISTON型机车用单元制动器的研制技术难点,通过理论分析提出了解决方案。型式试验及线路运行实践证明该单元制动器能够满足O′ZBEKISTON型机车的运用要求。     

日本铸铁闸瓦的技术动向

在铁道车辆的踏面制动方式中,铸铁闸瓦仍在广泛应用。本文介绍了日本铸铁闸瓦的开发经历与技术动向,阐述了在设计铸铁闸瓦补强板、减少铸铁闸瓦热裂纹方面取得的成果。