贝氏体车轮钢性能分析

针对铁路车轮使用中存在的剥离问题,对新研制的贝氏体车轮钢进行检验.力学性能检测结果说明,与普通CL60车轮钢相比,新型贝氏体车轮钢的强度提高13%,塑性变形能力提高23%,冲击韧性提高2～3倍;通过金相组织观察、SEM断口分析、X射线衍射组织测定和TEM分析得出:新型贝氏体车轮钢为细而均匀的贝氏体 铁素体 少量粒状贝氏体组织,冲击断口具有典型的韧性断裂特征,钢中残余奥氏体含量为12%,显微组织主要由条状铁素体组成,未见碳化物析出相,为无碳化物贝氏体组织.分析结果表明:新型贝氏体车轮钢能显著提高车轮的抗剥离性能,具有更高的运用安全性.     

轻轨车辆车轮NVH特征分析与校正

为研究有效的降噪车轮方案,在柔性车轮和轮对的NVH特征分析基础上,提出阻尼环约束的降噪设想.通过柔性车轮NVH特征分析及相关的轮轨噪声预测与试验结果对比,可以认为由于轮轨接触摩擦约束作用,车轮不可能产生轮辐弯曲模态振动,因而也不会形成TWINS模型所预测的0.3 kHz噪声成分.在力锤以及轨道不平顺与粗糙度等效力谱激扰作用下,柔性车轮和轮对NVH特征对比表明:车轮噪声是由轮辋高阶模态振动引起的,而这些高阶模态振动的主要激扰源应当归结于轨道粗糙度;阻尼环约束对这些高阶模态振动稳定性具有非常理想的校正效果,因而可以作为构建未来降噪车轮技术的理论依据;轨道不平顺所形成的轨道力谱只能使车轮产生低频动力作用,并引起道床、桥梁和附近建筑物的低频机械振动.     

踏面清扫器研磨子消除车轮多边形现象的试验研究

利用1∶1高速轮轨关系试验台进行的踏面清扫器研磨子消除车轮多边形的有效性试验表明,踏面清扫器研磨子对车轮多边形的消除效果较为明显:经过175次制动研磨,车轮18阶多边形波深由0.04mm下降到0.02mm,车轮非椭圆化幅值由0.016mm下降到0.008mm,车轮圆周方向粗糙度由25dB下降到18dB。     

新材质重载货车车轮性能研究

针对目前我国重载铁路货车车轮运用情况不佳的现实,为提高车轮抗磨耗性能,同时兼顾车轮抗热损伤性能,研究车轮材质,分别确定辗钢重载货车车轮和铸钢重载货车车轮的材质成分设计方案,并试制出车轮样品.对试制的车轮样品分别进行磨耗性能研究、力学性能与微观组织分析、抗热损伤性能研究.结果表明:试制的辗钢车轮样品抗磨耗性能和强度分别比普通CL60辗钢车轮提高约4O%和25%,铸钢车轮样品抗磨耗性能和强度分别比普通ZL-B铸钢车轮提高约3O%和25%;2种车轮样品的显微组织均为细珠光体与少量沿晶界分布的铁素体;2种车轮的抗热损伤性能均可满足我国重载货车实际运用条件要求.     

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。     

组合材料车轮结构强度分析

开发了由铝合金轮芯和钢制轮辋的组合材料车轮结构,其结构质量比传统钢制车轮质量减小25%以上,能有效降低一系簧下质量。用ANSYS有限元软件建立组合材料车轮的有限元模型,基于UIC 510-5标准和DVS 1608标准对组合材料车轮的铝合金轮芯和钢制轮辋的静强度及疲劳强度进行分析。结果表明:与传统钢制车轮结构相比,由铝合金材料制造轮芯的组合材料车轮,具有较低径向刚度的优点,其在列车运行过程中轮芯主要承受压应力,充分发挥了铝合金材料抗压性能优于抗拉性能的优点,保证了铝合金轮芯具有钢制车轮的静强度和疲劳强度性能。     

车轮多边形磨耗机理的有限元研究

在车辆稳态通过小半径曲线和直线的条件下,建立由轮对一钢轨一轨枕弹簧组成的系统有限元弹性振动模型.在模型中,假设轮轨蠕滑力饱和且等于法向力与摩擦系数的乘积.钢轨和车轮在饱和蠕滑力作用下产生动力学耦合,当耦合关系比较强时,轮轨系统会出现弹性黏一滑振动.应用有限元软件ABAQUS分析该模型的运动稳定性,发现在一些条件下轮轨系统存在严重的频率不大于150Hz的黏一滑弹性振动.振动模态显示,在轮轨发生黏一滑振动时,车轮相对钢轨发生横向滑动,而轮轨系统的低频黏一滑振动是引起车轮多边形磨耗的原因之一.应用本文方法可预测在小半径曲线和直线线路运行的车轮的多边形磨耗.计算结果发现,当正确选择轨枕支撑弹簧刚度或当控制轮轨摩擦系数不大于0.27时,可抑制甚至消除车轮多边形磨耗.     

阻尼车轮减振降噪的试验研究

对国内标准客车车轮外侧表面进行约束型阻尼处理,试制出由基层(KKD型标准客车车轮)、阻尼层和约束层3部分组成的阻尼车轮样品。在实验室实测标准车轮、阻尼车轮的振动传递函数和噪声级,分析阻尼车轮的减振降噪效果。试验结果表明:阻尼车轮具有良好的减振降噪效果,在1 200~5 000 Hz频段内,阻尼车轮较标准车轮的振动传递函数幅值有较大幅度下降,沿车轮结构传递的振动减小;在径向和轴向激励条件下,总噪声级降低达10 dB以上。该阻尼车轮在制作上工艺简单,无须对结构进行改造,具有良好的应用前景。     

城市轨道交通车辆车轮踏面缺陷产生的机理和预防措施

分析了城市轨道交通车辆车轮踏面产生裂纹和剥离等缺陷的机理,提出了预防车轮踏面缺陷的措施.例如:利用高性能的防滑器防止车轮滑动;对磨损车轮及时进行旋磨或打磨处理;降低车轮机械制动摩擦范围,提高电制动的范围;开发新材料,提高车轮抗剥离能力等.     

制动模式对城市轨道车辆车轮异常磨耗的影响分析

介绍了城市轨道车辆车轮异常磨耗情况,对由制动模式引起的车轮异常磨耗原因进行了分析,其中包括电制动消失点速度,拖车、动车空气制动力分配比例对车轮异常磨耗的影响等,最后从制动模式角度对有效解决城市轨道车辆车轮异常磨耗的问题提出了若干建议。     

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.     

提高车轮压装作业中的压入力与质量的研究

随着新系列车辆陆续投入运营,承担维修任务的综合车辆中心的车轮装卸作业陡增。由车轴退轮、车轮维修、车轮压装(压入)等工序组成的车轮装卸作业迫切要求提高效率与质量。文章介绍了车轮压装作业中常发生的压装力不足,甚至返工的问题,经过调查分析,查找其真实原因,确认了轮毂孔表面粗糙度Ra≥1.9μm时,重新压装率会增加。为抑制压装力偏差,镗孔表面由车削加工改用珩磨处理可解决镗孔表面精加工问题。     

重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳研究

基于车辆动力学、非Hertz轮轨滚动接触理论和Archard磨损模型建立车轮磨耗预测模型.利用该模型和安定图对重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳性能进行定性分析.在数值计算中,主要考察轴重为25 t和30 t货车的车轮硬度对车轮磨耗和滚动接触疲劳性能的影响.研究表明,轮轨间高应力水平的出现频次、车轮磨耗和疲劳破坏的几率随着轴重的增加而增大;随着硬度的增加,车轮磨耗和疲劳破坏现象得到改善.结合国外重载铁路轮轨匹配经验,建议轴重为30 t车轮的硬度大于340 HB.     

马钢高质量车轮生产技术开发

简要分析了国内外铁路车轮生产技术现状及趋势,概述了马钢(股)公司在高质量车轮生产技术开发方面的进展及在高质量车轮产品开发上的一些实绩.通过综合比较分析认为,马钢完全有能力生产出以高速动车组用车轮、重载车轮为代表的高质量铁路车轮产品.     

集成制动盘功能弹性车轮的研制

基于100％低地板有轨电车转向架空间较小的特点,研制开发了一种集成制动盘功能的弹性车轮.弹性车轮的轮箍两侧表面替代制动盘与制动夹钳制动面配合,极大缩小了转向架轴向空间,减小了转向架重量.根据弹性车轮的运用工况和载荷条件,对车轮进行相关试验验证,结果表明弹性车轮各项性能满足技术要求.     

车轮轮箍破损综合分析

对多年来车轮轮箍质量问题进行了归纳,并进行综合分析,认为车轮轮箍质量问题产生的主导因素是车轮轮箍内部存在严重堆积的脆性氧化物夹杂,但车轮轮箍踏面浅层缺陷与机车车辆使用条件有关.减少车轮轮箍质量问题的关键不是优化车轮轮箍设计,而是提高钢质纯净度.     

地铁车轮降噪研究

利用轮轨噪声预测模型软件TWINS,以3种典型地铁车轮结构为例,分析车轮直径和制动方式对车轮噪声的影响,并利用各种阻尼措施和基于降低车轮噪声的车轮设计原则,对车轮结构进行优化和降噪研究.研究表明:减小车轮直径会增大车轮噪声声功率级约1.5～2.0 dB;轮盘制动的车轮比踏面闸瓦制动的车轮的噪声声功率级约小7.3 dB;采用三明治阻尼板和双阻尼环结构,可分别将SHL10车轮的噪声声功率级降低约7.8和4.6 dB;各种阻尼措施对NJL2车轮的降噪效果与SHL10车轮类似;采用单阻尼环(焊接接头)结构能将SHL10车轮的噪声声功率级降低约1.8 dB;双阻尼环结构对SHDB车轮的降噪效果明显;车轮结构优化后得到的SHL10O的车轮噪声声功率级比SHI10的车轮噪声声功率级降低2.3 dB,而NJI2O车轮的噪声声功率级比NJL2车轮的噪声声功率级降低1.6 dB.     

便携式轨道车辆车轮不圆度及直径测量装置

为了准确、快速地测量和记录车轮圆周方向的外形,以求得车轮不圆度和直径等参数,研制开发了一款便携式轨道车轮不圆度及直径测量装置.该装置由便携式测量机构和便携式计算机组成.测量机构将传感器所采集到的数据转换成脉冲计数,通过USB总线接口传输至便携式计算机.计算机软件对外形数据进行分析计算,并显示结果.绐出了测量原理、算法及误差分析方法.     

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。     

独立车轮直线电机转向架结构形式分析

针对直线电机转向架电机悬挂带来的问题,将独立车轮应用到直线电机转向架中,使独立车轮和直线电机功能实现互补,提出一种全新概念的独立车轮直线电机转向架.其特点是利用独立车轮轴桥悬挂直线电机的横向复原力作为独立车轮转向架的恢复力.独立车轮直线电机转向架适合在小曲线、大坡度的线路上运行.