基于Archard輪軌磨耗模型的輪緣表面噴鉬對輪緣磨耗影響的研究
發(fā)布時間:2021-08-09 20:03
輪軌磨耗是我國鐵路運輸?shù)暮诵膯栴}。隨著列車運行速度的提高,載重量和列車編組數(shù)量的增加,輪軌側(cè)壓力增大,輪緣磨耗嚴(yán)重,車輛維修效率及合理性要求提高,僅采用當(dāng)前的輪緣潤滑技術(shù)已不能滿足鐵路發(fā)展的需要。本文提出的輪緣表面噴鉬技術(shù)是對傳統(tǒng)輪軌潤滑方法的一種全新改進(jìn)。采用熱噴涂技術(shù)在輪緣表面制備鉬涂層,利用鉬涂層硬度高、耐磨損、耐腐蝕、高溫性能穩(wěn)定等諸多特點,能夠從根本上降低車輛通過曲線時的輪緣磨耗,同時提高車輛的脫軌安全性能。本文主要從以下幾個方面對輪緣表面噴鉬對輪緣磨耗的影響做出了研究:1、進(jìn)行了鉬涂層粉末的研制以及其噴涂方法的研究,獲得了結(jié)合強度較高的鉬涂層種類以及其噴涂方法。同時,還對不同種類的涂層進(jìn)行了機械性能測試,包括結(jié)合強的測試,摩擦磨損性能測試以及沖擊性能測試等,最終確定了綜合性能最為優(yōu)異的金屬鉬涂層,并證明了該種涂層在試驗條件下具有較小的摩擦系數(shù)和降低磨耗的作用,并為仿真研究提供該種涂層的材料性能參數(shù)。2、進(jìn)行了輪緣鋼軌接觸表面摩擦系數(shù)的近似計算,利用試驗所得的材料性能參數(shù)以及摩擦系數(shù)模型進(jìn)行了鉬對鋼以及鋼對鋼的摩擦系數(shù)計算,所得計算結(jié)果基本符合試驗研究所得結(jié)果,從而驗證了該鉬...
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鋼軌側(cè)面磨耗位置
西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁第1章緒論本文研究背景隨著鐵路運輸向高速重載的發(fā)展,輪軌相互作用增強的同時,輪軌間的磨損、車輛和軌道結(jié)構(gòu)損壞以及環(huán)境噪聲污染問題也愈加嚴(yán)重。一方面,由于輪軌磨耗嚴(yán)重,將導(dǎo)致輪軌接觸狀態(tài)不良,導(dǎo)致輪軌作用力較大,這加劇了車輛振動以及部件間相互作用,由此降低了車輛的動力學(xué)性能和運用可靠性,另一方面,由于不正確的輪對布置和輪緣磨耗,金屬將產(chǎn)生疲勞甚至是褶皺變形,這將使得缺陷維修量和輪軌更換量加大,顯著增大列車的燃料消耗。特別是在曲線區(qū)段上,輪緣與鋼軌的磨耗日益嚴(yán)重。圖1-1鋼軌側(cè)面磨耗位置目前,我國鐵路曲線總長約占線路總長的30%,不少是處在重載干線、運煤干線上。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計[1],重載線半徑600m及以下的曲線,鋼軌鋪設(shè)一年后側(cè)磨達(dá)15mm而需換軌,重載貨車車輪段修時的鏇修比率超過90%,車輪平均壽命較短。在曲線較多的線路上運行的列車,輪緣磨耗到限時間明顯比踏面磨耗到限時間短,成為限制輪對壽命的短板。圖1-2輪緣表面磨耗情況國內(nèi)相關(guān)機構(gòu)曾對輪緣磨耗情況做過一定的數(shù)據(jù)調(diào)研。齊齊哈爾軌道交通裝備有
西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第2頁限責(zé)任公司曾對神華線列車的車輪磨耗進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研[2],共檢測了164輛23t軸重專用敞車的車輪磨耗。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示車輛運行40萬公里左右時,輪緣厚度不超過30mm的車輪占車輪總數(shù)的7.47%,輪緣厚度不超過28mm的占1.676%,超過運用限度(23mm)的占0.076%。1.1.1輪緣鋼軌潤滑技術(shù)采用車載噴涂式輪軌潤滑系統(tǒng),由于有效涂油量不容易控制,會對線路造成不同程度的污染,更嚴(yán)重的是鋼軌磨損掉塊[3]。噴涂過程中受列車氣流、車輛振動等影響,導(dǎo)致噴涂位置不準(zhǔn),不可避免地造成踏面污染,管理難度增加,石墨潤滑劑容易被吸入牽引電機,影響其絕緣性能。為防止油脂進(jìn)入輪軌踏面,影響粘著性能,將噴嘴的安裝位置設(shè)置偏下,但這也使得車輪在輪角位置缺少足夠的潤滑。另外,成膜會受到來自鋼軌表面的水氣、油漬、灰塵以及金屬氧化物等的影響。圖1-3車載輪緣潤滑裝置采用車載涂覆式輪軌固體潤滑裝置,位置精準(zhǔn),減少了材料浪費和線路污染。其缺點如為車下設(shè)備停車補填潤滑棒的時間受到搭載客車停車時間的影響限制[4];潤滑棒由于抗沖擊性能差,容易在受到?jīng)_擊后變成碎塊,并且散落到鋼軌踏面上對線路和車輛造成污染。圖1-4車載鋼軌潤滑裝置
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國鐵路貨車重載技術(shù)的發(fā)展方向[J]. 朱小麗. 山東工業(yè)技術(shù). 2019(06)
[2]大秦線重載鐵路貨車輪軌、輪瓦運動形態(tài)及車輪磨耗規(guī)律研究[J]. 孔維剛,李立東,段仕會. 鐵道車輛. 2019(02)
[3]復(fù)雜運營條件下重載貨車車輪磨耗發(fā)展的數(shù)值預(yù)測[J]. 王璞,王樹國. 同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]基于修正的輪軌非Hertz接觸的重載鐵路曲線超高對鋼軌磨耗的影響分析[J]. 楊新文,姚一鳴,周順華,練松良. 機械工程學(xué)報. 2018(04)
[5]不同溫濕度對高速列車車輪磨耗的影響分析[J]. 肖乾,方姣,楊逸航,昌超. 機械工程學(xué)報. 2018(04)
[6]淺析輪緣潤滑裝置在軌道車輛上的應(yīng)用[J]. 梁微,李方正,陳偉婧. 中外企業(yè)家. 2018(02)
[7]地鐵車輛輪緣潤滑對車輪磨耗的影響[J]. 溫邦,陶功權(quán),溫澤峰,關(guān)慶華. 機車電傳動. 2017(06)
[8]輪緣潤滑裝置在軌道車輛上的應(yīng)用[J]. 高振國. 技術(shù)與市場. 2017(03)
[9]城市軌道交通輪緣潤滑技術(shù)應(yīng)用對比[J]. 楊峰. 鐵路技術(shù)創(chuàng)新. 2016(06)
[10]地鐵線路曲線段磨耗狀態(tài)下輪軌滾動接觸有限元分析[J]. 周素霞,薛蕊,張騫,鄭曉陽. 機械工程學(xué)報. 2016(12)
本文編號:3332715
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
鋼軌側(cè)面磨耗位置
西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁第1章緒論本文研究背景隨著鐵路運輸向高速重載的發(fā)展,輪軌相互作用增強的同時,輪軌間的磨損、車輛和軌道結(jié)構(gòu)損壞以及環(huán)境噪聲污染問題也愈加嚴(yán)重。一方面,由于輪軌磨耗嚴(yán)重,將導(dǎo)致輪軌接觸狀態(tài)不良,導(dǎo)致輪軌作用力較大,這加劇了車輛振動以及部件間相互作用,由此降低了車輛的動力學(xué)性能和運用可靠性,另一方面,由于不正確的輪對布置和輪緣磨耗,金屬將產(chǎn)生疲勞甚至是褶皺變形,這將使得缺陷維修量和輪軌更換量加大,顯著增大列車的燃料消耗。特別是在曲線區(qū)段上,輪緣與鋼軌的磨耗日益嚴(yán)重。圖1-1鋼軌側(cè)面磨耗位置目前,我國鐵路曲線總長約占線路總長的30%,不少是處在重載干線、運煤干線上。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)統(tǒng)計[1],重載線半徑600m及以下的曲線,鋼軌鋪設(shè)一年后側(cè)磨達(dá)15mm而需換軌,重載貨車車輪段修時的鏇修比率超過90%,車輪平均壽命較短。在曲線較多的線路上運行的列車,輪緣磨耗到限時間明顯比踏面磨耗到限時間短,成為限制輪對壽命的短板。圖1-2輪緣表面磨耗情況國內(nèi)相關(guān)機構(gòu)曾對輪緣磨耗情況做過一定的數(shù)據(jù)調(diào)研。齊齊哈爾軌道交通裝備有
西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第2頁限責(zé)任公司曾對神華線列車的車輪磨耗進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研[2],共檢測了164輛23t軸重專用敞車的車輪磨耗。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示車輛運行40萬公里左右時,輪緣厚度不超過30mm的車輪占車輪總數(shù)的7.47%,輪緣厚度不超過28mm的占1.676%,超過運用限度(23mm)的占0.076%。1.1.1輪緣鋼軌潤滑技術(shù)采用車載噴涂式輪軌潤滑系統(tǒng),由于有效涂油量不容易控制,會對線路造成不同程度的污染,更嚴(yán)重的是鋼軌磨損掉塊[3]。噴涂過程中受列車氣流、車輛振動等影響,導(dǎo)致噴涂位置不準(zhǔn),不可避免地造成踏面污染,管理難度增加,石墨潤滑劑容易被吸入牽引電機,影響其絕緣性能。為防止油脂進(jìn)入輪軌踏面,影響粘著性能,將噴嘴的安裝位置設(shè)置偏下,但這也使得車輪在輪角位置缺少足夠的潤滑。另外,成膜會受到來自鋼軌表面的水氣、油漬、灰塵以及金屬氧化物等的影響。圖1-3車載輪緣潤滑裝置采用車載涂覆式輪軌固體潤滑裝置,位置精準(zhǔn),減少了材料浪費和線路污染。其缺點如為車下設(shè)備停車補填潤滑棒的時間受到搭載客車停車時間的影響限制[4];潤滑棒由于抗沖擊性能差,容易在受到?jīng)_擊后變成碎塊,并且散落到鋼軌踏面上對線路和車輛造成污染。圖1-4車載鋼軌潤滑裝置
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國鐵路貨車重載技術(shù)的發(fā)展方向[J]. 朱小麗. 山東工業(yè)技術(shù). 2019(06)
[2]大秦線重載鐵路貨車輪軌、輪瓦運動形態(tài)及車輪磨耗規(guī)律研究[J]. 孔維剛,李立東,段仕會. 鐵道車輛. 2019(02)
[3]復(fù)雜運營條件下重載貨車車輪磨耗發(fā)展的數(shù)值預(yù)測[J]. 王璞,王樹國. 同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]基于修正的輪軌非Hertz接觸的重載鐵路曲線超高對鋼軌磨耗的影響分析[J]. 楊新文,姚一鳴,周順華,練松良. 機械工程學(xué)報. 2018(04)
[5]不同溫濕度對高速列車車輪磨耗的影響分析[J]. 肖乾,方姣,楊逸航,昌超. 機械工程學(xué)報. 2018(04)
[6]淺析輪緣潤滑裝置在軌道車輛上的應(yīng)用[J]. 梁微,李方正,陳偉婧. 中外企業(yè)家. 2018(02)
[7]地鐵車輛輪緣潤滑對車輪磨耗的影響[J]. 溫邦,陶功權(quán),溫澤峰,關(guān)慶華. 機車電傳動. 2017(06)
[8]輪緣潤滑裝置在軌道車輛上的應(yīng)用[J]. 高振國. 技術(shù)與市場. 2017(03)
[9]城市軌道交通輪緣潤滑技術(shù)應(yīng)用對比[J]. 楊峰. 鐵路技術(shù)創(chuàng)新. 2016(06)
[10]地鐵線路曲線段磨耗狀態(tài)下輪軌滾動接觸有限元分析[J]. 周素霞,薛蕊,張騫,鄭曉陽. 機械工程學(xué)報. 2016(12)
本文編號:3332715
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