基于Archard轮轨磨耗模型的轮缘表面喷钼对轮缘磨耗影响的研究
发布时间：2021-08-09 20:03
轮轨磨耗是我国铁路运输的核心问题。随着列车运行速度的提高,载重量和列车编组数量的增加,轮轨侧压力增大,轮缘磨耗严重,车辆维修效率及合理性要求提高,仅采用当前的轮缘润滑技术已不能满足铁路发展的需要。本文提出的轮缘表面喷钼技术是对传统轮轨润滑方法的一种全新改进。采用热喷涂技术在轮缘表面制备钼涂层,利用钼涂层硬度高、耐磨损、耐腐蚀、高温性能稳定等诸多特点,能够从根本上降低车辆通过曲线时的轮缘磨耗,同时提高车辆的脱轨安全性能。本文主要从以下几个方面对轮缘表面喷钼对轮缘磨耗的影响做出了研究:1、进行了钼涂层粉末的研制以及其喷涂方法的研究,获得了结合强度较高的钼涂层种类以及其喷涂方法。同时,还对不同种类的涂层进行了机械性能测试,包括结合强的测试,摩擦磨损性能测试以及冲击性能测试等,最终确定了综合性能最为优异的金属钼涂层,并证明了该种涂层在试验条件下具有较小的摩擦系数和降低磨耗的作用,并为仿真研究提供该种涂层的材料性能参数。2、进行了轮缘钢轨接触表面摩擦系数的近似计算,利用试验所得的材料性能参数以及摩擦系数模型进行了钼对钢以及钢对钢的摩擦系数计算,所得计算结果基本符合试验研究所得结果,从而验证了该钼...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢轨侧面磨耗位置
西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论本文研究背景随着铁路运输向高速重载的发展，轮轨相互作用增强的同时，轮轨间的磨损、车辆和轨道结构损坏以及环境噪声污染问题也愈加严重。一方面，由于轮轨磨耗严重，将导致轮轨接触状态不良，导致轮轨作用力较大，这加剧了车辆振动以及部件间相互作用，由此降低了车辆的动力学性能和运用可靠性，另一方面，由于不正确的轮对布置和轮缘磨耗，金属将产生疲劳甚至是褶皱变形，这将使得缺陷维修量和轮轨更换量加大，显著增大列车的燃料消耗。特别是在曲线区段上，轮缘与钢轨的磨耗日益严重。图1-1钢轨侧面磨耗位置目前，我国铁路曲线总长约占线路总长的30%，不少是处在重载干线、运煤干线上。据相关文献统计[1]，重载线半径600m及以下的曲线，钢轨铺设一年后侧磨达15mm而需换轨，重载货车车轮段修时的镟修比率超过90%，车轮平均寿命较短。在曲线较多的线路上运行的列车，轮缘磨耗到限时间明显比踏面磨耗到限时间短，成为限制轮对寿命的短板。图1-2轮缘表面磨耗情况国内相关机构曾对轮缘磨耗情况做过一定的数据调研。齐齐哈尔轨道交通装备有
西南交通大学硕士研究生学位论文第2页限责任公司曾对神华线列车的车轮磨耗进行现场调研[2]，共检测了164辆23t轴重专用敞车的车轮磨耗。统计数据显示车辆运行40万公里左右时，轮缘厚度不超过30mm的车轮占车轮总数的7.47%，轮缘厚度不超过28mm的占1.676%，超过运用限度（23mm）的占0.076%。1.1.1轮缘钢轨润滑技术采用车载喷涂式轮轨润滑系统，由于有效涂油量不容易控制，会对线路造成不同程度的污染，更严重的是钢轨磨损掉块[3]。喷涂过程中受列车气流、车辆振动等影响，导致喷涂位置不准，不可避免地造成踏面污染，管理难度增加，石墨润滑剂容易被吸入牵引电机，影响其绝缘性能。为防止油脂进入轮轨踏面，影响粘着性能，将喷嘴的安装位置设置偏下，但这也使得车轮在轮角位置缺少足够的润滑。另外，成膜会受到来自钢轨表面的水气、油渍、灰尘以及金属氧化物等的影响。图1-3车载轮缘润滑装置采用车载涂覆式轮轨固体润滑装置，位置精准，减少了材料浪费和线路污染。其缺点如为车下设备停车补填润滑棒的时间受到搭载客车停车时间的影响限制[4]；润滑棒由于抗冲击性能差，容易在受到冲击后变成碎块，并且散落到钢轨踏面上对线路和车辆造成污染。图1-4车载钢轨润滑装置
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国铁路货车重载技术的发展方向[J]. 朱小丽. 山东工业技术. 2019(06)
[2]大秦线重载铁路货车轮轨、轮瓦运动形态及车轮磨耗规律研究[J]. 孔维刚,李立东,段仕会. 铁道车辆. 2019(02)
[3]复杂运营条件下重载货车车轮磨耗发展的数值预测[J]. 王璞,王树国. 同济大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]基于修正的轮轨非Hertz接触的重载铁路曲线超高对钢轨磨耗的影响分析[J]. 杨新文,姚一鸣,周顺华,练松良. 机械工程学报. 2018(04)
[5]不同温湿度对高速列车车轮磨耗的影响分析[J]. 肖乾,方姣,杨逸航,昌超. 机械工程学报. 2018(04)
[6]浅析轮缘润滑装置在轨道车辆上的应用[J]. 梁微,李方正,陈伟婧. 中外企业家. 2018(02)
[7]地铁车辆轮缘润滑对车轮磨耗的影响[J]. 温邦,陶功权,温泽峰,关庆华. 机车电传动. 2017(06)
[8]轮缘润滑装置在轨道车辆上的应用[J]. 高振国. 技术与市场. 2017(03)
[9]城市轨道交通轮缘润滑技术应用对比[J]. 杨峰. 铁路技术创新. 2016(06)
[10]地铁线路曲线段磨耗状态下轮轨滚动接触有限元分析[J]. 周素霞,薛蕊,张骞,郑晓阳. 机械工程学报. 2016(12)
本文编号：3332715
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢轨侧面磨耗位置
西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论本文研究背景随着铁路运输向高速重载的发展，轮轨相互作用增强的同时，轮轨间的磨损、车辆和轨道结构损坏以及环境噪声污染问题也愈加严重。一方面，由于轮轨磨耗严重，将导致轮轨接触状态不良，导致轮轨作用力较大，这加剧了车辆振动以及部件间相互作用，由此降低了车辆的动力学性能和运用可靠性，另一方面，由于不正确的轮对布置和轮缘磨耗，金属将产生疲劳甚至是褶皱变形，这将使得缺陷维修量和轮轨更换量加大，显著增大列车的燃料消耗。特别是在曲线区段上，轮缘与钢轨的磨耗日益严重。图1-1钢轨侧面磨耗位置目前，我国铁路曲线总长约占线路总长的30%，不少是处在重载干线、运煤干线上。据相关文献统计[1]，重载线半径600m及以下的曲线，钢轨铺设一年后侧磨达15mm而需换轨，重载货车车轮段修时的镟修比率超过90%，车轮平均寿命较短。在曲线较多的线路上运行的列车，轮缘磨耗到限时间明显比踏面磨耗到限时间短，成为限制轮对寿命的短板。图1-2轮缘表面磨耗情况国内相关机构曾对轮缘磨耗情况做过一定的数据调研。齐齐哈尔轨道交通装备有
西南交通大学硕士研究生学位论文第2页限责任公司曾对神华线列车的车轮磨耗进行现场调研[2]，共检测了164辆23t轴重专用敞车的车轮磨耗。统计数据显示车辆运行40万公里左右时，轮缘厚度不超过30mm的车轮占车轮总数的7.47%，轮缘厚度不超过28mm的占1.676%，超过运用限度（23mm）的占0.076%。1.1.1轮缘钢轨润滑技术采用车载喷涂式轮轨润滑系统，由于有效涂油量不容易控制，会对线路造成不同程度的污染，更严重的是钢轨磨损掉块[3]。喷涂过程中受列车气流、车辆振动等影响，导致喷涂位置不准，不可避免地造成踏面污染，管理难度增加，石墨润滑剂容易被吸入牵引电机，影响其绝缘性能。为防止油脂进入轮轨踏面，影响粘着性能，将喷嘴的安装位置设置偏下，但这也使得车轮在轮角位置缺少足够的润滑。另外，成膜会受到来自钢轨表面的水气、油渍、灰尘以及金属氧化物等的影响。图1-3车载轮缘润滑装置采用车载涂覆式轮轨固体润滑装置，位置精准，减少了材料浪费和线路污染。其缺点如为车下设备停车补填润滑棒的时间受到搭载客车停车时间的影响限制[4]；润滑棒由于抗冲击性能差，容易在受到冲击后变成碎块，并且散落到钢轨踏面上对线路和车辆造成污染。图1-4车载钢轨润滑装置
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国铁路货车重载技术的发展方向[J]. 朱小丽. 山东工业技术. 2019(06)
[2]大秦线重载铁路货车轮轨、轮瓦运动形态及车轮磨耗规律研究[J]. 孔维刚,李立东,段仕会. 铁道车辆. 2019(02)
[3]复杂运营条件下重载货车车轮磨耗发展的数值预测[J]. 王璞,王树国. 同济大学学报(自然科学版). 2019(01)
[4]基于修正的轮轨非Hertz接触的重载铁路曲线超高对钢轨磨耗的影响分析[J]. 杨新文,姚一鸣,周顺华,练松良. 机械工程学报. 2018(04)
[5]不同温湿度对高速列车车轮磨耗的影响分析[J]. 肖乾,方姣,杨逸航,昌超. 机械工程学报. 2018(04)
[6]浅析轮缘润滑装置在轨道车辆上的应用[J]. 梁微,李方正,陈伟婧. 中外企业家. 2018(02)
[7]地铁车辆轮缘润滑对车轮磨耗的影响[J]. 温邦,陶功权,温泽峰,关庆华. 机车电传动. 2017(06)
[8]轮缘润滑装置在轨道车辆上的应用[J]. 高振国. 技术与市场. 2017(03)
[9]城市轨道交通轮缘润滑技术应用对比[J]. 杨峰. 铁路技术创新. 2016(06)
[10]地铁线路曲线段磨耗状态下轮轨滚动接触有限元分析[J]. 周素霞,薛蕊,张骞,郑晓阳. 机械工程学报. 2016(12)
本文编号：3332715
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