轮轨系统的现状与展望

作     者：沈钢 毛鑫 毛文力 董强强 尹相琴 SHEN Gang;MAO Xin;MAO Wen-li;DONG Qiang-qiang;YIN Xiang-qin

作者机构：同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804 中国铁路上海局集团有限公司上海大型养路机械运用检修段上海200439 中国铁路上海局集团有限公司上海动车段上海201812 云南汇通成铁路设备有限公司云南昆明650220 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第1期

页      面：42-57页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：中国国家铁路集团有限公司重大项目(2017G003-A) “十二五”国家科技支撑计划项目(2015BAG19B02) 

主　　题：轨道交通 轮轨系统 轮轨维护 踏面/钢轨外形设计 旋轮 打磨 

摘      要：总结了现有传统钢轮钢轨式轮轨系统的工程问题、研究现状和工程处理方法;分析了钢轨波磨和车轮不圆的形成和发展机理,对困扰高铁的踏面凹磨问题提出了创新性治理设想;拟通过轮轨系统的廓形设计-磨损评价-磨损治理的系统化革新思路,获得既安全又经济的线路条件个性最优化方案;总结和展望了目前轮轨系统的打磨和镟轮,讨论了轮轨系统的检测方法;提出了避免过度检测的新思路,并预测了轮轨系统的未来发展前景。分析结果表明:钢轨波磨和车轮失圆的机理都出于轮轨系统的参激振动与切向轮轨磨损的耦合,在交变正压力和切向磨损同相位作用下,使凸起区域的磨损低于凹下区域的磨损;高铁的凹磨问题是轮轨在高速直线上和超大半径曲线上,轮轨处于非常微小的横向扰动,又在非常平顺的线路下发生镶嵌磨损,即轮轨接触部分廓形发生相互拷贝式磨损;低速城轨系统轮缘侧面磨损是由于在较小曲线半径上运行时,在较大的横向蠕滑作用下引起轮缘的导向作用而为,其踏面不易发生凹磨;钢轨和道岔的各种病害与轴重和冲击载荷有关,其疲劳破坏以局部应力过大下的低周疲劳为主;随着车辆速度和轴重的提高,轮轨系统仅在车辆侧和轨道侧进行优化已达到极限,只有相互联合优化才能深入发掘潜力,继续维持轮轨交通的应用价值。