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曲线钢轨轨顶摩擦管理策略研究

铁道建筑 2017年第11期57卷 102-106页

作者：丁军君李磊王军平李芾西南交通大学机械工程学院四川成都610031 中铁物轨道科技服务集团有限公司北京100036

基于C80型货车建立车辆-轨道耦合动力学模型,分析曲线钢轨轨顶对称摩擦管理和非对称摩擦管理条件下的车辆运行安全性、平稳性和轮轨磨耗,并采用归一化方法和加权算法对轨顶摩擦控制效果进行综合评价。结果表明:在对称摩擦管理的条件下,... 详细信息

基于C80型货车建立车辆-轨道耦合动力学模型,分析曲线钢轨轨顶对称摩擦管理和非对称摩擦管理条件下的车辆运行安全性、平稳性和轮轨磨耗,并采用归一化方法和加权算法对轨顶摩擦控制效果进行综合评价。结果表明:在对称摩擦管理的条件下,轨顶摩擦因数应控制在0.20~0.35之间;对于非对称摩擦管理,外轨摩擦因数不应小于0.30,内轨摩擦因数不应小于0.20,同时建议外轨摩擦因数应比内轨摩擦因数大0.10~0.15,以避免出现内外轨摩擦因数差异过大的情况。

关键词：重载铁路摩擦管理数值计算摩擦因数轮轨磨耗归一化

轮轨界面摩擦管理系统设计与摩擦管理应用初探

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轮轨界面摩擦管理系统设计与摩擦管理应用初探

作者：贺家豪西南交通大学

学位级别：硕士

轮轨作为轨道交通最核心的部件之一,合理科学的维修养护对保障运行安全和降低运营成本具有关键影响作用。轮轨界面摩擦管理作为轮轨系统运维的关键技术内容,通过设计轮轨界面摩擦管理系统,构建关键功能模块,可为轮轨界面摩擦管理目标选... 详细信息

轮轨作为轨道交通最核心的部件之一,合理科学的维修养护对保障运行安全和降低运营成本具有关键影响作用。轮轨界面摩擦管理作为轮轨系统运维的关键技术内容,通过设计轮轨界面摩擦管理系统,构建关键功能模块,可为轮轨界面摩擦管理目标选取与摩擦管理应用提供重要的支撑作用。本文首先对轮轨界面摩擦管理系统进行了需求分析与总体设计,构建了轮轨界面状态评价模块与车轮磨损预测模块。基于构建的模块进行了不同运行速度与曲线半径下轮轨界面摩擦管理目标选取分析,对干态、水态、油态下的车轮磨损规律进行了预测分析,提出了轮轨界面摩擦管理目标选取与应用方案的初步建议。论文研究的主要结论如下:（1）完成轮轨界面摩擦管理系统的业务需求分析、功能需求分析、数据需求分析;提出系统总体设计方案,包括系统设计目标、系统架构设计、系统功能设计、系统界面设计;构建了轮轨界面状态评价模块与车轮磨损预测模块。（2）在400m半径曲线下,当运行速度小于120km/h时,优化轨顶摩擦管理目标比轨侧更有效,当运行速度为40km/h时,建议轨侧摩擦管理目标大于0.10,以避免随轨顶摩擦系数增加导致轮对冲角过大,且轨顶摩擦管理目标不宜过高,以避免脱轨系数超出安全限值;当运行速度大于120km/h时,优化轨侧摩擦管理目标则更有效,当运行速度为140km/h时,建议轨顶摩擦管理目标取0.30,此时轮轨横向力相对较低,同时轮重减载率超出安全限值0.65,应降低车辆运行速度。（3）当曲线半径小于800m时,降低轨侧摩擦系数可降低轮轨磨损,降低轨顶摩擦系数可提升车辆行驶安全性,建议轨侧摩擦管理目标取0.10～0.20,轨顶摩擦管理目标取0.30～0.45。当曲线半径大于800m时,降低轨顶摩擦系数可降低轮轨磨损,建议对轨顶进行摩擦调节剂涂敷,同时为了避免横向加速度出现超出安全限值的情况,轨顶摩擦管理目标应大于0.30。（4）在多曲线路段,各转向架的第1轮对磨损情况最严重,应作为轮轨界面摩擦管理应用的重点对象。干态下,随着运行距离的增加磨损集中于轮缘处的现象愈加严重,建议对轨侧实施涂油或者涂脂润滑,将轨侧摩擦系数控制在0.05～0.20范围内,轨顶可保持干态或者进行摩擦调节剂的涂覆,同时2号车轮存在轮缘偏磨现象,可相对增加2号车轮的润滑频率与润滑量。干态下的车轮磨损,随运行距离增长呈先快后慢的趋势,对处于磨损初期的轮对应进行重点的摩擦管理。在水态、油态下,车轮磨损深度、磨损增长速度均较小,建议更加关注车辆行驶的安全性与平稳性。

关键词：轮轨界面摩擦管理运行速度曲线半径水、油介质轮轨磨损

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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轮轨摩擦管理技术及其应用研究

武汉理工大学学报（信息与管理工程版） 2017年第5期39卷 643-648页

作者：徐凤生上海铁路局工务处上海200071

针对国内外因轮轨磨耗及其引发的列车事故所造成的一系列巨大损失的问题,提出解决该问题的最优办法是保持轮缘-轨距面低摩擦系数(0.2或更低)及车轮踏面-轨顶面中等摩擦系数(0.3~0.4)。全面实施轮缘-轨距面以及车轮踏面-轨顶面摩擦管理技... 详细信息

针对国内外因轮轨磨耗及其引发的列车事故所造成的一系列巨大损失的问题,提出解决该问题的最优办法是保持轮缘-轨距面低摩擦系数(0.2或更低)及车轮踏面-轨顶面中等摩擦系数(0.3~0.4)。全面实施轮缘-轨距面以及车轮踏面-轨顶面摩擦管理技术,能够有效提高列车运行安全性、减缓轮轨磨损、降低轮轨噪音和减少机车能耗。同时对现有各种类型的摩擦管理技术做出了较系统的介绍,分析其实际使用过程中的优缺点,并提出了今后改进和提高的方向。

关键词：轮轨磨耗列车事故摩擦管理安全性

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通过轮轨界面摩擦管理降低机车能耗

中国铁路 2015年第2期 77-81页

作者：陆鑫凯尔文.欧德劳艾宾福斯特铁路科技公司

作为探讨轮轨相互作用系列文章中的最后一篇,介绍影响机车能耗的主要因素及轮轨界面摩擦管理降低机车能耗的基本原理,并结合国内外实际应用案例着重分析不同摩擦管理途径和不同线路条件下所取得的降低能耗的实际效果;最后简单介绍大半... 详细信息

作为探讨轮轨相互作用系列文章中的最后一篇,介绍影响机车能耗的主要因素及轮轨界面摩擦管理降低机车能耗的基本原理,并结合国内外实际应用案例着重分析不同摩擦管理途径和不同线路条件下所取得的降低能耗的实际效果;最后简单介绍大半径曲线和直线线路上实现能耗降低的最新研究成果。

关键词：轮轨关系摩擦管理轨顶摩擦控制机车能耗

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通过轮轨界面的摩擦管理降低轮轨磨损

中国铁路 2014年第10期 77-80页

作者：陆鑫凯尔文.欧德劳艾宾福斯特铁路科技公司

作为探讨轮轨相互作用系列文章的第3篇,介绍轮轨界面材料磨损的基本机理及接触压强、蠕滑率和摩擦系数等因素对轮轨磨损率的影响,着重分析采用摩擦管理技术降低轮轨磨损的基本原理,并结合国内外客运和货运铁路实际应用案例介绍摩擦管理... 详细信息

作为探讨轮轨相互作用系列文章的第3篇,介绍轮轨界面材料磨损的基本机理及接触压强、蠕滑率和摩擦系数等因素对轮轨磨损率的影响,着重分析采用摩擦管理技术降低轮轨磨损的基本原理,并结合国内外客运和货运铁路实际应用案例介绍摩擦管理降低轮轨磨耗的具体效果。

关键词：轮轨关系摩擦管理轮轨磨损轨顶摩擦控制轨侧润滑轮缘润滑

通过轮轨界面的摩擦管理控制滚动接触疲劳破坏

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中国铁路 2014年第12期 82-86页

作者：陆鑫凯尔文.欧德劳艾宾福斯特铁路科技公司

作为探讨轮轨相互作用系列文章中的第四篇,介绍轮轨界面材料滚动接触疲劳(RCF)萌生与扩展的基本机理及接触应力、蠕滑率和摩擦系数等因素对其的影响,着重分析采用摩擦管理技术控制轮轨滚动接触疲劳破坏的基本原理,并结合国内外铁路实际... 详细信息

作为探讨轮轨相互作用系列文章中的第四篇,介绍轮轨界面材料滚动接触疲劳(RCF)萌生与扩展的基本机理及接触应力、蠕滑率和摩擦系数等因素对其的影响,着重分析采用摩擦管理技术控制轮轨滚动接触疲劳破坏的基本原理,并结合国内外铁路实际应用案例介绍摩擦管理降低轮轨滚动接触疲劳萌生与扩展的具体效果。

关键词：轮轨关系摩擦管理轨顶摩擦控制摩擦调节剂滚动接触疲劳

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轮轨界面的优化管理

中国铁路 2014年第6期 102-105页

作者：凯尔文.欧德劳陆鑫艾宾福斯特铁路科技公司

作为探讨轮轨相互作用系列文章中的第一篇,概括性阐述了轮轨关系与车辆/轨道之间的相互影响,以及轮轨界面上摩擦管理的理论和实现的技术方法,并对专栏后续文章的议题进行简单介绍。

关键词：轮轨关系轨道与车辆耦合摩擦管理第三介质

六轴重载机车车轮磨耗演化预测及主要影响因素研究

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六轴重载机车车轮磨耗演化预测及主要影响因素研究

作者：郝凯石家庄铁道大学

学位级别：硕士

六轴重载机车是我国繁忙干线的主要牵引装备,随着重载列车运能的增加以及大功率机车长时间、长距离运行,轮轨磨耗问题愈发显著。特别在小半径曲线线路上,钢轨侧磨和车轮轮缘磨耗范围及磨耗速率增加明显,且机车轮轨界面要传递较大的牵引... 详细信息

六轴重载机车是我国繁忙干线的主要牵引装备,随着重载列车运能的增加以及大功率机车长时间、长距离运行,轮轨磨耗问题愈发显著。特别在小半径曲线线路上,钢轨侧磨和车轮轮缘磨耗范围及磨耗速率增加明显,且机车轮轨界面要传递较大的牵引力和制动力,服役环境更加复杂,由此导致其车轮磨耗要比货车的要严重,严重缩短了机车镟轮周期。开展车轮磨耗演化规律、预测方法及其动态影响因素研究,是保障车轮磨耗状态下机车/轨道系统长期安全运营的重要工作,也是当前重载铁路亟需开展的研究之一。鉴于此,本论文基于机车—轨道耦合动力学理论和实测车轮磨耗数据库,针对我国某干线铁路实际运营的HXD型六轴重载机车,开展了车轮磨耗演化规律及主要影响因素研究。论文首先基于六轴重载机车结构特点,建立了机车多体动力学仿真模型,模型中详细考虑了一系、二系悬挂非线性特性,以及轮对自由横动量等因素。进而,基于Kik-Piotrowski轮轨滚动接触理论和Archard磨耗模型对长时运行过程中车轮磨耗演化规律进行研究,结合实测数据,验证了模型正确性。其次,针对一个镟修周期内不同演化阶段的车轮型面,研究了轮轨接触关系的演变规律。采用动力学指标、轮轨磨耗指标及表面疲劳损伤指标,将10万km车轮型面作为考核型面,分析了曲线、直线线路下不同指标的变化规律。在此基础上,围绕线路曲线半径和曲线占比权重比两个关键的线路因素,分析了曲线半径及曲线占比权重变化对车轮轮缘、踏面磨耗量的影响规律。并深入研究了上述磨耗车轮的轮轨接触区域、等效锥度及动态接触行为,以车轮减磨为核心,提炼出重载铁路线路参数设计中最佳设置范围,即曲线半径800m与曲线占比权重10%～15%时,车轮磨耗速率最低,且轮轨匹配关系最佳。然后考虑机车的牵引、制动性能,通过施加不同牵引力及制动力,研究了不同磨耗里程车轮型面在曲线、直线线路上轮轨接触参数的变化规律,寻找出不同线路与车轮磨耗最密切的接触参数。进一步对不同牵引/制动状态下的车轮磨耗变化规律进行预测,探究牵引/制动对车轮磨耗演化规律的影响。在机车提速时施加牵引力80k N左右,或降速时采用制动力200k N左右时,车轮磨耗量最小。最后,从轮轨界面摩擦管理的角度,分析了不同轨顶、轨侧摩擦系数匹配方案对车轮磨耗的影响规律,并设置了干、湿摩擦的变摩擦系数工况,研究定摩擦系数、干—湿轨面的变摩擦系数条件下车轮磨耗规律的演变过程,提出合理的轮轨摩擦系数管理建议,如在轨顶摩擦系数0.25和轨侧摩擦系数0.05时,会降低二位轮对轮缘磨耗,当轨顶摩擦系数0.40和轨侧摩擦系数0.05时,会降低一位轮对轮缘磨耗。

关键词：重载机车车轮磨耗轮轨接触线路参数牵引制动摩擦管理