踏面清扫装置轻量化缸体设计及研制

踏面清扫装置具有优异的车轮踏面修形功能,已广泛运用在国内地铁线路。传统的踏面清扫装置缸体采用球铁材质,重量占整机的47%,缸体减重意义极大。为此,文章开展了缸体的轻量化材质设计,基于7系铝合金进行了材料的选型设计,并通过优化材料成分进一步提升了材料性能。然后,对锻造和热处理工艺进行了4种形式的工艺验证,结果表明,材料的抗拉强度和屈服强度相比球铁大幅提升。同时,为验证材质变化对整机性能的可能影响,对踏面清扫装置整机模态、振动疲劳强度进行了仿真验证,并结合踏面清扫装置型式试验要求,开展了振动传递测试、振动耐久、强度及低温等型式试验。结果表明,研制的轻量化缸体力学和试验性能满足要求,重量降幅高达60%,为轨道交通车辆踏面清扫装置的轻量化技术发展提供了全新的解决方案。

地铁车轮凹形磨耗对轮轨接触及动力学性能的影响

对某地铁线路的车轮磨耗进行测试,发现车轮存在严重的踏面凹形磨耗。利用多体动力学软件SIMPACK建立车辆系统动力学仿真模型,研究凹形磨耗车轮与CHN60钢轨匹配时的轮轨接触特性以及车辆动力学性能,采用基于安定图的表面疲劳指数评价轮轨滚动接触疲劳特性。计算结果表明,车轮凹形磨耗使轮轨接触点对由连续分布变得分散集中,增大了滚动圆半径差和等效锥度,会降低车辆的非线性临界速度,但提升了车辆的曲线通过性能以及横向平稳性,对垂向平稳性几乎没有影响。凹形磨耗的发展增大了轮轨接触压力,使得R≤2000m的曲线高轨侧车轮轮缘根部及钢轨轨距角处易产生滚动接触疲劳;R≤500 m的曲线低轨侧车轮假轮缘内侧与钢轨轨顶外侧有出现滚动接触疲劳的可能性。

上海17号线地铁车辆车轮多边形影响研究

地铁是居民出行的首选公共交通工具,其运行安全和舒适性至关重要。随地铁车辆运行里程的增加、线路工况的复杂,轮轨异常振动普遍存在于各大地铁线路,降低了车辆运营品质、乘客乘坐舒适度和轮轨相关部件使用寿命,严重时甚至造成相关部件疲劳断裂、脱落,影响列车安全运营。文章以上海地铁17号线为研究对象,选取试验车,开展镟后车轮和未镟修车轮的车轮多边形和全线路轴箱振动加速度测试,分析研究车轮多边形对轮轨异常振动的影响。试验结果表明,列车运行一定里程后车轮将出现显著的多边形磨耗现象,主要表现为8-12阶;车轮多边形形成后,车辆在匀速运行区间内将引起特定的振动频率,造成轮轨异常振动,大部分区间振动量级超过200 g。