50年来我国铁路车辆闸瓦(闸片)的发展

介绍了我国铁路车辆闸瓦(闸片)50年来的发展,对不同材质的闸瓦(闸片)从试验到应用的情况做了综述。

考虑闸瓦制动的重载列车动力学建模与车辆曲线制动安全分析

为探究制动系统对重载列车动力学的影响,以我国万吨重载列车为研究对象,建立了考虑基础制动装置的一维-三维混合万吨重载列车动力学模型。该模型可以反映三维车辆运动姿态变化以及闸瓦-踏面摩擦等因素对列车制动性能的影响,并通过试验数据以及其他模型对比等方式验证了所提出模型的有效性。基于此,分析了紧急制动时曲线路段下万吨重载列车最危险位置处车辆的轮轨动态相互作用和运行安全性。结果表明:紧急制动时,考虑闸瓦-踏面摩擦的基础制动装置对车钩力变化趋势及最大值的位置影响较小。闸瓦制动模型的轴重转移现象更显著,符合实际制动过程中闸瓦-车轮摩擦特性。随着曲线半径的降低,脱轨系数和倾覆系数显著增加,相比于曲线半径1400 m,曲线半径600 m紧急制动时,脱轨系数和倾覆系数分别增加了340.35%和31.72%。

货运列车闸瓦RFID电子标签及其应用

基于UHF RFID技术,在RFID电子标签上增加列车闸瓦磨耗检测电路和温度传感器,实现RFID技术在列车闸瓦自动化识别、磨耗检测和管理上的应用,可以对闸瓦在生产、运输、库存、使用等过程中进行信息化管理,在货运列车高速运行时自动在线检测闸瓦的磨耗和温度,并分析车辆制动装置是否有异常或故障,对磨耗超限或异常磨耗的闸瓦及制动部位异常给出报警信息,以便及时排除制动系统故障和安全隐患,减少不必要的闸瓦更换和浪费,减少大量人力检修成本和管理成本,提升货运列车运营效率和安全。

全寿命周期内合成闸瓦的摩擦磨损性能研究

利用1:1制动动力试验台,按照紧急制动和常用制动的测试程序,对全新的和即将磨耗到限的高摩擦系数合成闸瓦进行全寿命周期内摩擦磨损性能测试。新闸瓦经过5个完整的常用制动和紧急制动测试循环后有以下表现:在每个循环内,相同制动压力下,摩擦系数随制动初速度的提高而降低;相同初速度下,常用制动的摩擦系数比紧急制动高,车轮踏面温升比紧急制动低;同样制动条件下,常用制动平均摩擦系数的变异系数在1.28%~5.17%范围内,车轮踏面温升的变异系数在4.85%~6.67%范围内;紧急制动平均摩擦系数的变异系数在2.36%~5.04%范围内,车轮踏面温升的变异系数在2.31%~5.51%范围内;每个测试循环的能量磨耗量没有显著变化,在0.24~0.26 cm3/MJ之间。即将磨耗到限的闸瓦,其摩擦系数及磨耗量数值在新闸瓦5组测试结果的波动范围之内。研究结果表明:在全寿命周期内,合成闸瓦摩擦磨损性能没有显著变化。研究结论为合成闸瓦的失效分析提供了依据。

闸瓦温升与摩擦因数对提升机安全制动的影响机理研究

针对闸瓦温升和闸瓦摩擦因数对制动安全影响较大的问题，进行了闸瓦摩撩试验，研究分析了闸瓦温升、滑速和比压3个因素对摩擦因数和制动安全的影响，提出了基于神经网络的闸瓦摩擦因数预测模型及生产过程中应注意的几个问题．研究结果表明，闸瓦温升对摩擦因数影响最大，因此，企业一定要注意选用摩擦因数具备较高热稳定性的闸瓦，并建议在使用前进行检验；在下放重物时采用低速运行，避免超载，并对制动器状态和温升进行监测．

铁路货车合成闸瓦性能指标优化

本文基于合成闸瓦行业标准,提出我国合成闸瓦性能指标优化建议,促进合成闸瓦配方改进和制造工艺提升,解决现场存在的换瓦频繁、可靠性不高等问题,满足铁路货车现场使用需求。通过调研铁路货车合成闸瓦现场使用情况,掌握合成闸瓦存在的耐磨性差、可靠性不高和摩擦系数离散等困扰现场使用的主要问题,分析合成闸瓦出现裂损掉块、金属镶嵌等问题的原因及解决措施,并与国外同类产品物理力学性能指标进行对比,提出基于《机车车辆闸瓦第1部分:合成闸瓦》(TB/T 3104.1—2020)优化合成闸瓦部分性能指标的优化建议。

不同制动初速度下铁路合成闸瓦磨屑的研究

磨屑可以提供摩擦磨损相关的信息,但目前有关铁路合成闸瓦磨屑组成的研究还不全面。在1∶1制动动力试验台上采用2种制动初速度进行了合成闸瓦制动试验,研究了2种制动初速度下合成闸瓦外观形貌、摩擦系数的变化,对比分析了磨屑的粒径、组成差异等。结果表明:与制动初速度35 km/h相比,125 km/h时合成闸瓦摩擦面形成了面积较大的第三体,导致摩擦系数减小;磨屑的粒径更细;磨屑中有机物含量减小,650℃下残重率从88.01%增加到93.08%;钙、硅、钡、硫、钾等无机元素含量增加;铁元素含量(质量分数)从59.61%减小到51.35%。分析认为,2种制动初速度下磨屑粒径和组成差异是由于较高制动初速度下产生的剪切力更大、摩擦表面温度更高导致的。

基于DNA算法的铁路机车闸瓦检测方法研究

针对目前国内铁路机车闸瓦安装复杂,周边部件多,难以准确定位闸瓦位置,实现其磨损状态自动检测的情况,提出了一种基于DNA计算的机车闸瓦图像检测新方法,首先构建了一套闸瓦图像的采集系统,当机车运行到特定位置时,系统能够自动采集闸瓦图像,将其保存至计算机硬盘。在此基础上,对采集到的闸瓦图像进行中值滤波及灰度增强,并研究了一种基于DNA计算的图像阈值分割算法。与传统的ostu阈值法相比,新算法能准确定位闸瓦,有效获取闸瓦区域的阈值,分割闸瓦信息。对分割后的闸瓦图像进行数学形态学处理,去除闸瓦周边的孤立点,并采用sobel边缘检测法提取到了较为理想的闸瓦边缘,为实现闸瓦的自动检测奠定了基础。

高摩合成闸瓦金属镶嵌机理研究

通过合成闸瓦与车轮摩擦磨损的原理分析和试验验证，提出了合成闸瓦金属镶嵌机理模式为：车轮因摩擦磨损产生的磨粒或碎片附着在闸瓦表面成为金属镶嵌的起始点，当制动过程中有“冷焊”条件时，车轮踏面金属向起始点转移，起始点不断长大，成为金属镶嵌物。

HGM-B高摩合成闸瓦生产中出现的缺陷及其对策研究

针对HGM-B型高摩合成闸瓦生产过程中容易出现的表明裂纹、梅花孔不饱满及摩擦体疏松、闸瓦与钢背粘结不牢固等缺陷,分析其形成原因,并从加工工艺和模具设计等方面提出相应的解决办法,经现场验证,效果良好。

铁路运输不容忽视的两个问题──闸瓦偏磨和闸瓦、闸瓦插销丢失

我国货车闸瓦偏磨和闸瓦、插销的失盗现象较普遍，对铁路运输有严重影响。通过计算和分析，就解决上述问题，提出了建议。

机车车辆等效(二次换算)闸瓦力的速度分级核定

等效(二次等效换算)法对于多种材质闸瓦(片)并用的列车制动力计算甚为适用,但是很多闸瓦的等效系数受到制动初速度的影响,所以按列车最高速度的3个级别,分别对应选择各种闸瓦(片)的等效系数以及确定相关的机车车辆每台(辆)的等效闸瓦力符合列车运用状况,更接近实际。这3个速度级别是对应(1)160 km/h快速客车(含快速客运机车、快速动车组及快速行邮车);(2)120 km/h普通客车(含普通客运机车、普通行邮车和行包车以及快运货运机车和快运货车);(3)100 km/h普通货车(含普通货运机车)。此外,还核定按湿轨黏着条件限制的机车车辆不同闸瓦(片)的比换算闸瓦力以供铁道机车车辆制动设计及运用参考。

新型合成闸瓦的研制及应用

介绍了新型合成闸瓦的试验条件及生产工艺过程 ;通过井下工业性试验 ,合成闸瓦比铸铁闸瓦使用寿命提高一倍。

高摩闸瓦和高磷闸瓦制动效果的比较

列车制动摩擦材料的制动效果不能光看摩擦系数的大小,制动效果的最终表现是制动距离的长短。高摩闸瓦(片)和高磷闸瓦的摩擦系数差别较大,而在速度90 km/h以下时,其制动距离却相差甚微。两者制动距离的差别主要表现在更高的速度段。

国内外高摩合成闸瓦的金属镶嵌问题综述

介绍了国内外对高摩合成闸瓦金属镶嵌问题的研究发展概况，并对形成金属镶嵌的原因及闸瓦的弹性模量问题提出自己的看法。

高摩合成闸瓦在大秦铁路使用中出现的问题及分析

根据高摩合成闸瓦在大秦铁路的使用情况,对容易出现的断瓦、掉渣、掉块、金属镶嵌等问题,从使用角度进行了分析,提出了新型高摩合成闸瓦应具备的性能。

我国无石棉合成闸瓦发展概况

我国早期研制的合成闸瓦大部分含石棉成分。石棉是一种污染环境、危害人体健康的有害物质,故世界上许多国家已禁止使用含石棉的合成闸瓦。本文着重介绍了我国无石棉合成闸瓦的发展状况,以及我国研制成功的三种不同用途的无石棉合成闸瓦的性能和使用情况。

低摩合成闸瓦生产过程中废料的回收利用

在分析低摩合成闸瓦生产过程中废料的性能、粉碎废料的工艺流程及技术要点的基础上,研究废料掺入比例对低摩合成闸瓦物化机械性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,在低摩合成闸瓦中掺入5%废料,可节约3.5%左右的原材料,而且能保证低摩合成闸瓦的各项性能符合铁标要求。

铁道车辆用高摩合成闸瓦工序周转台的设计与应用

为解决铁道车辆用高摩合成闸瓦生产工序间周转的技术问题,通过对现场生产状况及工艺流程的分析,设计出回转式工序周转台,避免了产品周转时的重复装卸,理顺了工序间的传递关系,为合理组织生产和提高生产效率提供了有力的技术保证。

推广合成闸瓦和高磷闸瓦以确保行车安全

兰州铁路局管辖线路坡道多,曲线半径小,列车运行条件差,制动机使用频繁,车辆中磷闸瓦消耗量大。如镜铁山支线运行的列车,往返一趟就得更换两次中磷闸瓦,地处芨岭、乌鞘岭山区的张掖、武威南。