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。

高摩擦系数合成闸瓦的研制

在充分剖析目前国內外高摩擦系数合成闸瓦性能的基础上,以酚醛树脂、丁腈橡胶粉、石墨、钾长石粉、铝矾土、硫酸钡等为主要原材料,采用干法工艺,围绕降低成本、简化工艺、提高并稳定产品性能等方面开展研究。结果表明,所研制的高摩擦系数合成闸瓦的物理力学性能和摩擦性能达到部颁标准要求,产品综合性能优异。

我国高摩擦系数合成闸瓦的性能研究

在现场调研和抽样基础上,利用热重分析仪、万能材料试验机、1∶3制动动力试验台等检测仪器及设备,对国内高摩擦系数合成闸瓦的热稳定性、常规物理力学性能、摩擦磨损性能等进行了综合测试。研究结果表明,我国各个厂家生产的合成闸瓦的热稳定性、物理力学性能、摩擦磨损性能差别比较大。高摩擦系数合成闸瓦的冲击强度在2.27～14.23 kJ/m2,压缩弹性模量在0.3～1.5 GPa,摩擦系数范围在传统高摩擦系数合成闸瓦和新型高摩擦系数合成闸瓦之间,磨耗量在0.30～4.22 g。我国合成闸瓦的冲击强度、降低压缩模量和使用寿命有待提高。

新型高摩擦系数合成闸瓦配方及工艺的研究

研究了配方及工艺对新型高摩擦系数合成闸瓦性能的影响。研究结果表明,当配方中的粘合剂含量为10%～16%,树脂与橡胶比例为1∶1～2∶1、纤维含量为20%～30%、填料中石墨和钾长石比例为45∶55～55∶45、压制压力为(3±2)MPa、压制温度为(160±10)℃时,可以制备出性能优异的新型高摩擦系数合成闸瓦。装车运用结果表明,新型高摩擦系数合成闸瓦可满足制动使用要求,解决了制动中出现的车轮掉渣、掉块和金属镶嵌等问题。在大秦铁路上已广泛运用。

恶劣工况下货车高摩合成闸瓦磨损分析

采用热_结构顺序耦合法对货车用高摩合成闸瓦在不同工况下的紧急制动和长大坡道调速制动进行仿真分析,并结合相关标准判定闸瓦是否满足制动要求;对相同工况下不同磨耗程度的闸瓦温度场进行曲线拟合,计算闸瓦在不同工况下的磨耗量.结果表明,仿真较真实地反映了整个制动过程中闸瓦的瞬态温度和应力变化情况、拟合曲线和原曲线具有较高的重合度、工况越恶劣闸瓦每万公里的磨耗量就越大,最大值达到21 mm/万km.

高摩擦系数合成闸瓦金属镶嵌物的宏、微观特征研究

影响高摩擦系数合成闸瓦推广使用的一个最主要的因素就是金属镶嵌问题 ,尤其是随着列车运行速度的不断提高 ,这一问题更加显得突出。利用从现场获得的大量材料 ,本文对高摩擦系数合成闸瓦中广泛存在的金属镶嵌物进行了较深入的宏、微观研究。在此基础上提出了金属镶嵌物的形成模型———“三步聚集”模型 ,第一步为钢磨屑聚集成为金属镶嵌点状物 ,第二步为金属镶嵌点状物聚集成为金属镶嵌条状物 ,第三步为金属镶嵌条状物聚集成为金属镶嵌块状物 ;并将金属镶嵌物分为三类。据此 。

通用货车提速采用高摩擦系数合成闸瓦研究

目前全国通用货车数量约有 5 4万辆以上 ,这些车辆一直使用铸铁闸瓦 ,已远远不能适应货车提速、重载的发展。在通用货车上改造制动系统推广高摩擦系数合成闸瓦 ,必须以最少的改造费 ,才能使高摩擦系数合成闸瓦得以顺利推广。该课题组经过长期大量研究 ,采用变比阀技术 (即在制动缸管中加入一套变更空气压力的比例阀 ) ,成功地解决了这一难题 ,并将这一技术和KZW 4G空重车自动调整装置结合在一起。由于高摩擦系数合成闸瓦的特性 ,可以使货车运行速度提高到 90km·h-1～ 10 0km·h-1时 ,制动距离为 80 0m或 110 0m ;重车制动缸压力为 2 6 0kPa或 36 0kPa时 ,空车制动缸压力仍是相同的 115kPa ,从而降低车辆日常维护费用及劳动强度。如果在通用货车上全部使用高摩擦系数合成闸瓦 ,仅仅闸瓦消耗一项 ,可节约费用约 3亿元人民币 ,而利用这些费用则可实现通用货车制动系统的改造 。

重载货车高摩擦因数制动闸瓦热负荷研究

采用热-结构顺序耦合对货车高摩擦因数合成制动闸瓦在紧急制动工况和长大坡道调速制动工况下进行热应力仿真分析。结果表明:在紧急制动工况下,闸瓦的最高温度出现在制动28s后,为206.2℃,最大应力出现在制动32 s后,为15.4 MPa;长大坡道调速制动时,最高温度和最大应力都出现在制动结束时,分别达到594.8℃、55.6MPa。仿真结果与实验结果一致,较为真实地反映了整个过程中闸瓦的瞬态温度和应力变化情况,且闸瓦一次制动满足要求。

无石棉高摩擦系数合成闸片的研究

介绍了用于准高速列车的新型无石棉高摩擦系数合成闸片的研究及成果。论述了无石棉高摩擦系数合成闸片的研究技术关键。研究中进行了高强度高分子聚合物、混杂纤维及特种填料的选择以及工艺试验等。同时对研究样品进行了 1∶3和 1∶1制动动力试验台的制动摩擦性能试验。研制出由多组份粘合剂、混杂纤维及特殊填料制成的无石棉高摩擦系数合成闸片。其质量符合铁道部辆技 (1997) 88号文 :关于《盘形制动装置技术条件 (试行 )》的要求。

基于模糊软集的高摩擦因数合成闸瓦性能评价

提出一种模糊软集的机车制动器高摩擦因数合成闸瓦性能评价方法。首先将评价指标集划分为若干个子集,然后将子集的元素进行组合,使评价参数扩大,最后利用软集运算规则对评价信息进行融合,得到闸瓦的综合性能评价结果。该方法能有效提高决策的分辨率,使评价结果更加准确、可靠。通过对目前我国机车使用较多的4种高摩擦因数合成闸瓦的性能评价,证实了方法的可行性。

SM-1型高摩擦系数合成闸瓦的研究

对SM-1型高摩擦系数合成闸瓦进行了研究,给出了它的物理机械性能和制动摩擦性能,并对研究结果进行了分析;该闸瓦经装车试运行检验,其运行效果很好,已完全满足了铁路货车的提速要求。

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。

高摩合成闸瓦的龟裂和金属镶嵌物产生机理的研究

通过对摩擦材料的填料组份、材料机械损失正切损耗角tanδ及基体材料高温残留物进行分析,研究高摩合成闸瓦的龟裂和金属镶嵌物的产生机理,得出提高闸瓦材料的机械损失正切损耗角tan可以有效防止闸瓦龟裂的产生,提高树脂的分解残留物比例可减少金属镶嵌物的产生。

长大坡道货物列车下坡限速检算分析

合理的下坡限速可以保证列车在长大下坡道上安全运行，并能充分发挥铁路的运输能力。文章分析了现行TG／01—2014（铁路技术管理规程》中制动摩擦材料及闸瓦压力的变化情况，综合考虑列车常用制动限速和紧急制动限速的影响，采用合力分析法和分段累加法，计算得出列车在21‰～33‰坡度下的下坡限速。研究发现当列车常用制动系数取为0．6时：（1）21‰-29‰坡道下的下坡限速由紧急制动限速决定，下坡限速值随坡度值的增加而递减，坡度每增加1‰，限速值减少1km／h；（2）30‰～33‰坡度下的下坡限速由列车常用制动限速决定，下坡限速值随坡度值的增加而急剧递减，坡度每增加1％o，限速减少10km／h。研究结论对长大坡道线路设计具有一定的借鉴意义。

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。

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。

高摩擦系数合成闸瓦热负荷研究

采用热-结构顺序耦合对货车高摩擦系数合成闸瓦在紧急制动工况和长大坡道调速制动工况下进行热应力仿真分析,并从材料的微观角度分析闸瓦摩擦表面的摩擦情况。结果表明:紧急制动时闸瓦的瞬态最高温度和最大应力满足要求;而调速制动时,最高温度和最大应力分别达到651.1℃、62.4 MPa,应力超出闸瓦的极限值。仿真结果较为真实地反映了整个制动过程中闸瓦的瞬态温度和应力变化情况,且闸瓦一次制动满足要求。

热处理温度对高摩合成闸瓦性能的影响

利用闸瓦1:3制动试验台研究了两种基体高摩合成闸瓦在不同热处理温度下的摩擦特性,结果表明橡胶基闸瓦摩擦系数高、制动力大,性能稳定,磨耗量仅为树脂基闸瓦的20%左右;热处理温度在180℃时高摩闸瓦综合性能最佳,摩擦系数比传统工艺高5%以上。

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。

铁道车辆高摩合成闸瓦磨耗限打标机的设计与应用

针对铁道车辆高摩合成闸瓦磨耗限打标记的工艺技术问题,设计了专用磨耗限打标机,提高了工作效率,降低了生产制造成本,方便了现场工人的操作,为满足产品的安全使用性能要求,提供了必要的技术保证。