高碳铬铁渣微表处混合料路用性能研究

针对道路养护工程优质石料资源匮乏,高碳铬铁渣大多采用堆存处理且利用率低等问题,将高碳铬铁渣分别以0%、20%、30%、40%、50%、60%的掺量替换常规微表处混合料,通过湿轮磨耗试验、车辙试验、黏聚力试验和构造深度试验研究不同高碳铬铁渣掺量下的微表处混合料的路用性能。试验结果表明:高碳铬铁渣掺量为20%时,混合料的耐磨耗性能和水稳定性与常规微表处混合料相近,抗车辙性能略有下降,早期强度和抗滑性能均优于常规微表处混合料。

地铁车辆车轮偏磨现象及其原因分析

车轮偏磨现象严重影响地铁运营的安全和舒适性。为掌握国内某地铁线路车辆车轮偏磨特性及其产生的主要原因,通过大量现场测试数据详细分析了车轮和钢轨的磨耗分布特性,发现该地铁列车车轮普遍存在偏磨现象,主要表现为右侧车轮轮缘磨耗明显大于左侧车轮。这种偏磨现象从镟后2万公里到下一次镟修一直存在,且随着镟后运营里程的增加轮缘偏磨现象越发严重。当镟后运营里程达到20万公里时,轮缘偏磨达到2.57 mm。线路曲线段尤其是小半径曲线多,其中半径小于400m的曲线占总里程的14.4%,且左右曲线分布不均匀,左曲线长度是右曲线的近2倍,以及车辆长期不掉头运营等是导致车轮出现轮缘偏磨的主要原因。最后基于车轮偏磨原因提出一种减缓车轮偏磨的车轮镟修改进方案。改进镟修方案的轮缘磨耗速率仅为0.10mm/万公里,较传统镟修方案轮缘磨耗速率的0.18mm/万公里降低了45%。

环氧砂浆的三种非过流面耐磨性测试方法适用性分析

阐述了现有的非过流面耐磨性测试方法对环氧砂浆不适用的原因。通过调整三种测试方法的参数,绘制相应的磨损量-磨损时间(转数)曲线图,结合机械磨损理论的磨损过程图,分析三种非过流面耐磨性测试方法对环氧砂浆的适用性。最后,对三种非过流面耐磨性测试方法做出调整并进行适用性评价。

固废微表处混合料性能研究

为探究高碳铬铁渣固废在微表处混合料中的适用性,将高碳铬铁渣分别以0%和30%的掺量替换常规微表处集料,通过湿轮磨耗试验、改进高温车辙试验和改进低温小梁弯曲试验对比分析高碳铬铁渣掺入后对微表处混合料的耐磨耗性能、水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性影响。试验结果表明:与高碳铬铁渣掺量为0%相比,高碳铬铁渣掺入30%后微表处混合料的耐磨耗性能和水稳定性降低,高温稳定性和低温抗裂性增强,说明高碳铬铁渣在微表处应用方面具有一定的适用性。

混凝土地面用水泥基耐磨材料钢轮测试法研究

对混凝土地面用水泥基耐磨材料的耐磨性能钢轮测试法进行研究,试验确定了耐磨材料合适的跳桌流动度为(135±5)mm;拌合物制备和成型过程中,耐磨材料试件表面需平整、压实、光洁;明确了试件安装、固定和磨痕除尘等试验条件。将钢轮法与滚珠轴承法的测试结果进行对比发现,二者对同种耐磨材料的耐磨性能评价基本一致,证明钢轮法试验可以用于混凝土地面用水泥基耐磨材料的耐磨性能测试和评价。

模拟曲线滚滑接触的轮轨材料磨损试验研究

基于实测曲线轮轨廓形计算得到轮轨接触应力和滑差率数据,采用双盘式摩擦磨损试验机,开展了U71Mn钢轨和ER8车轮材料模拟曲线滚滑接触状态下的滚动摩擦磨损试验,对轮轨试样的磨损量、摩擦系数变化、加工硬化、表面形貌等进行了对比分析。结果表明:滑差率对轮轨试样磨损速率的影响要显著大于接触应力;轮轨试样间的摩擦系数随着接触应力的增加而降低,随着滑差率的增加而增加,但都逐渐收敛于0.7~0.8区间;钢轨试样形成的加工硬化层既硬且薄,相比车轮试样表现出更高的耐磨性。滑差率对轮轨间磨损模式由氧化磨损—黏着磨损—疲劳磨损发展过程的影响更为直接;接触应力相同时,车轮试样的表面裂纹密度在滑差率4%时达到峰值。建议轮轨磨损标准试验方法的滑差率取4%~6%,接触应力取600~800 MPa。

沥青路面微表处治的原理及应用

随着社会和经济的发展,对于行车舒适提出了更高的要求。对于车流量较大或养护经费较小的路段,如果出现较为轻微的病害,则可采用微表处治的方法对其进行修补。微表处治具有诸多优点,如造价低,施工速度快等,因而被广泛应用于各等级公路养护施工中。

电梯曳引轮的轮槽磨损原因及其检验

本文主要针对电梯曳引轮的轮槽磨损原因及其检验进行深入的研究,先阐述了电梯曳引轮槽磨损的原因,如正常工作的原因、材料的质量达到不合格的标准、钢丝绳受力不均匀、使用维护的原因等,然后又提出了几点切实可行的维护方法,主要包括目视法、直尺+塞尺法、专用深度尺检验法,进而使其能更好地检验电梯曳引轮槽。

高性能微表处的室内试验研究

微表处是一种常见的预防性养护技术,然而在高温多雨的广东地区,微表处罩面存在耐磨耗性能差,使用寿命短等缺点,严重阻碍了该技术在广东高速公路的推广应用.为此,开发了新型微表处技术———高性能微表处,该技术的核心是通过掺入适当比例的水性环氧树脂和水性环氧固化剂,使其在室温环境下发生化学交联反应,形成高粘结性能的空间网状结构.室内湿轮磨耗试验结果表明,相对于常规微表处,高性能微表处的耐磨耗性能和抗水损坏性能提高了约60%.长期路用性能结果表明,高性能微表处的抗滑性能和抗剥落性能均明显优于常规微表处.

基于滑差率分析的轮轨材料摩擦磨损特性研究

随着列车速度的提高和轴重的加大,轮轨的失效往往影响了铁路的正常运行,甚至存在着安全隐患。目前对于影响轮轨磨损性能的研究仅限于轮轨材料、接触应力、轴重、车速等因数,尚未对滑差率的影响进行研究。提出基于滑差率分析的重载轮轨间的磨损行为故障研究,利用GPM-30型滚动接触摩擦磨损试验机,采用双轮对接接触方式,建立轮轨间隙曲线与轮对横移量之间的面积模型,通过改变滑差率来研究其轮轨摩擦磨损性能的变化规律。对磨损后试样表面的扫描电镜观察,分别阐述了不同滑差率下车轮试样表面以及钢轨试样表面的磨损形貌特性,试验验证了不同滑差率对轮轨磨损性能的影响因素。

高速动车组构架横向失稳问题仿真分析与试验验证

针对某高速铁路上运行的动车组列车出现构架失稳报警问题,对失稳动车组轮对踏面以及失稳区间钢轨磨耗特性进行测量,发现失稳情况动车组踏面出现严重的凹形磨耗,而失稳区间钢轨以轨距角磨耗为主。对现场实测轮轨接触特性进行计算分析,根据动车参数建立车辆动力学仿真模型,分析轮轨磨耗对车辆稳定性的影响。另一方面选择装备典型凹磨踏面,在不同钢轨磨耗情况下对转向架构架振动情况进行现场试验。仿真与试验结果表明:不合理的轮轨匹配关系是造成构架横向报警的主要原因,随着踏面凹磨加剧,轮轨匹配等效锥度的增大导致车辆稳定性降低,构架发生失稳触发构架横向报警,而轨距角磨耗钢轨进一步加剧了构架失稳情况。

新型涂层钢蜗杆副传动机理研究与传动性能评价

为解决青铜蜗轮耐磨性差、疲劳强度低等问题,将新型涂层技术应用到钢蜗轮传动中。开展蜗杆传动弹性啮合分析、蜗轮齿面磨损分析和轮齿稳态温度场仿真分析,建立材料特性与蜗杆副应力场、磨损特性及温度场之间的关系,提出评价蜗杆副材料啮合性能、耐磨性及抗胶合能力的方法。在20Cr钢表面制备了超微细磷酸锰转化涂层和硫化亚铁固体润滑涂层,在摩擦磨损试验机上对涂层标准试件的摩擦学性能进行了评价,在传动试验台上对两种涂层钢蜗杆副进行传动性能综合试验。结果表明:两种涂层均具有优良的减摩耐磨性能,涂层钢蜗杆副较之未涂层钢蜗杆副缩短了跑合时间,具有更高的传动效率和更优良的抗胶合能力。上述研究为实现蜗杆传动以钢蜗轮替代青铜蜗轮的目标打下了基础,具有一定的理论意义和工程实用价值。

牵引式山地果园运输机驱动绳轮摩擦磨损

为探究牵引式山地果园运输机驱动绳轮系统的摩擦磨损机理,该研究首先利用Adams软件建立绳轮系统模型,在各因素水平允许范围内进行单因素试验,再进行台架试验分析不同因素对绳轮接触处摩擦磨损的影响。仿真模型计算结果表明,从连接负载端开始,各完整缠绕圈所在槽道受到的摩擦力沿钢丝绳方向呈现逐渐减小趋势,与多槽轮的磨损形貌分析结果一致,且槽道上容易发生的失效形式为塑性变形和微动磨损。单因素试验结果显示,圈数从2/3增加到4/5,受力最大处摩擦力减小48.66%,各槽道受力标准差由102.97 N减小到46.53 N,受力更加均衡;多槽轮中心距越小或轮径越大,各完整缠绕圈的槽道受力越均衡;同一多槽轮上的槽距和槽壁角度对摩擦的影响很小。台架正交试验的多槽轮磨损率分析结果表明,较大的中心距,较小的预紧力,较多的圈数可以缓解磨损。研究结果可为后续对驱动绳轮系统的优化提供参考。

钢球检测用展开轮表面微结构增摩降磨特性分析

针对钢球缺陷检测过程中,镜面钢球打滑引起的滑动摩擦导致展开轮磨损这一问题,以实现展开轮增摩降磨为目标,提出将微结构应用于钢球展开轮表面的方法.首先,应用激光微造型技术在T10A试件表面加工不同特征参数凹坑微结构,采用单因素法在MMW-1立式万能磨擦试验机上进行点接触干滑动摩擦试验;在综合考虑局部激光硬化和几何参数对磨损性能影响的基础上,结合试验数据建立基于Archard理论的微结构磨损模型;最后通过仿真技术及磨损试验验证磨损模型的正确性,进而对微结构特征参数进行优选.结果表明:在点接触干滑动摩擦工况下,提出的三种微结构表面均可以实现增摩降磨;建立的磨损模型能准确地计算磨损系数用以分析实际工况的磨损特性;优选了凹坑面积在S_2~S_4范围内的菱形微结构.提出的方法为钢球表面缺陷检测设备提供了技术支持,所建的磨损模型为干摩擦状态下凹坑微结构表面磨损程度的预测提供了理论参考.

轮轨环块磨损试验研究

在ＭＨＫ－５００块试验机上进行了轮轨环块磨损试验研究，结果表明，轮轨材料的硬度对轮轨滑块磨损影响很大，轨块硬度提高，轮环的滑动磨损量大大增加．对于淬硬轨，轮环梗度提高，其滑动磨损量明显减小，而轨块滑动磨损量变化不大，当轮环硬度达到ＨＲＣ３６～３８时，双方磨损量都很小；对于非淬硬轨，随着轮环硬度的提高轮环磨损量减小，轨块磨损量也减小，而当轮环硬度超过轨块硬度时，轮环几乎不磨损，而轨块磨损量却较大，当试件表面被污染时，轮轨滑块磨损量大大减小。

表面微结构参数对轴承钢球展开轮磨损量的影响

为研究轴承钢球展开轮表面微结构主要参数(面积、形状、深度)对干摩擦条件下展开轮磨损量的影响,采用正交试验法对不同参数的微结构表面进行试验,应用仿真软件进行应力分析,得到不同几何参数微结构的微观应力分布状态,结合试验与应力分析的结果对Archard磨损模型进行修正。结果表明:减磨效果最好的是菱形微结构,单坑面积为3.14×10^(-2) mm^(2),深度为150μm。发现不同几何参数微结构的高应力区分布位置,推导出包含微结构主要参数变量的磨损量计算模型,可为微结构展开轮的设计及寿命预测提供理论依据。

我国迫导向货车转向架的研制

本文介绍了我国第一辆迫导向货车转向架的研制情况和理论研究结果。从试运情况及线路动力学试验结果来看,采用迫导向机构确实能够有效地改善货车动力性能,降低轮缘磨耗。因此,建议在客车和机车上也逐渐推广。

生产现场数据分析与刀具耐用度模型的建立

选择适当的刀具材料和合理的加工条件，是双轴数控立式车床实现火车车轮经济高效加工的关键之一，首要问题是建立加工条件下的刀具耐用度模型。本文根据车轮生产现场实际情况，首先提出一种多次端面快速刀具耐用度试验方法，通过适当安排试验因子和利用最小二乘法原理，推导出一系列数据处理公式；然后利用生产现场采集与处理数据，建立了多种涂层硬质合金加工火车车轮的刀具耐用度模型。最后，根据试验建立的刀具耐用度模型，对几种进口的涂层硬质合金刀具和两种国产硬质合金刀具的切削性能进行了比较。试验结果证明该方法具有贴合实际、准确可靠、经济实用、不影响生产等特点，为合理选择刀具和优化加工用量提供了理论依据。

微结构钢球展开轮增摩降磨特性分析

针对钢球缺陷检测过程中,镜面钢球打滑导致展开轮磨损这一问题,结合试验与有限元的方法,得到适合于展开轮的材料与微结构。首先,应用激光微造型技术在不同材料表面加工圆形凹坑微结构,采用单因素法在M-2000多功能磨擦磨损试验机上进行滚滑复合干摩擦试验;结合试验工况建立基于Archard理论的微结构磨损模型;最后通过仿真技术模拟试验优选的材料在不同微结构表面的磨损性能,进而对微结构进行优选。结果表明:在滚滑复合干摩擦工况下,圆形凹坑微结构可以改善不同材料的摩擦磨损性能;利用磨损模型计算磨损系数能够应用于有限元中用以分析实际工况的磨损特性;优选出T10A和45钢在三角形和菱形微结构表面下具有较好的耐磨性能。为轮系结构耐磨材料及微结构表面的选取提供理论参考。

高速动车组D2车轮与ER8车轮滚动台架对比试验研究

为研究高速动车组自主化D2车轮与进口ER8车轮的踏面磨损和疲劳裂纹扩展行为,将踏面上有相同形状和相同深度预制缺陷的2种材质车轮组成1个轮对,在1∶1高速轮轨关系试验台上以350 km·h^(-1)的试验速度进行缺陷扩展程度、磨损量和硬度对比试验,并观察试验后的微观组织结构。结果表明:经4.5×104km的滚动试验后,D2车轮的磨损量为0.072 mm,踏面总体状况良好,踏面预制缺陷呈现完全闭合态,而ER8车轮的磨损量为0.138 mm,踏面预制缺陷出现明显疲劳扩展,并发展为大面积剥离掉块;D2车轮的初始硬度和硬度增幅均高于ER8车轮;D2车轮微观组织结构的连续均匀性以及组织的细晶、固溶和弥散等综合强化能力均好于ER8车轮,使D2车轮的抗疲劳裂纹扩展能力和耐磨性均优于ER8车轮。