钢轨轨面静电喷涂SiO_(2)增黏颗粒行为与利用率研究

目的为了改善传统撒砂过程中SiO_(2)增黏微粒利用率低的问题,将静电喷涂技术引入轮轨增黏领域,研究不同喷涂参数与颗粒粒径对SiO_(2)微粒行为与利用率的影响,并进一步对比分析静电喷涂微粒与传统撒砂的增黏效果。方法利用Gema静电喷枪与静电喷涂动态试验平台进行喷涂试验;利用MJP-30A轮轨滚动磨损与接触疲劳试验机进行轮轨黏着与磨损试验;利用光学显微镜(OM)对SiO_(2)微粒吸附情况进行观察与分析,并通过电子天平测量与计算轨面颗粒量与颗粒利用率。结果相较于未施加静电电压,静电电压为90 kV时轨面颗粒量提升了3.8倍。静电电压由30 kV增加至70 kV时,颗粒利用率提升约60%;当静电电压进一步增加至90kV时,由于颗粒带电量趋于饱和,颗粒利用率仅提升10%。SiO_(2)微粒利用率随着喷嘴高度与颗粒粒径的增大先增大后减小,喷嘴高度为25cm且颗粒粒径为300目时颗粒利用率最高,可达60%;300目SiO_(2)微粒在静电电压为90kV时,随着喷枪移速的增大,喷枪在单位距离上喷涂时间相对减少,使得喷涂在钢轨轨面的颗粒量降低。90kV静电喷涂SiO_(2)微粒增黏时,最大黏着系数接近传统撒砂增黏,有效作用时间是传统撒砂的2.2倍,轮轨磨损率仅为传统撒砂增黏的75%与65%,轮轨损伤显著减轻。结论利用静电喷涂技术可以有效提升SiO_(2)微粒在钢轨轨面的利用率,并提升颗粒在轨面的吸附性;静电喷涂SiO_(2)微粒增黏与传统撒砂增黏的黏着系数相近,且轮轨磨损率更低。

硬质颗粒参数对列车增黏撒砂喷射行为的影响

为研究颗粒参数对列车增黏撒砂喷射行为的影响,利用可视化检测技术开展不同颗粒粒径、形状和密度下喷射行为试验,分析各因素对喷射速度、扩散角度的影响权重,探究不同颗粒在撒砂装置内部运动特征及影响机理。研究结果表明:随着颗粒粒径、密度的增大,颗粒喷射速度和扩散角度均逐渐减小,不规则颗粒的扩散角度普遍大于近圆形颗粒的扩散角度;喷射速度显著影响因素权重(从大至小)为:粒径、密度;扩散角度显著影响因素权重(从大至小)为:形状、粒径;颗粒粒径和密度与所受气固耦合力成正比,与初始时刻颗粒加速度成反比,不规则颗粒的碰撞次数高于近圆形颗粒的碰撞次数;根据耦合力和动能的变化规律将颗粒运动特征分为加速和稳定两个阶段,初始时刻颗粒加速决定颗粒在稳定阶段所获动能大小。