地铁小半径曲线轮轨摩擦调节剂作用效果仿真研究

为了研究在地铁小半径曲线中轮轨摩擦调节剂的作用效果,建立了某地铁车辆的车辆-轨道系统动力学模型,对比分析了8种摩擦控制策略下的车辆动力学性能相关指标和磨耗指数。研究结果表明,单独外轨轨侧涂油会使车辆脱轨系数、轮重减载率、内外轨侧车轮横向力及车体垂向平稳性指标增大,而两侧轨顶涂摩擦调节剂可抑制车辆脱轨系数、轮重减载率、内外轨侧车轮横向力及车体垂向平稳性指标增大。摩擦调节剂可使内外轨侧车轮磨耗指数减小,摩擦调节剂配合外轨轨侧涂油可增加内外轨侧车轮磨耗指数减小效果。综合车辆动力学性能相关指标和轮轨磨耗指数考虑,在车辆通过R350曲线时,内轨轨顶涂摩擦调节剂和两侧轨顶涂摩擦调节剂不仅拥有较好的动力学性能,而且内外轨侧车轮的磨耗指数较小。

水基摩擦调节剂作用下轮轨黏着恢复过程

摩擦调节剂(FM)在轮轨界面黏着行为调控方面具有广阔的应用前景,但目前针对其作用下的恢复过程研究开展较少。在MJP-30A轮轨滚动磨损与接触疲劳试验机上进行FM及基本液体组分水和丙三醇溶液不同加入量工况下的轮轨黏着恢复试验,获得不同加入量工况下黏着系数随循环转数恢复过程的完整曲线,分析三种液体恢复时间及润滑状态。结果表明:不同液体介质下的轮轨黏着恢复过程曲线有较大差异,与干态相比,水、丙三醇溶液、FM界面状态使黏着系数明显降低,且水、丙三醇溶液工况下黏着系数出现二次减小后逐渐恢复增加至稳定水平;随FM加入量的增加,恢复时间逐渐增加直至趋于为稳定,加入足量FM后,恢复过程润滑状态先后经历弹性流体润滑、混合润滑、边界润滑,直至最后干摩擦;FM加入量为200μL时,出现黏着系数降低至0.1以下现象,试验工况下FM极限加入量为200μL;随循环转数的增加,FM的流变指数逐渐减小,FM承担压力逐渐减小,固体微凸体承担压力逐渐增加,流变指数由1减小至0.75时固体承载率由1%增加至46%。揭示了水基FM作用下轮轨黏着恢复机理,可为其在实际现场应用提供参考依据。

城市轨道交通轨顶摩擦调节剂降噪技术应用

在高速发展的城市轨道交通领域中,由于轮轨的频繁接触摩擦,产生的磨耗、噪声问题也愈加明显。KELTRACK■道旁轨顶摩擦调节剂涂覆系统作为一种调节轮轨摩擦系数的技术可以缓解、抑制轮轨摩擦带来的磨耗和噪声问题。文章就KELTRACK■道旁轨顶摩擦调节剂涂覆系统在西安地铁渭河车辆段近1年的降噪使用效果进行测量、分析,探讨轨顶摩擦调节剂在降低轮轨噪声方面的技术应用效果。

通过轮轨界面摩擦管理降低轨道横向力

作为探讨轮轨相互作用系列文章中的第二篇,分析了列车通过曲线时作用在轮轨接触面上的横向作用力和垂向作用力及其对轮对导向性能、轮轨磨耗和车辆运行安全性的影响。结合国内外客、货运铁路的实际应用经验,探讨如何通过轮轨界面摩擦管理降低轮对横向力,达到降低列车脱轨风险、减缓轨道结构伤损和减小钢轨与车轮磨耗的目的。

通过轮轨界面的摩擦管理控制滚动接触疲劳破坏

作为探讨轮轨相互作用系列文章中的第四篇,介绍轮轨界面材料滚动接触疲劳(RCF)萌生与扩展的基本机理及接触应力、蠕滑率和摩擦系数等因素对其的影响,着重分析采用摩擦管理技术控制轮轨滚动接触疲劳破坏的基本原理,并结合国内外铁路实际应用案例介绍摩擦管理降低轮轨滚动接触疲劳萌生与扩展的具体效果。

武汉北编组站全面摩擦控制系统应用实例分析

针对道岔和曲线钢轨易磨耗的现状,应用全面摩擦控制系统进行磨耗管控,开展道岔和曲线钢轨减磨措施的研究。本文介绍了全面摩擦控制系统的工作原理、构成、安装方式以及摩擦调节剂性能,利用定期观测积累的数据,分析比较其应用在武汉北编组站前后的设备稳定性、影响范围内钢轨件磨耗速率及更换周期变化情况,计算了全面摩擦控制系统的耗材投入、人工成本等。结果表明:全面摩擦控制系统可有效降低道岔及曲线钢轨磨耗,并具有较好的经济及社会效益。

纸基摩擦材料坯体组分的研究现状

纸基摩擦材料是一种多孔性、吸油、易压缩和回弹性能优异的摩擦材料,纸基摩擦材料坯体的组分对各项性能起着至关重要的作用。重点介绍了增强纤维(天然植物纤维、无机纤维、碳纤维、有机合成纤维、混合纤维)和摩擦性能调节剂(减摩剂、增摩剂、多种调节剂混合)2种坯体组分的研究进展,通过对各种纸基摩擦材料综合性能总结对比,提出采用环境友好、耐高温、摩擦因数稳定、磨损率低的材料和优化各组分结合的方式将成为坯体组分研究的主要方向。

不同润滑材料对轮轨磨损与滚动接触疲劳的影响

通过轮轨滚动接触模拟试验研究了干态、施加轨顶摩擦调节剂、润滑油和润滑脂工况下的轮轨摩擦、磨损和损伤行为,分析了不同润滑材料对轮轨滚动接触疲劳损伤的影响.结果表明:施加轨顶摩擦调节剂可将轮轨摩擦系数调控至0.1~0.3范围内,车轮和钢轨试样磨损率较干态下分别降低了54.9%和26.3%,轮轨表面损伤、塑性变形和滚动接触疲劳损伤明显降低;施加润滑油和润滑脂具有更加显著的润滑和减磨效果,摩擦系数降低至0.1以下,磨损率降低85%以上,但润滑油和润滑脂会进入裂纹内部产生“油楔效应”,导致严重的滚动接触疲劳损伤,而轨顶摩擦调节剂的固体润滑特性则避免了该问题的产生.

ZD6型转辙机用粉末冶金摩擦材料的制备及性能

ZD6型转辙机摩擦材料的力学性能、摩擦因数、摩擦因数稳定性和磨损率决定了摩擦电流的稳定性从而最终影响轨道系统的正常运转。为了满足转辙机具有稳定可靠输出力的要求,选择适合转辙机使用工况的摩擦材料,对于提升道岔用转辙机的可靠性和安全性具有重要意义。针对ZD6型转辙机摩擦带在低温、高湿环境下摩擦稳定性低、磨损率高的问题,采用粉末冶金技术制备ZD6型转辙机用摩擦材料,在成熟配方基础上,研究对比添加不同种类的摩擦性能调节剂对材料综合力学性能和摩擦磨损性能的影响,并使用扫描电子显微镜(SEM)观察试样冲击断面形貌和摩擦表面形貌,对比分析5种不同摩擦性能调节剂对摩擦材料微观结构影响。结果表明:以人造石墨为摩擦性能调节剂的ZD6型转辙机摩擦材料磨损机理为磨粒磨损,其综合力学性能和摩擦磨损性能最优,最适合用作ZD6型转辙机粉末冶金摩擦带。