高速道岔尖轨磨耗特征及管理限值研究

采用现场监测方法,研究不同过岔条件下高速道岔尖轨的实际磨耗特征;通过脱轨风险分析和尖轨强度分析,研究高速道岔尖轨磨耗管理限值。结果表明:控制曲尖轨使用寿命的主要因素是侧向磨耗,在逆向和顺向过岔条件下,高速道岔曲尖轨磨耗特征差异显著,顺向过岔时曲尖轨侧磨主要发生在前端较窄区段,而逆向过岔时曲尖轨侧磨主要发生在后端顶宽较宽区段;顺向过岔时的道岔下道尖轨最大侧磨发生在15 mm断面,侧磨量为3.9 mm,并未达到6 mm的规范限值,而逆向过岔时的道岔下道尖轨从35 mm断面至全断面区段侧磨量均在7.5 mm以上,超过规范限值。基于此,高速道岔尖轨磨耗除满足维修规则要求外,还应确保车轮抬升2 mm时,车轮廓形切线夹角小于43.6°的危险区域不与尖轨接触;曲尖轨5 mm断面位置侧磨限值由规范中的6 mm减为3.5 mm。

曲线钢轨侧面磨耗研究

减缓曲线钢轨侧面磨耗是当前铁道工程急待解决的技术关键。本文对试验段曲线钢轨侧面磨耗实测和轨道动力测试结果进行了总结,得出调整轨道几何参数、改善钢轨材质以及涂油措施等都能起到减缓钢轨侧面磨耗速率的结论。

高速列车轮对磨耗统计规律及预测模型

为研究我国高速列车轮对踏面磨耗规律,对某线路服役高速动车组进行跟踪测试,记录其镟轮周期内的踏面磨耗量,并基于对磨耗统计特征的两次拟合提出轮对型面磨耗预测函数模型。对某高速线路实测型面磨耗量进行拟合,分别得到各走行里程下磨耗量关于型面位置的拟合函数;并进一步对各走行里程下的拟合函数系数进行二次拟合,得到磨耗量关于型面位置及走行里程的二元预测函数。在模型的预测精度与适用性验证时,对比相同走行里程下预测型面和实测型面在轮轨接触几何关系与车辆各关键部件加速度响应两方面结果。对比结果显示,提出的磨耗预测模型在轮轨接触点、等效锥度、轮轨作用力及车辆安全性等各方面均与线路实测结果具有很好的一致性。

弓网系统滑动电接触表面磨损特征研究

为探究弓网系统受电弓滑板在不同电流、接触压力和滑动速度条件下的磨耗特性,开展弓网载流磨损实验,探讨不同工况下摩擦副的载流效率、电弧能量、摩擦因数和温度;分别使用金相显微镜与表面粗糙度仪对实验后的滑板磨损区域进行分块多次测量,使用一种基于Otsu大津算法的图像处理方法,将凹坑部分从形貌图像中提取并进行标记计算,统计分析不同工况下凹坑面积、数量和粗糙度参数(包括轮廓算术平均偏差和最大轮廓谷深)的变化情况。结果表明:随着电流的增大,凹坑面积和数量增加,粗糙度参数减小;随着接触压力的增大,凹坑面积减小,凹坑数量先减小后略有增大,粗糙度参数减小;随着滑动速度的增大,凹坑面积、数量和粗糙度参数都增大。