不同制动工况下地铁车轮踏面磨耗研究

为研究不同制动方式对地铁车轮踏面磨耗的影响规律,联合ANSYS和SIMPACK软件,建立了车轮-闸瓦热机耦合有限元模型和含有柔性轮对的车辆动力学模型,同时考虑不同制动初速度和制动减速度对车轮踏面温度、踏面硬度、踏面与闸瓦间接触应力及制动距离的影响,分析了不同制动方式下车轮-闸瓦磨耗、车轮-钢轨磨耗和踏面总磨耗的变化规律。结果表明:踏面磨耗随着制动初速度的增大而增大;随着制动减速度的增大,车轮-闸瓦磨耗和总磨耗增大,车轮-钢轨磨耗减小;制动时踏面总磨耗主要受车轮-闸瓦磨耗影响。

C_(80EF)型通用敞车转向架基础制动装置孔位调整技术研究

文中简要介绍了C_(80EF)型通用敞车基础制动装置的结构。结合C_(80EF)型通用敞车基础制动装置运用检修实际,从转向架基础制动装置、ST2-250型闸瓦间隙调整器(简称“闸调器”,下同)关键参数等方面对轮瓦磨耗量的影响进行了详细分析,并得出了轮瓦磨耗量与支点、下拉杆及闸调器参数间的关系。根据C_(80EF)型通用敞车车轮磨耗调研数据,制定出适合该车型的转向架基础制动装置孔位调整规则,并适当验证了其分析的正确性。

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。

THERMAL CRACK AND WEAR OF RAIL WHEEL AND DEVELOPMENT OF THERMAL CRACKING PROOF WHEELS

The thermal cracking and wear mechanism of rail wheel tread have been studied.The results showed that the thermal cracking of rail wheel tread is related to the chemical composition (mainly the carbon content)and the hardness of the wheels.When the composite braking shoes are used,the rate of wear of the wheel tread is related to the fracture toughness of the newly-formed“white layer”i.e.the martensite.The thermal cracking proof wheels(55SiMn) so far developed has achieved significant operating results in practical use.

轴重对高摩擦系数合成闸瓦摩擦性能的影响

铁路机车、货车和城市轨道交通车型众多,车辆轴重各不相同,轴重对合成闸瓦摩擦性能的影响需要系统研究。利用1∶1制动动力试验台,系统研究了LH2-45型高摩擦系数合成闸瓦在15.5 t轴重和23.0 t轴重、不同制动初速度的磨合、常用制动、紧急制动工况下的摩擦磨损性能。结果表明:轴重对高摩擦系数合成闸瓦的制动距离、踏面温升、磨耗量有影响,随着轴重的增大,踏面温升增加,制动距离增长,磨耗量增加;23.0 t轴重的制动距离约为15.5 t轴重的1.5倍,23.0 t轴重的闸瓦能量磨耗量约为15.5 t轴重的1.3倍;轴重对高摩擦系数合成闸瓦的摩擦系数没有显著影响;对于常用制动和紧急制动,不同轴重下合成闸瓦的摩擦性能随制动初速度变化的规律一致。

不同材质闸瓦和车轮滑动摩擦磨损试验及其结果分析

为了研究不同材质闸瓦和车轮滑动摩擦磨损性能,采用M2000型摩擦磨损试验机,针对4种材质闸瓦摩擦块与车轮钢摩擦环摩擦副,开展滑动摩擦磨损试验,试验结果表明,4种材质闸瓦摩擦块对车轮钢的体积磨损量由大到小对应的材质依次为钢轨钢、粉末冶金闸瓦、合成闸瓦、铸铁闸瓦。用扫描电镜观察4种材质闸瓦摩擦块和车轮钢摩擦环摩擦磨损试验后的摩擦环表面形貌,结果显示,摩擦环表面均出现磨粒磨损和疲劳磨损,LH2型高摩擦系数合成闸瓦和QU70型钢轨钢对车轮钢的磨损以磨粒磨损为主,高磷铸铁闸瓦和M型粉末冶金闸瓦对车轮钢的磨损以疲劳磨损为主。用能谱仪测试4种材质闸瓦摩擦块和车轮钢摩擦环摩擦磨损试验后的摩擦环表面元素,结果显示,摩擦环表面均发生氧化反应,出现闸瓦材料向车轮钢转移现象。

载货汽车制动蹄片磨损动态检测预警策略

为实现载货汽车制动蹄片磨损状态动态检测预警,分析了载货汽车常用的鼓式制动器S凸轮磨损规律,提出了一种基于阻值分级法的蹄片磨损状态动态检测方法,并构建了制动蹄片磨损n级检测预警传感器电阻分级计算模型,得出基于阻值分级法的制动蹄片磨损状态检测传感器并行电阻分布特性。以解放赛龙Ⅱ载货汽车为试验车、MC9S12XEP100单片机为车载终端,设计开发了制动蹄片磨损状态动态检测预警系统平台,并进行了试验研究。试验结果表明:系统检测电压阈值大于0.25V,实现了对12mm制动蹄片不同磨损状态在显著性水平α=0.01下的12级动态检测,验证了用该方法动态检测预警蹄片磨损状态的准确性和可行性。

闸瓦磨耗的图像检测方法

本文研究了火车运行过程中获得的闸瓦图像的识别、磨耗的自动检测方法。根据图像中车轮踏面与闸瓦之间存在弧形缝隙的特征,提出了闸瓦磨耗的图像检测方法。实验结果证明,该方法识别率高、鲁棒性好、检测精度高、执行速度快,能够满足实际检测要求。

营运车辆制动蹄片磨损量动态检测

为实现营运车辆制动器蹄片磨损量的动态检测,提出了采用阻值分级法的蹄片磨损量检测模型,研究了传感器阻值在检测精度分别为10%、5%、2%、1%、0.5%和0.2%时的分布规律。仿真结果表明:随着检测精度的提高和分压电阻阻值的减小,磨损前后并联电阻阻值成明显的近似线性关系。研发了蹄片磨损传感器并进行了试验。试验结果表明:试验传感器的检测电压阈值为0.15V,可实现对磨损量为1mm、精度为8.3%的蹄片磨损量动态检测,验证了制动蹄片磨损量动态检测方法的可行性和准确性。

地铁车轮踏面异常磨耗原因分析

介绍车轮磨耗的预测方法。考虑轮轨动态接触状态,采用数值分析方法分析异常磨耗的地铁车轮和新钢轨作用情况,且对导致地铁车轮踏面异常磨耗的原因作了简单分析。分析结果表明,地铁车轮踏面经闸瓦磨耗后在凸起处的接触频率较高,磨耗率大,因而车轮磨耗后踏面凸起不是轮轨接触作用引起的;闸瓦压力过大、压力不均匀、闸瓦晃动量大、频繁制动等因素容易导致滚动圆内侧和踏面外侧的双凹槽磨耗,双凹槽处磨耗速度远远大于轮缘处的磨耗速度;轮缘磨耗主要是轮轨相互作用的结果,而踏面上的凹槽磨耗可能主要由闸瓦制动引起。

铁路货车闸瓦偏磨改善与仿真实验研究

为提高铁路运输的安全与效率,以货运列车制动闸瓦上下端的压力分布来评价闸瓦磨耗程度,提出可行的改善措施.首先,对闸瓦制动单元的力学模型进行理论分析,发现对称性结构设计是闸瓦偏磨的主要原因.然后,将闸瓦组件设计成非对称结构,使其作用面上的压力重新分布,达到改善偏磨的效果.最后,在Recur Dyn多体动力学软件环境中构建制动系统的刚柔耦合动力学模型,通过仿真实验,对比分析改善前后制动闸瓦上下端的应力分布.闸瓦制动单元的理论分析表明,当非对称闸瓦的偏心距取27 mm时,理论上闸瓦上下端压力比由1.19降为1.00.仿真结果也说明,对称性闸瓦上下端压力分布很不均匀,改进设计后的非对称闸瓦,其偏磨得以明显改善.研究成果为铁路货车制动系统的性能改进提供理论依据及技术支持.

JDYZ-5紧凑型单元制动器闸瓦偏磨分析及改进措施

基于单元制动器闸瓦的结构特性,结合闸瓦质量评估、单元制动器安装座强度建模以及安装位置测量等手段,对JDYZ-5紧凑型单元制动器闸瓦偏磨原因进行分析,通过制定改进措施,检验闸瓦偏磨的改善效果。研究发现:单元制动器安装座位置存在超差是造成闸瓦偏磨的主要原因,通过在单元制动器和制动缸座之间加调整垫片的方式,对超差进行调整,可以有效改善闸瓦偏磨的现象,提高闸瓦的使用寿命。

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.

铁路货车制动梁对车轮磨耗影响的调查分析

铁路货车提速后车轮磨耗加剧,把握磨耗规律,采取有效减磨措施是亟待解决的课题。通过对铁路货车中拉杆式制动梁在缓解状态的理论受力分析及制动状态横移的调研统计,发现制动时固定杠杆与游动杠杆侧制动梁反向横移,1、4、6、7位轮瓦磨耗位置贴近轮缘;通过车轮磨耗调研发现,车轮踏面先于轮缘磨耗,且支点侧的2、4、6、8位车轮磨耗量偏大;固定杠杆侧轮对因制动梁横移引起轮瓦磨耗区域不对称,加剧支点侧车轮磨耗,形成轮径差后影响游动杠杆侧轮对横移,导致支点侧车轮磨耗偏重。从结构上消除制动梁未平衡横向力,并在运用中监控轮径差可减缓车轮磨耗的发展。

地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因分析

地铁车辆车轮踏面异常磨耗随速度提高使其运营成本逐渐增加。对于运营速度80 km/h的城轨车辆,基础制动方式基本采用踏面制动+合成闸瓦,就城轨车辆主要采用的踏面制动方式、车轮及闸瓦热负荷匹配特性、电空制动力分配比以及黏着利用等内容进行分析,结合基础制动在运用过程中遇到的实际问题及城轨车辆制动的特点展开分析讨论,探讨造成地铁车辆踏面异常磨耗的根源所在,并指出今后的研究方向。

SF－3102型电动轮自卸汽车半金属刹车片的研制

本研究根据国内外有关刹车片研制的经验，确定了半金属刹车片的成分和干法生产工艺，产品经实验室测试和工业试验证明，其内摩擦性能良好，刹车安全可靠，使用寿命长，是石棉材质刹车片的三倍，减轻了工人的劳动强度，提高了设备的作业率．

地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因初探

运营速度80 km/h常规城轨车辆的基础制动方式基本采用踏面制动+合成闸瓦,文章针对城轨车辆合成闸瓦对车轮踏面磨耗的影响、制动力分配方式对踏面磨耗的影响、闸瓦与车轮的匹配及热负荷计算等进行了分析研究,探讨了造成地铁车辆踏面异常磨耗的原因。

铁路货车闸瓦上下偏磨机理研究

为提高铁路货车制动安全性、减轻闸瓦检修负担,以闸瓦上下端压力比来评价闸瓦磨耗速率,提出延长闸瓦使用寿命的措施.首先,根据铁路货车基础制动装置抽象出闸瓦制动瞬时受力的理论模型.然后,运用解析法求得瞬时闸瓦上下压力比与闸瓦上下端磨耗量的关系.最后,在多体动力学软件Recur Dyn环境中构建转向架基础制动装置的刚柔耦合动力学模型,通过仿真实验,验证解析法结论.闸瓦受力理论分析表明,磨耗初期闸瓦上下端磨耗量不等、磨耗速率不等是导致闸瓦偏磨的根本原因.当闸瓦一端磨耗量达到24~25 mm时,闸瓦上下压力相等.仿真结果也说明,当下端磨耗量不变时,闸瓦上下端压力比随上端磨耗量的增大而增大.综合理论与仿真结果,建议当车辆检修后发现各位闸瓦一端磨耗量达到16 mm时,将闸瓦上下对调,以达到延长闸瓦使用寿命的目的.研究成果为铁路货车闸瓦上下偏磨的相关研究提供理论依据及技术支持.

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。

磨损面积扩散率对闸瓦磨损寿命的影响

针对矿用盘式制动器闸瓦磨损面积扩散率与未磨损面积的关系,建立磨损面积扩散率与磨损面积的数学模型,采用两种方法求解,获得磨损面积随制动时间的变化规律的表达式、磨损面积扩散率对时间变化规律的表达式,磨损面积扩散率的增幅随时间变化规律的表达式,并推导了求解磨损面积扩散速率的具体计算方法及在简化计算采用的估计值;给出在稳定磨损阶段摩擦片工作时长的计算方法,并绘图逐一说明。分析结果不但可用于闸瓦的磨损计算和寿命估计,而且推导所用的分析方法和解法亦广泛适用于其它接触面磨损计算。