基于实测数据的车辆轮对磨耗模型研究

[目的]基于上海轨道交通17号线列车轮对实测数据,研究轮对磨耗规律,建立轮对轮缘厚度和轮径磨耗模型,以提高城市轨道交通车辆的安全性和维护效率。[方法]对轮对实测数据进行预处理,消除数据误差;采用曲线拟合和误差分析方法建立轮缘厚度和轮径的磨耗模型,并以磨耗速率拟合标准差,以及真实值与误差拟合曲线之间误差值的拟合标准差作为该模型的评价指标,评估轮缘厚度及轮径磨耗模型的准确性;分别针对1701次和1721次列车进行轮对磨耗模型验证。[结果及结论]1701次和1721次列车轮对轮缘厚度磨耗速率4次拟合曲线的拟合标准差,以及真实值与误差拟合曲线之间误差值的6次拟合曲线的拟合标准差均接近于零,验证了该车辆轮对磨耗模型的准确性,能够精确预测上海轨道交通17号线同一车型不同列车及同一列车不同位置的轮对磨耗情况。

灰色系统理论在地铁轮对踏面磨损预测中的应用

车轮作为车辆关键走行部件和易磨损部件之一,其磨损量直接关系到车轮的使用寿命。为准确获得车轮踏面随走行距离磨损量变化情况,本文采用灰色系统理论,建立车轮踏面磨损量灰色预测模型,在少量车轮踏面磨损数据的基础上,研究车轮随走行距离踏面磨损量的灰色预测方法。实例分析和仿真结果表明,灰色系统理论应用于车轮踏面磨损量的预测中是可行有效的。为车轮在实际行驶过程中踏面磨损的准确预测及使用寿命的判决提供了一种可行的求解方法。

轮对轮缘磨耗的光电图像检测方法

提出用光电图像方法非接触检测车辆轮对的轮缘磨耗。用高精度激光位移传感器实现轮缘内侧面的定位,用激光线光源和高分辨率CCD探测器获取轮缘轮廓,通过与光源波长相匹配的窄带滤波片减少背景光干扰,再结合数字图像处理技术获得轮缘厚度、轮缘高度、垂直磨耗等轮缘磨耗参数。现场使用表明,该方法重复性较好,测量精度和稳定性可满足车辆段修现场的自动检测要求。

基于磨耗数据统计模型的镟轮决策优化

针对目前地铁车辆车轮等级镟修而导致的镟修不合理问题,提出一种基于磨耗数据统计模型镟轮决策优化方法。基于广州地铁8号线的轮对磨耗数据,首先利用SPSS分析轮径磨耗和轮缘磨耗与轮缘厚相关性;其次建立基于状态转移过程的轮缘磨耗模型和基于数理统计模型的轮径磨耗模型;然后研究单个车轮的单级和多级镟修控制限策略,并通过蒙特卡罗仿真分析比较两种控制限策略的优劣。结果表明,多级镟修控制限策略大大提高车轮使用寿命,节约列车运营成本。

地铁车辆车轮椭圆度对踏面磨耗影响的仿真计算

通过对某型地铁车辆数值仿真,计算和分析不同椭圆度轮对的动力学性能、踏面磨耗情况。仿真计算表明,椭圆轮对的竖向力增加量最大。当地铁车辆在直线和曲线上运行时,橢圆轮对与标准轮对相比,其磨耗范围和磨耗量的变化趋势不同,椭圆度越大,踏面磨耗范围和损耗速度越大。

城市轨道交通列车轮对磨耗模型研究

为实时掌握城市轨道交通列车轮对在列车运行过程中的磨耗情况,结合某地铁线网下实际轮/轨参数,建立机车及轨道多体动力学模型,以仿真实际的轮轨接触作用。将动力学模型输出的轮轨接触变量与接触斑分析算法相结合,实现接触斑内滑动矢量的计算及黏滑区的界定。利用Archard磨耗模型分析接触斑滑动区,以获得接触斑内垂直磨耗情况。最后以接触变量分析—磨耗计算—型面更新为主体结构,采用多次循环的轮对磨耗仿真流程模拟轮对的磨耗过程,完成轮对磨耗模型的建立。将模型输出的轮对型面与实测型面进行对比,验证了模型的准确性。

轮对踏面及轮缘磨耗接触式警报装置研究

轨道车辆轮对是否需要镟修的传统测量方法操作繁琐,不利于日常检修。利用轮缘厚度及踏面高度两个参数设计了能同时对轮对踏面磨耗量超限和轮对轮缘磨耗量超限做出灯光提示的接触式便携警报装置,给出了机械设计方案和针对轮对踏面及轮缘磨耗量超限的判断方法,并对警报装置测量误差进行了分析。该装置操作方便,能可靠地对轮对是否需要镟修作出判断。

低阶谐波磨耗轮对引起的轮轨及等效人体动态响应分析

低阶谐波磨耗轮对不仅会引发高阶谐波磨耗,还会引起列车振动进而影响乘员的舒适性。在传统的10自由度列车模型的基础上,利用集中质量法,将满员时乘客的总质量等效在列车的前后转向架和车体中间三个质量点上,考虑三个等效质量体的沉浮运动,形成了13自由度的人-车模型。该模型既可以研究不同磨耗轮对激励对乘员振动特性的影响,又可以避免将单个乘员纳入系统计算时造成的累计误差。其中轨道结构为多层梁模型,且考虑轮轨接触损失。结果表明,行车速度和磨耗轮对的阶数和波深的增大均会诱发列车发生跳轨现象,影响行车安全。此外,在相同轮对工况下,前端等效人体的垂向加速度均大于车体,所以应该以等效人体而非列车的振动响应来评价乘员舒适性。

GK型内燃机车轮缘偏磨的原因分析与对策

针对新钢GK型内燃机车在运输生产中出现的轮缘严重偏磨现象,对其产生的原因进行分析并提出相应措施。

青岛地铁轮轨匹配状态研究

以青岛地铁3号线车辆和轨道为研究对象,通过轮轨磨耗测试、车辆振动加速度试验、动力学性能评价等方法,研究分析轮轨磨耗规律、轮轨匹配状态及车辆动力学性能。结果表明:正线曲线较多且车辆无法掉头运行引起轮对偏磨,轮轨系统P2力共振、闸瓦无修形作用导致车轮多边形。提出设置掉头线、打磨钢轨焊接接头、增加空气制动频率、薄轮缘镟修等控制措施。

机车干式轮缘润滑装置的应用实践

分析造成机车轮缘磨耗的原因,提出了减少机车轮缘磨耗的措施,探讨了使用机车干式轮缘润滑装置对减缓机车轮缘磨耗的作用。

SDB-80型转向架轮对损耗分析

针对轮轨型面磨损问题,首先,对青岛地铁3号线现有的轮对测量数据进行分析,报告了轮对存在偏磨现象且轮对镟修损耗占轮对寿命比值较大的现状。然后,对轮对异常磨耗进行研究,指出轮对缺少润滑、线路曲线分布不对称和列车长时间不掉头运行是导致轮对产生异常磨耗的主要原因。最后,根据线路实际情况,提出了采用轮缘润滑或小半径曲线外轨轨侧涂油等方式降低轮轨摩擦系数、车辆定期掉头运行和采用薄轮缘镟修的方式对轮对进行镟修等解决措施,降低轮对的损耗速率,增加轮对的使用寿命。

广州地铁8号线车辆制动参数对轮对、闸瓦的影响分析及优化

基于广州地铁2、8号线拆分后对8号线列车轮对、闸瓦磨耗及轮对病害的数据统计,总结以往的试验成果,分析不同制动参数对轮对、闸瓦磨耗及轮对病害的影响;综合定量成本分析,得出现阶段最优制动参数方案。此外提出了后续的优化思路和方向。通过优化制动参数降低了轮对、闸瓦磨耗,减少了轮对病害,达到了节约维护成本的目的。

洞内运输电瓶机车车轮拆装专用压床的设计及运用

城市地铁施工主要以盾构施工为主,而使用电瓶机车组水平运输是盾构施工耗材运输的主要渠道。在盾构机掘进过程中,电瓶机车编组通常满载渣土、以极高的频率往返于碴场与盾构机之间,导致车轮与轨道长时间的摩擦造成车轮磨损。由于施工现场维修条件简陋,维保人员只能依靠人工进行轮对拆卸、检修、组装等各项工作,造成电瓶机车的维保效率低,进而影响到盾构施工的正常进行。阐述了自主发明的一套隧道用电瓶机车车轮拆装专用压床,可用于快速拆装电瓶机车轮对,极大地提高了电瓶机车的维保效率。

CRH380A高速动车组轮对踏面磨耗的动力学仿真分析

对CRH380A高速动车组中的轮对踏面磨耗问题开展了动力学仿真分析。基于轮轨接触机理,结合轮对踏面磨耗数据统计,分析动力学影响因素,从垂向稳定性、横向稳定性、轮轴横向力和脱轨系数等因素开展研究,并综合现场报警数据加以讨论。理论与实践联合表明:运行平稳性指标和曲线通过性能指标符合标准;随着运行速度的提高,动力学性能逐渐降低;垂向稳定性、横向稳定性、轮轴横向力等指标趋势相近;动车组运行距离为10万km左右时,动力学性能处于较低水平。随车机械师应加强各项指标的动态监控,随时掌握动车组运行状态;一级修地面检修人员应加强动车组轮对踏面的检查,密切留意踏面表面擦伤、剥离等问题;鉴于二级修作业的滞后性,应在运行9万km时增加一次细致的轮对表面检查和人工尺寸测量。