铁路车轮踏面的摩擦学设计方法

摩擦学设计的目标２是可靠地和经济地实现机器系统相对运动的功能。本文通过铁中车辆车轮磨耗型踏面的设计方法和经验,结合樊枝花冶金矿山公司线路上的运用结果,阐述了摩擦学设计的和用与意义。     

车轮踏面检测自定心装置的设计与研究

车轮踏面参数是车轮的关键参数之一,针对踏面参数检测系统中车轮的定位问题,设计了一种用于车轮自动生产线上的踏面参数检测自定心装置。在保证车轮与自定心装置旋转相对静止的前提下,利用ADAMS软件仿真得出自定心装置的启动角加速度临界值,缩短检测节拍,提高其检测效率。建立车轮踏面半径拟圆偏心测量误差模型,利用最小二乘拟圆算法对测量数据进行处理,并对车轮踏面测量点进行模拟测量分析。结果表明,利用自定心装置可改善车轮轴线倾斜和偏心的定位误差,提高检测的准确性。     

基于SIMPACK的大功率机车车轮踏面损伤预测

基于多体动力学SIMPACK软件建立HXD2C大功率机车模型,分析实测轮轨廓形匹配下车轮通过R400曲线段和R600曲线段时车轮所受蠕滑力大小及方向,并将结果代入安定图及损伤函数进行车轮踏面损伤预测。研究结果表明：机车通过R400曲线段时,车轮编号为3、5、9、11的内轨侧车轮纵向蠕滑力方向与车轮滚动方向相反,且车轮材料均处于棘轮效应区,易产生与蠕滑力合力方向垂直的斜裂纹。其中编号为3和9的车轮疲劳损伤值大于磨耗值,随着循环滚动的累积疲劳损伤会进一步加剧。同理,机车通过R600曲线段时,车轮编号为3、5、10、11、12的车轮踏面易产生与蠕滑力方向垂直的斜裂纹,其中以车轮5疲劳损伤最为严重。相较于R400曲线段,机车通过R600曲线段时外轨侧车轮10和12接触斑面积减小、磨耗减小、疲劳损伤值大于磨耗值是踏面存在轻微疲劳损伤的主要原因。     

车轮踏面动态感应热成像缺陷检测方法研究

涡流脉冲热成像是一种新型的无损检测技术,具有检测速度快,灵敏度高,探测范围大的特点。为适应车轮踏面缺陷的动态检测,本文提出了一种适应车轮踏面廓形的矩形磁轭电磁感应激励传感结构。通过传感器结构的磁路模型推导,从理论上证明了传感结构的可行性。通过数值模拟计算分析了踏面表面检测区域的磁场与涡流场分布,并对比了矩形磁轭与直导线的检测结果。在此基础上,本文搭建了一套车轮自动探伤检测系统,能够实现65 mm/s速度下的缺陷动态测量。结果表明,设计的矩形磁轭传感结构可优化感应加热的均匀性,对车轮踏面浅表层疲劳裂纹(轴向表面开口)具有更好的检测结果。     

车轮踏面剥离机理研究

介绍了踏面剥离的分类、形成机理、影响因素和减缓措施;重点讨论了车轮踏面剥离发生的形成机理和减缓措施;其中滚动接触剥离和制动剥离是两种主要剥离类型,滚动接触应力、制动热作用、热裂纹和机械作用是引起剥离的主要原因。     

车轮踏面擦伤检测

提出了一种自动化程度高、操作简单且能实现在线测量的车轮踏面擦伤检测方法。此检测方法结果可靠、输出直观、精度高。     

车轮踏面的硬化及硬化后的软化处理研究

本文对车轮在运行过程中产生的踏面硬化机理及危害作了简要的阐述，同时对硬化的消除方法进行了深入实验研究，确定了比较理想的工艺方法，取得了满意的结果。     

车轮踏面激光淬火技术研究

采用激光淬火工艺加工的车轮轮对踏面,车轮受热变形很小,热处理后的车轮不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求,不仅可以有效地延长轮对的使用寿命和降低维护费用,还可以显著提高轮对抵抗钢轨冲击和耐摩擦的能力。     

基于轮轨法向间隙的车轮踏面优化方法

为了寻求基于目标的铁路车辆车轮踏面数值优化技术,开发一种考虑轮轨法向间隙参数的车轮踏面优化方法。利用该方法优化我国高速列车车轮LMa型面。并发现优化后的LMa车轮和CHN60钢轨滚动接触接触时,轮轨界面之间具有较好的“共形”特性,这样能有效降低轮轨接触应力以达到降低滚动接触疲劳目的。并用车辆轨道耦合动力学理论分析优化的车轮型面对车辆动态特性的影响。数值结果表明,在不降低车辆动力学性能的情况下,此方法可以有效改善轮轨接触点对分布,降低轮轨接触应力。     

车轮踏面擦伤检测

提出了一种自动化程度高,操作简单且能够实现在线测量的车轮踏面擦伤检测方法,通过振动加速度传感器将加速度转化为电荷量,再由电荷放大器将其转化为电压量传递给计算机进行处理,采用小波变换的方法对信号进行去噪,将消噪后的信号分解到不同的频段,分析不同频段的能量,得到擦伤信号的准确定位,结果可靠,输出直观,较高精度地给出擦伤情况。     

圆度误差测量及评定方法综述

介绍了圆度误差标准的发展,分析了传统测量方法及新式测量技术的发展,阐述了GB7234-87(圆度测量术语、定义及参数)规定的四种评定方法及常用的优化算法,并展望了圆度研究在测量技术和评定方法方面的发展前景.     

基于小波反弹神经网络的车轮擦伤检测方法

车轮踏面擦伤是危及列车运行安全的重要因素之一，其准确测量方法是高速重载列车需要首先解决的关键问题。提出了一种采用变尺度多分辨小波与弹性反传神经网络算法相结合的擦伤诊断方法，该方法利用变尺度多分辨小波进行跟踪滤波，通过弹性反传神经网络来确定小波分解尺度与噪声存在尺度，实现信噪分离，并根据跟踪滤波的结果计算出擦伤值的大小。实验结果表明，该方法实现了车轮踏面擦伤的高精度测量，解决了现有方法无法定量测量和易受外界因素干扰等难题。     

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.     

圆度误差评定方法的研究

圆度误差评定是否准确,将直接影响到机械产品的性能和寿命.介绍了4个简单而有效的算法来评定圆度误差,即最小外接圆、最大内接圆、最小区域法和最小二乘圆法.利用MATLAB对上述算法进行了验证,说明文中算法有效.     

机车防弛缓报警装置的研制

针对机车运行过程中可能由于机械磨损、卡死、弹簧失效、断裂等原因引起的危及机车安全运行的单缸抱死闸(可能引起弛缓)现象，提出了解决问题的方法，并给出了系统实现的硬件框图及软件流程：现场半年多的运行表明：该装置测量信号准确，能及时给出语音报警和轮对故障号码显示，可以有效地防止机车驰缓现象发生。该装置确保了机车的安全运行，具有较高的经济效益和社会效益。     

轮对踏面损伤自动检测技术

介绍一种自动检测轮对踏面损伤的新方法。利用激光传感技术建立轮对踏面数字矩阵，通过二维双线性插值，Marr算子边缘检测和基于踏面局部外形分解的的数据校正处理技术，在轮对动态过程中快速提取对踏面特征信息，精确拟合出踏面状况并加以诊断。检测系统人机界面友好，操作维护简单，并具有擦伤和剥离检测结果的二维，三维图形显示和打印等多种功能。     

基于EMAT技术的轮对踏面探伤仪

简述电磁超声换能器(EMAT)的结构组成及产生表面波的机理,分析了基于电磁超声表面波的车轮踏面缺陷检测原理.设计了基于电磁超声表面波的轮对踏面探伤仪,该探伤仪采用DSP+CPLD结构,构成数据处理、逻辑控制核心单元,信号由功率合成单元进行功率放大并与EMAT探头做输出匹配,提高输出功率;DSP系统完成超声波信号的数据处理及缺陷分析功能.最后对人工缺陷轮对和自然缺陷轮对进行试验,结果表明:检测过程无需耦合剂、无需沿踏面扫查,即可快速实现对轮对踏面表面及近表面10 mm范围内的车轮径向裂纹和大尺寸踏面剥离缺陷进行检测.     

车轮踏面制动的热-机耦合数值模拟

重载列车车轮踏面制动是一个复杂的动态接触热-机耦合问题,介绍了热-机耦合问题的求解方法,并利用有限元分析软件ANSYS对提速货车的单闸瓦踏面制动过程进行了紧急制动工况的数值仿真,定量地给出了车轮踏面温度和应力随时间的变化规律,为研究车轮踏面热疲劳提供了理论依据.     

机车轮轴的自动拆装系统设计

对机车轮轴进行检修时，往往需要对轮轴轴承进行退卸和安装。系统通过计算机控制轮轴的自动安装和退卸，准确地执行拆装动作。同时，记录工作数据和自动绘制压装曲线。该系统提高了工作效率，使整个工作过程有数据可查，为进行拆装质量分析提供依据。