铁道轮轨曲线侧磨的机理分析及解决方案

本文分析了铁道列车在曲线轨道上运行时产生轮轨侧磨的机理,并且介绍了一种地面式轮轨润滑装置。这种装置借助于列车通过时铁路道床产生的振动信号激励润滑系统工作,将润滑脂通过压缩气体增压泵喷射到轨道侧缘,经轮缘将油脂带到整个轨道曲线上实现润滑。     

连铸机专用润滑脂的研究与应用

分析了国内外连铸机常用润滑脂的优缺点,详细地介绍了新乡连铸机专用润滑脂的研制和在太钢应用的情况。     

修正的T-J模型分析高速航空润滑脂7018的拖动特性

在自行研制的高速润滑剂拖动特性试验台上对高速航空润滑脂7018进行拖动特性的试验,得出了该润滑脂的拖动系数随速度、温度、负载的变化规律;根据试验数据推导出润滑脂的流变参数;基于修正的T-J模型,求出高速航空润滑脂7018拖动力的大小。结果表明:根据修正的T-J模型计算出的高速航空润滑脂7018的拖动系数和试验值非常接近;高速航空润滑脂7018在试验条件下表现为弹塑性,拖动系数随着滚动速度的增大而减小;当载荷小于转折载荷时,随载荷的增加拖动系数增加,当载荷大于转折载荷时,随载荷的增加拖动系数减小。     

轮轨关系研究中的力学问题

简单论述世界铁路发展状况和铁路交通运输的优越性。详细论述轮轨关系的研究问题,其研究包含轮轨滚动接触作用和稳定性问题、轮轨粘着和强度、接触表面磨损和滚动接触疲劳破坏、轮轨噪声、轮轨蠕滑率／力理论和轮轨三维弹塑性滚动接触问题。在这些问题研究中,蕴涵十分复杂的力学和强度问题。文中就这方面的研究现状和存在问题以及问题研究的难点进行讨论,并分析今后可能的研究方向。     

沥青拌和机四种常见故障的排除

1．轮轨与托轮磨损不均、啃边、发出异响 主要原因： 沥青拌和机在工作一定时间后，烘干筒受交变载荷与高温的作用，加之润滑脂干枯，使轮轨与托轮之间形成干摩擦；受烘干材料重力的作用，使机器剧烈颤抖，导致轮轨和托轮受力不均。在上述情况下，如果托轮与轮轨之间的间隙调整不当，或相互的位置产生偏斜，就容易发生上述故障现象。 排除办法： 每班作业前应在轮轨与托轮的接触面上加注润滑脂，及时调整托轮紧固螺母的紧度，并调校轮轨与托轮之间的间隙，从而保证滚筒运转平稳，托轮与轮轨各接触点受力均匀。 2．引风机振动大，发出异常颤…     

重载铁路曲线内外轨摩擦系数的合理匹配研究

基于多体动力学软件(SIMPACK)建立重载货车动力学模型,以轮轨横向力、轮对冲角、脱轨系数、轮重减载率为车辆动力学性能指标,以爱因斯磨耗指数为轮轨磨耗评价指标,分析了内外轨摩擦系数在0.05～0.35变化时对车辆曲线通过性能的影响规律,研究更为合理的轮轨摩擦控制技术。结果表明,通过合理匹配重载铁路内外轨摩擦系数可改善车辆动力学性能,降低轮轨磨耗。     

铁路轮轨系统摩擦学

本文利用系统思想对铁路轮轨的相互作用进行了分析,论述了轮轨系统的结构、功能和特征,指出了分析轮轨摩擦学问题的系统分析观点,并阐述轮轨系统的摩擦学研究和应用以及有待进一步加强研究的问题。     

石墨烯作为轧钢机轴承润滑脂添加剂的研究*

为改善轧钢机轴承用润滑脂的性能,采用不同质量分数的石墨烯对润滑脂进行了改性,测定各润滑脂样品的锥入度和滴点,使用四球摩擦试验机研究石墨烯对润滑脂摩擦学性能的影响,使用扫描电子显微镜、白光干涉仪和拉曼光谱仪等分析石墨烯在润滑脂中的减摩抗磨机制。结果表明:石墨烯作为添加剂能提高润滑脂的滴点和改善润滑脂的极压性能以及减摩抗磨性能。当石墨烯质量分数为0.2%时,对润滑脂极压性能的提升效果最好,表现为烧结负荷和综合磨损值最大,较基础脂分别提高了29.0%和24.0%;当石墨烯质量分数为0.3%时,对润滑脂减摩抗磨性能的提升效果最好,摩擦因数和磨斑直径较基础脂润滑时分别下降了22.4%和13.0%,磨损体积减少了43.0%,且最大无卡咬负荷提高了21.2%。石墨烯在摩擦过程中,吸附在摩擦表面,形成保护薄膜阻止了摩擦副材料的直接接触,减少了磨损,同时提高了润滑脂的承载能力。     

极压锂基润滑脂的生产与应用

极压锂基润滑脂具有长寿命、多效能等特点,是现代润滑脂发展的方向。提高我国润滑脂的生产和使用水平,是我国研究和生产工作者的努力方向。我厂担负了为1700轧机提供极压锂基润滑脂的生产任务。几年来,在石油化工科学研究院和一机部广州机床研究所研制报告的基础上,我们对极压锂基润滑脂工业性生产的冷却、极压添加剂的选择及其产品的使用进行了一些探索,现介绍如下:     

轮轨滚动接触疲劳现象分析

论述轮轨滚动接触疲劳破坏的几种典型现象，定性地分析它们的起因和发展过程。介绍我国部分铁路现场轮轨接触表面的疲劳破坏调查情况，给出由非赫兹滚动接触理论分析计算的我国铁路轮轨接触表面作用力分布情况。计算结果表明我国铁路轮轨接触表面疲劳现象如此严重的主要原因之一是轮轨型面不配匹和轨底坡设置不合理。并论述该领域今后的进一步研究方向。     

轮轴弯曲刚度对轮轨垂向动态载荷影响分析

以国内某型地铁车辆为例,研究轮轴弯曲刚度对轮轨垂向动态载荷和轮对垂向振动的影响。在常规多刚体动力学模型的基础上,结合BM3000轮对和北京地铁轮对两种不同的弹性轮对模型,对比分别采用刚性轮对模型和弹性轮对模型时的轮对垂向振动加速度和轮轨垂向力。结果表明,对BM3000弹性轮对模型来说,由于其弯曲刚度相对较小,随着运行速度的增大,轮对垂向振动加速度和轮轨力与刚性轮对的差距不断加大,而对于轮轴弯曲刚度较大的北京地铁轮对来说,其弹性轮对模型和刚性轮对模型的结果比较接近,在计算的速度下轮对的振动峰值及频率均有明显的降低。因而,通过加大轮轴弯曲刚度可明显改善轮对的垂向振动和轮轨垂向力,实现改善轮轨动态接触状态的目的。     

润滑剂对轮轨摩擦与磨损的影响

利用MMS-2A磨损试验机模拟轮轨系统在润滑油、二硫化钼锂基脂、植物油和石墨钙基脂4种润滑剂润滑下的摩擦与磨损行为,研究润滑剂对轮轨副摩擦、磨损特性的影响.结果表明:与干态相比,4种润滑剂均使摩擦副的摩擦因数减小,表面磨痕深度减小,磨损量降低,其中石墨钙基脂的减摩和抗磨效果最好;试验结束后,轮轨试样接触表面的硬度均有不同程度的增加,其中涂有石墨钙基脂的轮轨试样的表面硬度增加最小.     

Experimental study on wear and spalling behaviors of railway wheel

The current researches of the wear and spalling behaviors of wheel/rail materials focus on the field investigation rather than the mechanism. However, it is necessary and significant for clarifying the mechanism and relationship between the wear and spalling damage of railway wheel to test and reproduce the wheel damages in laboratory. The objective of this paper is to investigate the wear and spalling damage behaviors of railway wheel using a JD-1 wheel/rail simulation facility, which consists of a small wheel serving as rolling stock wheel, and a larger wheel serving as rail. The damage process of wheel roller is explored in terms of the creep ratio, axle load, and carbon content by means of various microscopic examinations. The experimental results show that the wear volume growth of wheel roller is proved to be proportional to the increase of the creep ratio and normal load between simulating wheel and rail. The increase of carbon content of wheel material causes a linear reduction in the wear volume. The microscopic examinations indicate that the rolling wear mechanism transfers from abrasive wear to adhesive and fatigue wear with an increase of tangential friction force, which results in the initiation of fatigue crack, and then aggravates spalling damage on the wheel roller surface. The surface hardness of material depends strongly upon its carbon content. The decrease of the carbon content of wheel material may alleviate spalling damage, but can cause a significant growth in the wear volume of wheel roller. Therefore, there is a competitive relationship between the wear and spalling damage of wheel material. This research proposes an important measure for alleviating or preventing the wear and spalling damage of railway wheel material.     

基于BP神经网络的钢轨磨损量预测

随着列车运行速度和轴重的提高,轮轨系统的磨损越来越严重,其中曲线半径、轴重和运行速度是影响轮轨磨损的重要因素。建立了钢轨磨损量影响规律的径向BP基函数神经网络模型,该网络具有3路输入,3个神经层;在JD-1大型轮轨模拟试验机上通过改变试验参数进行钢轨磨损试验,获得不同试验参数下的钢轨磨损量;以钢轨磨损数据作为BP神经网络的目标样本,对不同试验参数下的磨损量进行了预测。结果表明,模型可较准确地计算轮轨冲角和速度对钢轨磨损量的影响规律,利用BP神经网络对钢轨磨损量预测具有较高的精度,可在一定程度上验证试验结果。     

Pin-on-disc study of the effects of railway friction modifiers on airborne wear particles from wheel–rail contacts

Knowledge of wheel–rail interaction is crucial to wheel and rail maintenance. In this interaction, some of the worn-off material is transformed into airborne particles. Although such wear is well understood, few studies treat the particles generated. We investigated friction modifiers' effects on airborne particle characteristics generated in wheel–rail contacts in laboratory conditions. Pin-on-disc machine testing with a round-head pin loaded by a dead weight load 40 N simulated maximum contact pressure over 550 MPa. Airborne particle characteristics were investigated in dry contacts and in ones lubricated with biodegradable rail grease and water- and oil-based friction modifiers. The number of particles declined with the grease; the number of ultrafine particles increased with the water-based friction modifier, mainly due to water vaporization.     

轮轨配合对重载货车轮轨磨耗的影响*

在中国既有线路的参数设置下,建立标准LM车轮与R60轨和R75轨配合时的轮轨接触和磨耗模型,对比研究不同轮轨配合时的磨耗性能。计算表明R75轨轮轨接触点集中分布在轨侧、轨头和轨顶三个区域,接触线不连续。在当轮对横移小于3 mm时,两种钢轨滚动圆半径差和接触角差基本一致,轮对横移大于3 mm时,R75轨的滚动圆半径差和接触角差稍小。R75轨与LM车轮配合时,在车轮踏面和轮缘、钢轨轨顶和轨角两段圆弧的过渡段的接触斑面积和应力变化剧烈。车辆在直线上运行时,R75轨的轮轨磨耗将增大数倍,动态通过800 m半径曲线时,外轨磨耗增大约45%。轮轨配合的理论分析表明R75轨不适应我国重载运输,采用提高强度的R60轨更符合我国重载铁路的实际情况。     

基于ANSYS的轮轨摩擦热效应分析

随着铁路的高速化和重载化,车辆运行环境日益恶化,破坏的程度也越严重。针对机车特定轮重、相对滑动速度、摩擦系数的工况,应用有限元分析软件ANSYS对钢轨瞬态温度场作了计算研究,并利用其中的参数化设计语言(APDL)实现了移动载荷的加载。结果表明钢轨轨表面温度随摩擦系数和相对滑动速度的增加而增大,最高温升与摩擦系数和相对滑动速度呈线性关系。得出的温度场为钢轨结构优化设计提供了依据。     

高速轮轨黏着机制进展及模拟试验研究

列车的运行要借助于轮轨之间的黏着和制动,轮轨之间的最大黏着力受到接触斑上黏着系数的限制,因此轮轨关系中的黏着问题是与高速铁路运营密切关联的带有基础性的研究课题。综述国内外高速轮轨黏着的进展及现状,指出研究面临的主要问题。介绍轮轨模拟试验机开展的轮轨黏着试验,结果表明:油水砂介质下的轮轨黏着系数最大,油水介质下的轮轨黏着系数最小,利用此模拟试验机可开展轮轨黏着特性研究。     

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。