基于Archard磨耗模型的合金钢心轨组合辙叉道岔钢轨磨耗研究
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关于铁路道岔普通合金钢辙叉增加通过总重的探讨与研究摘要:50kg/m钢轨6号对称道岔由于其占地面积小、建设成本少、容许速度低等特点广泛的应用于货车编组站岔位上。
编组站由于使用频繁,对道岔磨耗相比正线道岔严重,辙叉磨耗快,寿命短,辙叉磨耗到限后需要进行更换,影响到编组站的运营,所以提高辙叉的寿命是需要急迫解决的问题。
焊接式翼轨加强型合金钢组合辙叉心轨和翼轨均采用合金钢材料制造,合金钢材料机械性能相比既有的高锰钢材料机械性能大幅提升,有效提升了辙叉的使用寿命。
心轨和翼轨同时采用合金钢材料,实现了心轨与翼轨同材料、等强度、同寿命,同步延长的合金钢辙叉的寿命。
采用合金钢耐磨护轨,对辙叉心轨侧磨实现了有效防护,减少了心轨的侧磨。
采用心翼轨同合金钢材料的焊接式翼轨加强型合金钢组合辙叉和焊接式耐磨护轨,经过上道验证,辙叉磨耗速度不到既有高锰钢的三分之一,有效提升了辙叉的寿命,降低养护维修工作量。
关键词:对称道岔、焊接式翼轨加强型合金钢组合辙叉、焊接耐磨护轨;1 研究背景及意义铁路道岔是铁路线路的关键组成部分,也是铁路线路最薄弱部位,其中辙叉又是道岔部件中最易损部件,辙叉通过总重直接影响到辙叉使用寿命,频繁更换辙叉,给现场养护增加非常多的工作量,此外磨耗过大的辙叉存在安全隐患,所以提升辙叉心通过总重是摆在工务部门面前的现实问题。
1.1 研究背景50kg/m钢轨6号对称道岔由于其占地面积小、建设成本少、容许速度低等特点广泛的应用于货车编组站中。
对称道岔是单开道岔的一种特殊类型,与单开道岔相比具有以下特征:(1)对称道岔全部部件都与辙叉角中分线左右对称布置;左右侧均为侧股,半径相同,不存在直向和侧向之分;(2)对称道岔尖轨长度与单开道岔尖轨长度相同时,转辙角仅为单开道岔的一半;(3)对称道岔辙叉号数与单开道岔辙叉号数相同时,其导曲线半径较单开道岔约大一倍,侧向通过速度大幅提高,如果保持半径不变,对称道岔长度可大为缩短;(4)在保持相同的过岔速度条件下,可采用比单开道岔较小号数的辙叉。
特别策划1 概述2017年前,我国高速铁路运行4种动车组,采用3种车轮廓面(2017年后,动车组类型增加了复兴号,其车轮增加了LMB-10廓面,该廓面考虑与高速铁路各种钢轨廓形匹配),其中CRH1和CRH2型动车组车轮廓面为LMA;CRH3型动车组车轮廓面为改进S1002,即S1002CN;CRH5型动车组车轮廓面为XP55。
后两者原型车车轮及廓面是针对1︰20轨底坡和1 360 mm轮背内侧距条件设计的,与我国采用1︰40轨底坡和1 353 mm 轮背内侧距的条件不同。
由于轨底坡变小,轮轨接触点偏向于轨距角侧,而轮背内侧距变小,不仅轮轨之间游间加大,同时,名义轮轨接触的平衡点也发生改变,这些因素均影响到轮轨关系。
60 kg/m钢轨按原始廓形进行钢轨预打磨也必然造成轮轨接触点偏向轨距角侧,甚至出现2条光带,早期石太客专、京津城际铁路按原始廓形均匀进行的钢轨预打磨后实际轮轨走行光带均证明了这一点[1]。
当车轮凹磨展到一定程度时(约0.6 mm),CRH3型动车组车轮廓面S1002CN与60 kg/m钢轨标准廓面匹配导致等效锥度加大[2],等效锥度加大造成临界速度下降,动车组高速运行时,极易引起横向失稳而产生振动,加快车轮失效。
2010年武广高铁动车组构架横向加速度报警正是在这种条件下发生的,在中国铁路总公司运输局组织下,提出通过钢轨打磨改变钢轨廓形,实现轮轨理想匹配,针对武广高铁运行动车组车轮廓面进行了钢轨打磨廓形设计,按设计廓形加强轨距角打磨。
钢轨打磨后动车组构架横向加速度由0.8g以上下降到0.5g以下,消除了动车组报警,通过钢轨打磨成功整治了动车组构架横向加速度报警现象。
2011年,在京沪高铁钢轨预打磨实践中,进一步完善了钢轨打磨设计廓形(简称设计廓形),并针对我国2种线路钢轨打磨车(GMC96X和GMC96B)进行了打磨我国高速铁路钢轨和道岔打磨技术应用与实践田常海(中国铁道科学研究院 金属及化学研究所,北京 100081)摘 要:针对我国高速铁路早期由于轮轨匹配不良出现的高铁动车组构架横向加速度报警、抖车、晃车和波磨等现象,提出用钢轨打磨方法解决轮轨匹配不良问题,进行廓形打磨技术研究与实践,改善和优化我国高速铁路轮轨型面匹配关系,从工务方面解决了高铁动车组构架横向加速度报警等问题。
延长合金钢组合辙叉使用寿命试验与应用摘要:道岔是轨道的薄弱环节之一,随着万吨列车的开行,道岔的使用寿命明显减少,这就要求我们对伤损的辙叉或道岔的其它部位及时作出更换。
为节约成本,延长合金钢组合辙叉使用寿命,我们对磨耗较严重的翼轨进行了更换,对磨耗较轻的心轨、翼轨进行了及时焊补。
通过长时间的摸索实验,我们掌握了一整套的焊补技术,并对焊补后辙叉的日常保养,也总结出了自己的一些经验。
关键词:铁路;道岔;辙叉;更换;焊补Abstract: Turnout is the track one of the weak links, with tons of train turnout, the service life is significantly reduced, which requires us to damage other parts of the frog or switch to make timely replacement. To save costs, prolong the service life of alloy steel composite frog, we wear serious wing rail were replaced, to wear light rail, the timely repair welding wing rail. Through the long time exploration experiments, we have a complete set of welding technology and welding frog, after the daily maintenance, summarizes their experience.Key words: railway; turnout; frog; replacement; welding repair中国分类号:TU71 文献标识码:A 文章标号:2095-2104(2012)03-0001-02随着铁路的跨越式的发展,铁路的运输能力得到很大的提高,这就对设备状态提出了更高的要求。
基于Archard磨损理论的滑动导轨磨损率预测模型研究王超;胡亚辉;谭雁清;崔洪胤【摘要】以机床滑动导轨副典型工况下的载荷和速度为变量因素,采用正交实验设计方法,进行销盘磨损实验,研究滑动导轨副在干摩擦条件下的磨损规律。
参照经典的Archard磨损公式对实验数据进行回归并修正,得出相应的磨损率的回归公式。
将该回归公式和Archard公式计算结果与实验数据进行对比,得出该回归公式能更好地预测导轨副的磨损率。
%With the typical loading and velocity under the working condition as the experimental variables,the wear be-havior of machine tool slide guides under dry friction was studied through pin-on-disc wear tests with orthogonal experimen-tal design. According to the form of the Archard wear model,the experimental results were treated with multiple regression analysis and a fine regression expression of wear rate was obtained. By comparing with the calculation results of the regres-sion expression and the Archard wear model with the experimental data,it is concluded that the regression expression is better to predict the wear rate of slide guides.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】5页(P73-76,98)【关键词】滑动导轨;销盘磨损试验;正交实验;Archard磨损模型;回归分析【作者】王超;胡亚辉;谭雁清;崔洪胤【作者单位】天津理工大学复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384;天津理工大学复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384;天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072;天津理工大学复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384【正文语种】中文【中图分类】TH117.1高精度机床是制造精密机床和其他高精度机器的工作母机,属战略性基础装备,同时也是国家制造技术最高水平的体现。
特别策划国高速铁路(简称高铁)发展迅速,至2017年底,运营里程已超过2.5万km,占世界高铁运营里程的一半以上。
快捷、舒适、安全的高铁极大方便了旅客出行,为市场资源配置和国民经济发展注入了强大动力,同时也对铁路运营和维护工作提出了更高要求。
自京津城际铁路2008年开通运营至今,高铁轮轨服役情况总体良好,但也存在一些问题,例如:钢轨波磨、小半径曲线钢轨和道岔尖轨侧磨,动车组出现构架横向加速度报警、车轮凹磨、车轮多边形等问题。
轮轨关系是铁路科技领域的基础理论之一,轮轨材质的选择与匹配是轮轨关系研究的一个重要方面。
合理的车轮和钢轨材质匹配,可以减少运营中轮轨伤损,对维持合理的轮轨型面、优化二者接触条件、延长其使用寿命具有重要意义。
介绍我国目前轮轨材质的性能指标及服役现状,针对运营中存在的问题,开展轮轨硬度匹配研究,对轮轨硬度比、车轮硬度、车轮镟修周期等指标进行分析探讨,提出轮轨硬度匹配方向建议。
1 轮轨材质性能及服役现状1.1 钢轨为适应铁路快速发展的需要,自1998年修建秦沈客运专线起,铁路、冶金两行业共同努力,逐步完成高铁钢轨标准制定、生产设备改造,从而推动了生产技术的进步,钢轨的性能指标、质量和数量等均能满足高铁对钢轨提出的高要求。
2012年,原铁道部运输高速铁路轮轨硬度匹配研究及方向探讨张银花1,周韶博1,张关震1,常崇义2,周清跃1,王文健3(1. 中国铁道科学研究院 金属及化学研究所,北京 100081;2. 中国铁道科学研究院 铁道科学技术研究发展中心,北京 100081;3. 西南交通大学 摩擦学研究所,四川 成都 610031)基金项目:中国铁路总公司科技研究开发计划项目(2016G008-B、 J2015G009);国家重点基础研究发展计划(973计划) (2015CB654805)第一作者:张银花(1965—),女,研究员。
摘 要:针对我国高速铁路轮轨关系中钢轨磨耗小、车轮存在凹磨和多边形磨耗、车轮镟修周期短和维护成本高等问题,从轮轨硬度匹配角度,开展轮轨材质硬度摩擦磨损小比例试验、现场轮轨磨损规律测试试验、轮轨磨耗仿真计算等研究,对轮轨硬度匹配指标和方案进行探讨。