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关于车轮踏面圆周磨耗原因、危害及处理方法的调研报告摘要随着铁路货运经营管理模式的多元化发展，铁路货车高速、重载的运输需求日益升温，如何稳步提升铁路货车车辆安全运行品质，有效防止列车惯性故障，维护安全稳定的运输环境是铁路货车车辆运用部门的重要难题之一。
轮对作为铁路车辆转向架中的关键部件，对车辆的安全运行起着至关重要的影响。
常见的轮对故障有：车轮踏面擦伤、剥离及局部凹入、熔堆、欠损，车轮踏面圆周磨耗过限，轮缘磨耗过限及其它设备故障。
通过对现场作业车辆车轮踏面圆周磨耗故障的调研，总结出可能引发车轮踏面圆周磨耗故障发生的原因、危害及车辆运用的控制措施。
关键词铁路货车；踏面圆周磨耗；控制措施1 车轮踏面外形结构在很长的一段时间里，车轮的踏面结构为锥形，即车轮踏面由具有一定锥度的两段直线组成。
在锥形踏面长期运行过程中，每次旋削后，存在踏面外形和钢轨顶部断面形状不匹配、运用初期磨耗较快、旋削切削量大等问题。
从大量的现场运用实践中总结出：不论车轮踏面初始形状如何，经过运用磨耗后，车轮踏面趋向一个“稳定形状”，并且形状一旦稳定，磨耗就会减慢，在认识了锥形踏面存在的问题和踏面磨耗规律之后，我国铁路货车采用了现在的LM磨耗型踏面。
LM磨耗型踏面的外形结构如图1所示。
2 车轮踏面圆周磨耗超限的原因1）在充分满足铁路货车高速、重载运输需求的前提下，铁路货物列车的制动距离也相应延长，闸瓦与轮对的粘着摩擦时间延长、摩擦作用力增大，在制动过程中，闸瓦表面与车轮踏面圆周的磨耗也必然相对增加，势必增大了车轮踏面圆周的磨损，然而，闸瓦可以随时更换，而轮对的更换与处理，则需要将故障轮对车辆扣送到具有一定资质的检修部门，检修不及时，形成车轮踏面圆周磨耗超限故障；2）部分车辆的制动机发生故障或制动机作用不良，个别司机制动、缓解操作不当，致使车辆长期带闸运行，闸瓦与车轮踏面长时间磨损，轮对沿钢轨长距离滑行，产生巨大的滑动摩擦力等诸多情况，都会形成车轮踏面圆周磨耗超限问题的发生；3）高磷磨合闸瓦材质不良，工艺标准低下的影响。
摘要：随着我国铁路高速和重载的发展，轮轨磨耗问题日趋严重，每年都给铁路运输业造成巨大的经济损失，其解决与否直接影响到铁路的快速发展。
为了进一步了解车轮磨耗的原因，从而提出降低磨耗的有效措施，本文分别从转向架形式、车轮位数、轮瓦磨耗、轮轨磨耗等方面对车轮磨耗进行调研，并将影响铁路货车车轮磨耗的主要因素归结为货车轴重、货物周转量、闸瓦质量、车轮硬度、制动形式、闸调器作用影响及基础制动装置制造尺寸等方面。
通过对段修车检修轮对磨耗情况的调研、分析，总结了磨耗规律，提出了改进措施，结论表明，推广应用新型车轮以提高车轮踏面及轮辋硬度、进一步提高制动梁、闸瓦托制造、检修质量，严格控制各项尺寸在公差范围之内、加强对闸调器在运用中正确使用、控制同一轮对两车轮的轮径差使车轮踏面磨耗均匀化的有效途径；铁路货车采用状态修的维修管理办法是控制和降低轮缘磨耗发生的有效手段。
提出的建议可为改善车轮磨耗，降低检修劳动量，确保运输安全具有实际意义。
关键词：车轮踏面圆周磨耗；轮缘磨耗；原因分析；改进措施中图分类号： u272 文献标识码： a 文章编号： 1673-1069（2016）21-86-30 引言随着我国铁路高速和重载的发展，车轮损伤形式逐渐呈多样性，尤其是轮对踏面圆周磨耗及轮缘磨耗问题日趋严重，严重影响货车车辆的运行品质，本文对车轮损伤的性质及产生原因进行了分析，对车轮损伤产生的危害进行了阐释，为进一步分析车轮磨耗的规律，探究其产生原因，提出改进措施，本文分别从转向架形式、车轮位数、轮瓦磨耗、轮轨磨耗等方面对车轮磨耗进行调研，并将影响铁路货车车轮磨耗的主要因素归结为货车轴重、货物周转量、车轮硬度、制动形式及基础制动装置制造尺寸等方面。
通过对段修车检修轮对磨耗情况的调研、分析，总结了磨耗规律，提出了改进措施，结论表明，推广应用新型车轮以提高车轮踏面及轮辋硬度、进一步提高制动梁、闸瓦托制造、检修质量，严格控制各项尺寸在公差范围之内是降低车轮踏面磨耗并使车轮踏面磨耗均匀化的有效途径。
不同车轮踏面对高速轮轨关系的影响研究周新建;王琦;王成国;张海【摘要】Based on the current situation of China Railway High-speed, when distance between backs of wheel flanges is 1353, rail base inclination is 1:40, CHN60 is selected as rail, this paper studies the effects of three different wheel treads on relationship between High-speed wheel and rail. The three different wheel treads are LMa used for CRH2, S1002G used for CRH3, and JP-ARC used for the Japanese Shinkanse. The results show that the wheel-rail contact point of LMa and CHN60 is well distributed for maintaining wheel treads, better than S1002G and JP-ARC' s wheel-rail contact point distribution. Meanwhile, the paper explores the effects of these three different wheel treads on stability of the vehicle by comparing its wear and derailment quotient. The conclusion is that stability of the vehicle decreases in each kind of wheel tread as the vehicle speed increases. S1002G is superior to JP-ARC and LMa in stability. LMa is superior to JP-ARC and S1002G in wear. And S1002G is superior to LMa and JP-ARC in safety (derailment quotient).%根据中国高速铁路的现状,在轮对内侧距选用1353、轨底坡选用1:40、钢轨选用中国高速钢轨cHN60的前提下,研究了CRH2上使用的LMa、CRH3上使用的S1002G和日本新干线圆弧车轮JP-ARC这3种踏面对CHN60轮轨的影响.研究结果表明,LMa与CHN60的轮轨接触点分布比较均匀,有利于车轮型面的保持;其次是S1002G,最差的是JP-ARC踏面.另外,通过比较这3种踏面的磨耗情况和脱轨系数,研究了这3种踏面对车辆平稳性的影响.研究结果表明,随着车辆运行速度增加,3种踏面的平稳性下降.S1002G踏面在平稳性方面优于LMa和JP-ARC;车轮磨耗情况方面,LMa踏面优于S1002G和JP-ARC;安全性(脱轨系数)方面,S1002G踏面优于LMa和JP-ARC.【期刊名称】《华东交通大学学报》【年(卷),期】2011(028)002【总页数】5页(P14-18)【关键词】轮轨关系;平稳性;磨耗;脱轨系数【作者】周新建;王琦;王成国;张海【作者单位】华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室,江西,南昌,330013;华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室,江西,南昌,330013;武汉铁路局,湖北,武汉,430071;中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心,北京,100081;华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室,江西,南昌,330013;中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】U266.2由于历史和技术等原因，各国高速铁路采用了不同形状的钢轨、车轮和轮对内侧距。
踏面磨耗对车辆稳定性及平稳性的影响分析【摘要】运用SIMPACK软件对典型线路运营车辆进行动力学仿真，使用MATLAB软件对仿真数据进行后处理，画出不同运营里程下车辆的Hopf极限环以及不同踏面磨耗状态下车辆的横向、垂向平稳性指标的变化规律，提出了踏面磨耗对车辆稳定性及平稳性影响的分析方法，为研究其他线路踏面磨耗对车辆动力学的影响提供了方法参考。
【关键词】踏面磨耗；稳定性；平稳性；SIMPACK；MATLAB1 前言轮轨几何接触是解释车辆运行动力学性能的基础，随着运营里程的增加及踏面不断磨耗，磨耗轮与轨道的几何接触与新轮状态有着较大差异。
因此，采集磨耗踏面数据，研究踏面磨耗规律及其对车辆动力学性能的影响是一项具有重要意义的工作。
本文以采集的车辆磨耗踏面数据为基础，基于多体动力学软件SIMPACK建立精确的车辆动力学模型，进行磨耗车辆动力学仿真分析，主要研究车轮踏面磨耗对车辆系统的运行稳定性及平稳性的影响。
2 动力学仿真计算选用运行于某典型线路上的某辆车的车轮在第一个镟修周期内的踏面磨耗数据（里程节点分别选为6万公里、12万公里、15万公里、20万公里），建立精确的车辆动力学系统非线形数学模型，研究踏面磨耗对车辆系统的蛇形运动稳定性、运行平稳性的影响。
利用SIMPACK软件建立车辆动力学仿真模型，模型如图2.1所示。
轮轨接触几何参数是轮对横移量的非线性函数，包括车轮滚动半径、车轮横断面曲率半径、接触角、轮对侧滚角、轨头横断面曲率半径等。
由于车轮和钢轨可以具有任意外形，轮轨接触几何参数很难直接表示为轮对横移量的显函数形式，因此，轮轨接触几何参数可表示为轮对横移量的数据表，而中间值则采用线性插值的方法来计算。
新轮及磨耗轮踏面接触几何参数均采用SIMPACK软件进行计算。
2.1稳定性计算及分析方法将不同里程下的磨耗踏面采集数据输入到车辆模型中，研究踏面磨耗对蛇形稳定性能的影响。
根据Hopf极限环分叉原理，研究车辆系统的临界速度，确定如下稳定性分析方法：给定一较大的初始激扰状态，在无轨道激励条件下，通过测试系统的振动能否衰减到平衡位置来判断系统是否出现蛇行失稳。
轮踏面磨耗是车轮缺陷表现的主要形式[1]，对轮轨接触关系和车辆系统运行的稳定性、平稳性、安全性，以及运营成本产生较为明显的影响。
目前，在役动车组运营一段时间后常出现晃车和垂向振动加剧等现象[2]，这是由于车轮踏面不断磨耗造成的。
在此以实测磨耗后的踏面为基础，以CRH 2型动车组为研究对象，针对动车组的新踏面、实测小磨耗踏面及大磨耗踏面与标准轨道匹配，研究车辆在不同磨耗踏面下的运行动力学性能，以求对保证高速列车安全可靠运行有一定的指导意义，并为踏面外形的优化设计提供一定参考。
1 不同踏面对比目前，我国动车组主要采用3种不同踏面。
其中，CRH 1型和CRH 2型动车组采用LMA踏面，CRH 3型动车组采用S1002CN踏面，CRH 5型动车组采用XP55踏面[3]。
动车组运行一段时间后，踏面出现磨耗现象，根据实测踏面形状，选取2种不同磨耗程度的LMA踏面，与新踏面进行对比（见图1）。
动车组车轮踏面磨耗对动力学性能的影响徐 凯：西南交通大学机械工程学院，博士研究生，四川 成都，610031李 芾：西南交通大学机械工程学院，教授，四川 成都，610031李东宇：中国铁路物资北京有限公司，助理工程师，北京，100053杨 阳：西南交通大学机械工程学院，博士研究生，四川 成都，610031摘 要：比较不同磨耗程度下LMA踏面的形状和轮轨接触特征，建立CRH 2型动车组计算模型，使用不同磨耗程度的LMA踏面配合60 kg/m钢轨轨面，对其动力学性能进行仿真计算。
结果表明，在踏面出现磨耗后，车辆稳定性、车体振动加速度和平稳性指标均较新轮状态恶劣；车体振动功率谱密度分布表明，车体摇头振动能量明显增大，垂向振动特征没有发生变化；随着踏面的磨耗，车辆曲线通过性能得到改善；对于在役动车组，应严格控制其车轮踏面磨耗。
关键词：高速动车组；转向架；踏面磨耗；动力学性能中图分类号：U260.11 文献标识码：A 文章编号：1001-683X（2016）09-0040-05车图1 磨耗踏面与新踏面对比Y /m m302010-50 0 50X /mm小磨耗踏面大磨耗踏面 新踏面动车组车轮踏面磨耗对动力学性能的影响 徐凯 等从新踏面和磨耗踏面对比可以看出，磨耗主要出现在踏面与轨道接触区域，即名义滚动圆附近。
内燃机与配件0引言货车车辆作为重载铁路运输的主要承载装备，车轮部分是其运输制动的关键部件，运输中车轮故障时有发生，故障有的会直接危及列车的运行安全，车轮踏面圆周磨耗超限故障是其中的重要故障，也是车辆段运用列检重点检查工作，需要运用车间在综合管理和技术能力方面不断提高标准，才能降低其故障发生几率。
1故障类型分析1.1故障概念车辆车轮的故障主要包括有轮缘垂直磨耗、内侧缺损超限，踏面擦伤、剥离、凹下、缺损、踏面圆周磨耗超限，轮缘厚度、轮辋厚度不符合规定等。
1.2踏面圆周磨耗的测量方法使用测量工具LLJ—4A型铁道车辆车轮第四种检查器，踏面磨耗尺框背面滚动圆刻线14与主尺背面滚动圆刻线12对齐，拧紧尺框紧固螺钉5；将轮辋厚度测尺8贴靠车轮内侧面，轮缘高度测量定位面4贴靠轮缘顶点；移动踏面圆周磨耗测尺3，使其测头18与踏面接触，测尺3与尺框2相重合的刻线所对应的示值即为踏面圆周磨耗。
（图1）1.3故障表征运用列检进行列车技术检查作业时，检车员发现车轮踏面存在异常磨耗时，要使用第四种检查器进行踏面圆周磨耗的测量，磨耗超限时要进行摘车临修更换轮轴，踏面圆周磨耗深度运用限度规定不得大于8mm。
2故障原因分析车轮踏面圆周磨耗深度超限故障产生的主要原因：2.1正常磨耗：车轮踏面长期运行与钢轨摩擦造成车轮踏面圆周磨耗，属于正常的磨耗。
2.2非正常磨耗：同一车轴上两车轮轮径差过大时，车体重心向小轮径一侧偏移，致使小轮径车轮的轮缘、踏面磨耗加剧，这种磨耗属于非正常磨耗。
3现场处理情况分析以运用车间为例在一段时间检查该类故障在现场标准化管理、职工素质、车轮的材质制造工艺等方面进行相关分析。
3.1存在的问题3.1.1作业人员对车轮故障及危害概念不清楚通过对车间各作业场现场检查，发现对车轮故障有哪些种类？车轮故障对行车安全有哪些危害？有相当部分现场作业人员根本不清楚。
3.1.2作业人员对车轮限度测量及检查方法不清楚通过现场作业检查，发现作业人员对车轮检查没有重点，在检查方法上存在偏差，对车轮测量检查器有部分人员不会使用，造成对车轮故障的发现判断及处理影响很大。
LM磨耗型踏面检测方法的探索与实践摘要：LM磨耗型踏面检测方法是一种高效、精准的铁路轨道检测方法，可以准确检测出轨道踏面的磨耗情况。
本文将从LM磨耗型踏面检测方法的原理、优点、应用等方面进行详细介绍，并探讨其在实际运用中的问题和解决方案。
一、引言随着铁路交通的快速发展，轨道的安全性和舒适性越来越受到关注。
轨道踏面的磨耗是影响铁路安全和舒适性的重要因素之一。
因此，研究一种高效、精准的轨道踏面检测方法具有重要意义。
LM磨耗型踏面检测方法作为一种新型的检测方法，已经在国内外得到了广泛的应用。
本文将从LM磨耗型踏面检测方法的原理、优点、应用等方面进行详细介绍，并探讨其在实际运用中的问题和解决方案。
二、LM磨耗型踏面检测方法的原理LM磨耗型踏面检测方法是一种基于激光扫描和机器视觉的检测方法。
其原理是利用激光扫描仪对轨道踏面进行扫描，获取踏面的三维形貌数据。
然后，通过机器视觉技术对获取的数据进行处理和分析，提取出踏面的磨耗信息。
最后，根据磨耗信息对轨道踏面进行评估和分类。
该方法具有非接触、高精度、高效率等优点，可以实现对轨道踏面的快速、准确检测。
三、LM磨耗型踏面检测方法的优点1. 高精度：LM磨耗型踏面检测方法采用激光扫描和机器视觉技术，可以获取高精度的踏面形貌数据和磨耗信息，检测精度高达0.1mm。
2. 高效率：该方法采用自动化检测方式，可以快速完成对轨道踏面的检测，提高了检测效率。
3. 非接触：LM磨耗型踏面检测方法采用非接触式检测方式，避免了传统检测方法中对轨道踏面的损伤和污染，保证了检测的准确性和可靠性。
4. 可靠性高：该方法通过对获取的数据进行处理和分析，可以准确提取出踏面的磨耗信息，并对轨道踏面进行评估和分类，具有较高的可靠性。
5. 适用范围广：LM磨耗型踏面检测方法适用于各种类型的轨道踏面检测，包括高速铁路、地铁、城市轨道交通等。
四、LM磨耗型踏面检测方法的应用LM磨耗型踏面检测方法已经在国内外得到了广泛的应用。
内燃机与配件0引言中国自引进国外先进的高铁技术，经过十年的消化吸收，目前已完全拥有自主创新的能力，但随着高铁运行速度的不断提升，踏面磨耗加剧，轮轨接触恶化，车辆振动加剧，产生大量噪声且加速车辆各部件损耗，严重影响了运行时乘客的舒适度和运行安全性[1]。
目前许多学者致力于踏面磨耗研究。
在国内，金学松教授等基于轮轨摩擦学原理，提出新的打磨方法优化了钢轨打磨模型[2]；张波等采用赫兹实验方法进行轮轨磨耗实验研究，并提出轴重、蠕滑率、总的接触次数是影响磨耗的主要因素[3]；在国外，Archard 最早提出了广义的Archard 磨耗模型，认为磨耗量与接触物体的材料、相对滑动距离有关，Archard 磨耗模型可以用于轮轨磨耗[4]；Alina Saidova 等以运行在俄罗斯线路条件下的货车进行仿真分析，研究在不同磨耗状态下如何合理选择Archard 磨损摩擦系[6]。
本文针对两种高速列车A 、B ，分析其在行驶不同里程后踏面的磨耗规律及磨耗后踏面对高速列车动力学性能的影响，为国内高速列车轮轨参数和车辆悬挂参数提供一些参考。
1动力学建模及磨耗模型建立1.1车辆动力学建模———————————————————————作者简介：闫红卫（1994-），男，甘肃庆阳人，硕士研究生，主要研究方向为机车车辆系统动力学；姚远（通讯作者）（1983-），男，安徽宿松人，博士，副研究员，博士研究生导师，主要研究方向为转向架设计及理论、车辆系统动力学及控制。
高速列车踏面磨耗仿真与动力学性能影响研究闫红卫①；陈希成②；姚远①（①西南交通大学牵引动力国家重点实验室，成都610031；②成都工业职业技术学院轨道交通学院，成都610218）摘要：针对国内两种典型不同悬挂参数模式的高速列车A 、B ，采用UM 软件进行磨耗仿真及其对动力学性能影响研究。
研究表明，由于A 车匹配阻尼系数较大的抗蛇行减振器和低锥度踏面，其车轮区域磨耗较为集中，反之，B 车匹配阻尼系数较小的抗蛇行减振器和大锥度踏面，其转向架横向位移较大，车轮踏面磨耗区域较宽。
LM磨耗型踏面检测方法LM磨耗型踏面是指由于车辆长时间行驶而导致的轮胎磨损现象，对于车辆行驶安全和性能影响非常大。
因此，研究和发展LM磨耗型踏面检测方法对于保障交通安全具有重要意义。
本文将详细介绍几种常见的LM磨耗型踏面检测方法。
1. 视觉检测法视觉检测法是一种简单直观的LM磨耗型踏面检测方法。
通过摄像头等设备对轮胎进行拍摄，然后利用图像处理技术对轮胎磨耗情况进行分析。
这种方法具有成本低、操作简便等优点，但由于受到光照、角度等外界因素的影响，其准确性有一定局限性。
2. 激光测距法激光测距法利用激光传感器对轮胎表面进行扫描，通过测量激光反射时间来计算轮胎磨耗深度。
这种方法具有高精度、快速测量等优点，但需要专业设备和技术支持，成本较高。
3. 声波检测法声波检测法通过对轮胎磨耗表面进行声波传播测试，根据声波传播时间和速度的变化来计算轮胎磨耗程度。
这种方法无需接触轮胎表面，不会造成损伤，且适用于不同类型的轮胎，具有一定的实用性。
4. 超声波检测法超声波检测法使用超声波传感器对轮胎磨耗进行检测，根据超声波在轮胎材料中的传播速度和反射情况来计算磨耗深度。
这种方法具有高精度、快速测量等优点，适用于不同类型的轮胎，但同样需要专业设备和技术支持。
5. 磁性检测法磁性检测法是利用磁性传感器对轮胎磨耗表面进行检测，通过测量磁场的变化来计算磨耗深度。
这种方法不受外界光照、角度等因素的影响，适用于复杂环境下的测量，但对于不同类型的轮胎需要进行参数的调整。
总结LM磨耗型踏面检测方法各有优缺点，视觉检测法简单直观但准确性有限，激光测距法精度高但成本较高，声波检测法无需接触轮胎表面但需要专业设备，超声波检测法精度高但同样需要专业设备，磁性检测法适用于复杂环境下的测量但需要对参数进行调整。
因此，在实际应用中可以根据具体情况选择合适的方法进行LM 磨耗型踏面检测，以保障车辆行驶安全和性能。
