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动车踏面清扫器研磨子的研制_裴顶峰

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动车组研磨子的研制

动车组研磨子的研制

动车组研磨子的研制蔡仁华;陈伟;李西秦【摘要】通过对日本进口研磨子的材料、结构和性能分析,结合“动车组转向架研磨子技术要求”的规定,合理选用研磨子的挂钩、背板材料,对其磨耗体的材料、生产工艺进行了研究.结果证明,研制的研磨子通过动车组装车试用能满足使用要求,符合中国铁路部门制定的相关规定.【期刊名称】《浙江科技学院学报》【年(卷),期】2013(025)006【总页数】5页(P458-462)【关键词】动车组;研磨子;材料与工艺;研制【作者】蔡仁华;陈伟;李西秦【作者单位】浙江科技学院机械与汽车工程学院,杭州310023;浙江科特汽配有限公司,杭州311106;浙江科技学院机械与汽车工程学院,杭州310023【正文语种】中文【中图分类】U260.35;U266.2为了提高制动性能，时速200 km及以上的“和谐号”CRH2动车组装有研磨子。

研磨子是由于动车组速度的提高及大功率盘形制动的应用，使得车轮与轨道之间有效利用黏着系数问题变得非常突出[1-2]。

研磨子是动车车辆踏面清扫装置的一个部件，固定在转向架的制动夹钳支持架上。

在制动时，将研磨子压在踏面上进行清扫，保证了车轮踏面具有良好的表面状态，在车辆行驶过程中能清除附着在车轮踏面上的尘埃、锈迹、油脂等[3]；同时，研磨子在雨、雪天气等湿润状态下有增强轮轨之间黏着力的作用，通常，使用研磨子时的黏着力是未使用研磨子时的150%[4]，从而保证动车车辆在制动过程中避免空转和打滑。

研磨子结构如图1所示，它由挂钩、钢背和磨耗体组成。

研磨子的钢背和挂钩通过焊接组合在一起，主要作用是保证在使用时有足够的强度；磨耗体是特种复合材料，通过模压和钢背结合在一起，是满足研磨子特殊性能的关键。

根据日本国有铁路规定，登记号JRS12114 38 MR41“车辆上专用增粘压研磨子”和中国制定的“动车组转向架研磨子技术要求”的规定，结合动车组运行速度140～160 km/h、最高速度达到200 km/h的实际状况,以及动车组采用的盘形制动形式和轮轨之间的黏着条件，初步确定研磨子的研制目标。

客运列车踏面清扫装置研磨子金属镶嵌问题研究

客运列车踏面清扫装置研磨子金属镶嵌问题研究

客运列车踏面清扫装置研磨子金属镶嵌问题研究本文介绍客运列车踏面清扫装置的原理和应用情况，对踏面清扫研磨子出现金属镶嵌问题进行分析研究，并对该问题提供相应的解决措施。

标签：踏面清扫;高速客运列车;金属镶嵌一、研究背景客运列车目前广泛采用盘型制动方式，盘型制动主要依靠于制动闸片与盘型制动盘间产生摩擦后，将动能转化为热能，降低车辆运行速度。

盘型制动相较于踏面制动具备更大的制动力，同时对车轮踏面的磨耗更小。

但由于盘型制动方案不能对车轮踏面进行有效清洁，容易造成客运列车在运行过程中易发生空转滑行现象，造车车轮踏面的擦伤等问题。

在这种情况下，踏面清扫装置对于采用盘型制动方案的客运列车显得尤为重要。

同时踏面清扫装置在运行过程中会产生踏面研磨子金属镶嵌的问题，本文主要对这一现象进行研究，并提供相应的解决方案。

二、踏面清扫装置系统组成踏面清扫装置由气动式缸体及合成研磨子组成，由气缸推动研磨子压在车轮踏面上，动作时清除附着在车轮上的尘埃、锈迹、油脂等，防止车轮空转和滑行，用来提高车轮踏面的黏着性能，防止客运列车车轮与轨面进行刮擦。

只有在施加基础制动和空转滑行时，踏面清扫装置才会动作，此時研磨子受气动式缸体内部空气压力作用，压附在车轮踏面上。

三、踏面清扫装置作用机理踏面清扫研磨子通过踏面清扫气缸的作用后以几乎恒定的压力压附在车轮踏面上，此时踏面清扫装置研磨子清扫车轮踏面，其作用有以下5点：1、清除客运列车车轮踏面上的各种杂质，如水膜、油膜或者其它物质形成的膜。

在雨雪天气时，轮轨间会形成一层水膜。

该水膜的厚度会随着列车运行速度的提高而增厚，从而导致轮轨黏着快速降低。

研磨子中的金属颗粒则能有效清除轮轨间的水膜，改善轮轨间的接触面，从而保证雨雪天气下轮轨的有效黏着，对于雨雪天气造成的轮轨低黏着问题改善效果较为明显。

2、踏面清扫研磨子中的硬金属微粒与车轮踏面摩擦，刮擦踏面以提高车轮踏面表面粗糙度，增大车轮大面与轨面摩擦力，从而从另一方面增大车轮与轨面的黏着系数。

浅析CRH6A型动车组踏面清扫装置原理及常见故障彭运添

浅析CRH6A型动车组踏面清扫装置原理及常见故障彭运添

浅析CRH6A型动车组踏面清扫装置原理及常见故障彭运添发布时间：2021-08-24T07:28:18.577Z 来源：《中国科技人才》2021年第13期作者：彭运添[导读] 对故障问题进行分析，剖析故障发生的主要原因，并制定相应的优化措施。

广东城际铁路运营有限公司广东省广州市 510000摘要：踏面清扫装置作为动车组的关键零部件，对动车组安全平稳运行起到关键作用，针对广清城际配属CRH6A型动车组发生的踏面清扫装置故障问题，从踏面清扫装置结构及工作原理入手，对故障问题进行分析，剖析故障发生的主要原因，并制定相应的优化措施。

关键词：动车组；踏面清扫装置；结构；电磁阀；故障引言随着国内城际铁路发展的需要，城际动车组运行速度的提升和动车组运行安全性、可靠性的矛盾日益突出，动车组踏面清扫装置作为动车组转向架基础制动系统的关键零部件，能够在动车组制动和行驶过程中擦拭附着在车轮踏面上的异物，保持轮轨间良好的接触性能，并防止动车组轮对空转和打滑，抑制转动噪音，有效地保障了动车组的安全性及可靠性。

1.踏面清扫装置功能简介1.1 结构踏面清扫电磁阀属常闭型二位三通阀。

电磁阀得电时，先导头打开，气压通过内部先导孔作用在工作活塞（大活塞）上，工作活塞推动阀芯（克服小活塞的推力和摩擦阻力）向右动作，此时出气口打开，排气口关闭。

踏面清扫气缸充气，顶出活塞杆，此时安装在活塞头端上的研磨子就会压在车轮的踏面上；电磁阀断电时，先导头关闭，气压通过进气口右侧先导孔作用到复位活塞上，复位活塞推动阀芯向左动作使阀芯复位，电磁阀关闭，排气口打开，气缸内的空气通过电磁阀排气口排出，此时复位弹簧将活塞杆及研磨子进行复位。

1.2 动作原理踏面清扫电磁阀属常闭型二位三通阀。

电磁阀得电时，先导头打开，气压通过内部先导孔作用在工作活塞（大活塞）上，工作活塞推动阀芯（克服小活塞的推力和摩擦阻力）向右动作，此时出气口打开，排气口关闭。

踏面清扫气缸充气，顶出活塞杆，装置在活塞头端的研磨子就触抵车轮的踏面；电磁阀断电时，先导头关闭，气压通过进气口右侧先导孔作用到复位活塞上，复位活塞推动阀芯向左动作使阀芯复位，电磁阀关闭，排气口打开，气缸内的空气通过电磁阀排气口排出。

CRH2型动车组研磨子国产化研究

CRH2型动车组研磨子国产化研究
剂， 保证 结合 面和磨耗 体材料 有 同样 的强度 。 根据 国 内外 有关资料 介绍 和 国内合成材 料闸 瓦的 钢背 所采用 的钢 板材 质 ， 合钢 背 实 际应 用情 况 以 及 结 钢背 的受力情 况 （ 背 最 大 的正 压 力 为 ４ ０Ｎ） 选择 钢 ９ ， 武汉钢 铁股 份有 限公司冷 轧钢板 作为研磨 子钢 背和安 装钩 的金属材 料 。该 钢板 的化学 成分见表 ２
由于动车 组运 行速 度 高且采 用 多盘制 动 等大 功率
制动 方式 ， 因而有效 利用 车 轮与 钢轨 之 问的黏 着 系数 、
保证 车轮 表面 的 良好技 术状 态显 得尤 其重 要 。
研 磨 子 是 Ｃ Ｈ２型 动 车 组 踏 面 清 扫 装 置 上 的 一 Ｒ 个 主 要 部 件 。Ｃ ＲＨ２型 动 车 组 装 用 的 踏 面 清 扫 装 置 及
研 磨 子 如 图 １所 示 。
图 ２ 研 磨 子 成 品
复车 轮 的不 圆度 ， 以及 时 有 效 地 消 除动 车组 垂 向振 动 的激振 源 。研磨 子 的这些 重要 功 能对进 一 步保证 动车 组 的 良好运 行 品质起 到 了相 当重要 的作 用 。
动 车组 研磨 子 是 一 种 易 耗 件 ， ８辆 编 组 的 动 车 组 有 ６ ４块 研 磨 子 。 研 磨 子 的 理 论 厚 度 为 ４ ０ｍｍ， 效 有
见 表 １ 。
・
２７ ・
铁 道 车 辆 第 ４ ８卷 第 ７期 ２ １ ０ ０年 ７月
很好 的柔韧 性 的前 提 下 ， 定 国 内符 合 条件 的钢板 材 确
料 ， 钢背 符合在 动车组 上使用 的安全 性 。此 外 ， 照 使 按
钢背 的结构设 计钢 背 的组 合 形式 和 冲裁 模 具 ， 然后 进 行 整形 、 焊接 。考虑 到磨耗 体和钢 背结合强 度 的要 求 ， 在钢背 和磨耗体 材料 相互结 合面上 涂 以耐 高温 的粘结

CRH2型动车组转向架踏面洁扫装置

CRH2型动车组转向架踏面洁扫装置

CRH2型动车组转向架踏面洁扫装置
CRH2型动车组转向架在每个车轮的斜上方设置了踏面清扫装置，主要包括气缸和研磨子，由4根螺栓固定在转向架托架上，如图5.44所示。

设置踏面清扫装置的目的是改善轮轨接触面黏着条件，清除表面附着的油污等杂质，同时可以改善车轮踏面的圆度，对车轮踏面上的微小表面损伤起到修复作用，但装置不承担任何制动功能。

踏面清扫装置为空气直动式，清扫装置的动作受控于踏面清扫控制系统的指令，踏面清扫的动作在车轮发生空转(驱动工况)、滑行(制动工况)和施行制动过程中速度在30km/h以上条件下施行。

踏面清扫装置的动作如下：
通过连接器进行加压后，活塞连杆被顶出，装置在活塞头端的研磨子就触抵车轮的踏面，车轮每旋转一周，研磨子就清扫(打磨)踏面一次。

压力去除后，在复位弹簧作用下，
活塞杆及研磨子被拉回。

与研磨子座结合的销子由防振橡胶支持，吸收车轮的倾斜，以此来达到防止研磨子的偏磨耗和缓解振动。

气缸内为活塞和间隙自动调整装置，活塞杆头部与研磨子连接，研磨子为树脂合成材料。

研磨子可以方便地更换，打开研磨子托座上的琐闭装置，即能将研磨子由内向外的方向取出。

高速列车踏面清扫器的研磨子[实用新型专利]

高速列车踏面清扫器的研磨子[实用新型专利]

(10)授权公告号 CN 201808546 U(45)授权公告日 2011.04.27C N 201808546 U*CN201808546U*(21)申请号 201020546612.8(22)申请日 2010.09.29B60S 1/68(2006.01)(73)专利权人常州市铁马科技实业有限公司地址213125 江苏省常州市新北区薛家镇顺园路19号专利权人南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司(72)发明人苟青炳 郑剑云 伍安旭(74)专利代理机构常州市维益专利事务所32211代理人何学成(54)实用新型名称高速列车踏面清扫器的研磨子(57)摘要本实用新型公开了高速列车踏面清扫器的研磨子，高速列车踏面清扫器的研磨子，包括与车轮踏面接触处具有相同弧形的摩擦块，以及与踏面清扫器闸瓦托装卸结构连接的背板，摩擦块与背板固定连接，所述背板上设有若干个连接爪，这些连接爪嵌入到摩擦块内部。

本实用新型通过改变背板的结构，使研磨子的背板与摩擦块连接更加牢靠，避免研磨子在高冲击、高应力状态下出现摩擦块与背板脱离的现象；与闸瓦托的装卸结构相匹配，进一步提高研磨子的装卸效率。

(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 2 页1.高速列车踏面清扫器的研磨子，包括与车轮踏面接触处具有相同弧形的摩擦块，以及与踏面清扫器闸瓦托装卸结构连接的背板，摩擦块与背板固定连接，其特征在于：所述背板上设有若干个连接爪，这些连接爪嵌入到摩擦块内部。

2.根据权利要求1所述的高速列车踏面清扫器的研磨子，其特征在于：背板上设置的若干个连接爪排列成至少一个第一连接爪单元和至少一个第二连接爪单元，第一连接爪单元和第二连接爪单元呈交错排列。

3.根据权利要求2所述的高速列车踏面清扫器的研磨子，其特征在于：第一连接爪单元和第二连接爪单元排列的方向相反。

4.根据权利要求1或2或3所述的高速列车踏面清扫器的研磨子，其特征在于：所述背板包括与踏面清扫器闸瓦托装卸结构相匹配的上背板和与摩擦块连接的下背板，所述上背板上设有连接块，所述下背板上设有插槽，上背板上的连接块插入下背板上的插槽中。

动车踏面清扫器研磨子的研制_裴顶峰


第 2 个峰 起始 峰顶 终了 169 2 210 3 238 9
- 26 18
4 研磨子的性能
4 1 研磨子的力学性能 研磨子的力学性能试验数据见表 4, 为了便于
比较, 将日本研磨子的性能也列于表 4。
表 4 研磨子的力学性能
类型
研磨子 日本研磨子
冲击强度/ ( kJ m- 2)
43 31
压缩强 度/ MPa
3。从表 3 可以看出, 差示扫描量热试验 曲线有 2
个放热峰, 说明存在 2 个反应过程。第 1 个峰是 6
次固化酚醛树脂的放热峰, 同时伴有橡胶硫化放热 峰。该峰自 131 2 开始, 到 166 7 终了。表 2
的压制温度 150 及 160 刚好落在这 个温度区间
里。如果温度继续升高, 则会出现第 2 个峰。第 2
摘 要: 确定研磨子性能测试的标准和条件, 优化材 料配方和 压制工 艺, 研制 动车踏 面清扫器 研磨子。 研 磨子以热塑性酚醛树脂和丁腈胶粉为粘合剂, 以铁 粉和铝 矾土为 填料, 以钢 纤维和 无机矿 物纤维 为纤维, 在 压 制压力为 ( 3 2) M P a, 压 制温度为 150~ 160 下制成。通过 力学性能、热重、强 制磨耗等 试验分析 可知研 磨 子的 性能: 具 有较高的冲击强度、硬度、粘结强度 和耐热 性; 动摩擦 系数和 磨耗量 与日本 研磨子的 相当; 无 破 损、脱落、裂 纹和异常磨耗等现象。
压制 压力/ M Pa
5 3 1
冲击强度/ ( kJ m - 2)
40 39 42
压缩 强度/ MPa
36 35 34
密度/ ( g cm- 3 )
45 46 48
硬度/ HH R
95 90 90

高速列车用踏面清扫器本体铸件的研制

化 等 级 。 因 此 ， Ｒ 量 不 能 过 高 ， 控 制 在 （ Ｅ） 应
００ ％以 内。 ．３
响使 用性能 的破损 ， 主要零件无 异常磨耗 。
（） ４ Ｍｇ
２ 熔 炼 工 艺
２ １ 化学 成分 的确 定 ．
Ｍｇ是 主要 的球 化 元 素 ， Ｗ（ 但 Ｍｇ残） 过 高 量 会增 大铸 件 白 口倾 向以及 夹渣 和缩 松 倾 向 ， 为此 在保 证 最 佳 球化 率 的前 提 下 ， Ｍｇ残） （ 量要 尽 可 能保 持 在较 低 水平 。根据 经 验 ， 控 制 范 围一般 其
了类似于 中硅球铁的成分 ， Ｓ ） （ｉ量和 （ 量 的控 制范围分别为 ３５ ４３ ｃ） ． ％～ ．％和 ３０ ３ ％； ．～ ． 为确保铸 造工艺的可行性 ， ５ 采
用铸 造模拟软 件进行 了铸 造过程模 拟 ，并 根据模拟 结果对工 艺进行 了改进 。生产 结果 ，铸 件强度 和伸长率 均高 于
ｗａ ｄ ｐ ｅ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｒ ｎ ｅ ｏ ｉ ｏ ｔｎ ｎ ｏ ｔ ｎ ｓｒ ｓ ｅ ｔ ｅｙ ｏ ．％ － ．％ ａ ｄ ３ ０ － ．％ ． ｔ ｈ ｕ ｐ ｓ ｓａ ｏ ｔｄ：ｈ ｏ ｔ ａ ｇ ｆＳ ｎ ｅ ｔ ｄ Ｃ ｃ ｎ ｅ ｔ ｏ ｃ ａ ｗａ ｅ ｐ ｃ ｉ ｌ ｆ３ ５ ｖ ４３ ｎ ．％ ３５ Ｗｉ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｅ ｈ
为 ００ ％～ ．５ ．３ ００ ％。
（ ） ５Ｓ
０ ５０ ７牌 号 要 求 抗 拉 强 度 不 低 于 ５ ０ Ｔ ０— ０ ＭＰ ａ以上 ， 长率 不 低于 ７ 基体组 织 为铁 素 体 伸 ％， 和珠 光体 ， 球化 率 无具 体要 求 。 由于 本体 零 件 对 的安 全使 用 条件 苛 刻 ， 求 有一 定 的高 强 度也 要 要 求 有 一定 的高韧 性 ， 为保 证 踏 面清 扫器 工 作 的稳

CR400AF动车组机械师理论机考题库

CR400AF动车组机械师理论机考题库1、CR400AF动车组一级检修空气弹簧橡胶气囊缺陷深度≤( )mm。

A.1B.1.5C.2D.2.5答案：B2、CR400AF动车组检查压溃管是否触发，如（）销消失，更换压溃管。

A.红色B.褐色C.黄色D.黑色答案：A3、CR400AF动车组压缩机油位及真空指示器检查时，当负压达到约（）mbar时，指示柱卡入，即使关闭压缩机后仍可看到指示器的状态。

A.30B.60C.50D.40答案：C4、CR400AF动车组轮辋轮辐超声波探伤作业中，需探伤工确认，轮辋轮辐的超声波探伤作业必须在专门的动车组检查（检修）库内进行，室内温度应保持在（）℃。

A.5～35B.10～35C.5～25D.10～25答案：A5、CR400AF动车组牵引变压器检查与清洁作业中，检查干燥器内干燥剂有无变色。

当硅胶完全干燥时，颜色为（）。

A.红色B.黄色C.白色D.橙色答案：D6、CR400AF动车组烟火报警系统输入电压为（），在插拔电源输入连接器时，需要首先断开电源。

A.DC24VB.AC220VC.AC380VD.DC110V答案：D7、CR400AF动车组轴箱弹簧及转向架组装轴箱弹簧更换中，新轴箱弹簧组成应与上下夹板处于组成状态，注意新弹簧与原弹簧自由高差应小于( )mm。

A.0.5B.1C.1.5D.2答案：B8、CR400AF动车组前端排障板下平面距离轨面( )mm，若不在此范围进行调节。

A.145(0，+10)B.135(0，+10)C.140(0，+10)D.155(0，+10)答案：A9、CR400AF动车组检查变压器油位时，需在油泵停止工作后至少（）分钟后进行。

A.30B.35C.40D.45答案：A10、CR400AF动车组新齿轮箱温度传感器的安装时，齿轮箱线缆集中处固定螺栓M8扭力（）N·m，将螺栓紧固，找补面漆并进行防松标记。

A.10B.12C.15D.16答案：D11、CR400AF动车组动车轮对更换中，转向架撒砂装置安装按照对角组装原则对四个螺栓预紧后，使用力矩扳手紧固，紧固力矩()N·m。

动车组用研磨子的工艺开发研究


近年来，我国高速铁路技术飞 速发展，动车 组速度 不断提高，运营里程也不断增加，动车组轮对 在短时间 内会经历复 杂 的 环 境，因 此 轮 对 踏 面 上 会 附 着 很 多 雨 水、灰尘、油迹、锈迹等杂物，影响轮对踏 面与铁轨 间的 黏 着 系 数［１－３］，增 大 列 车 行 驶 时 的 安 全 风 险 。 研 磨 子 是 踏 面 清 扫 器 装 置 上 的 一 个 核 心 部 件 ，能 够 对 轮 对 踏 面 上 的杂物进行清除，保证轮对踏面具有良好 的表面状 态， 增大轮对黏着系数，同时还可以防止车轮空转、打滑等。
Ｃ ０．１０７
Ｓｉ ０．１７０
钢背来源 样品钢背 选用钢背
Ｓ ０．０１１
表 １ 样 品 钢 背 中 各 元 素 含 量 （质 量 百 分 比 ）
Ｐ
Ｍｎ
Ｎｉ
Ａｌ
０．０２５
１．３９０
０．０３１
０．０５０
Ｖ ０．０３８
％ Ｆｅ 余量
表 ２ 样 品 钢 背 与 选 用 钢 背 力 学 性 能 对 比 表
日本、德国、比利时等发达国家 已率先通过对研磨 子工艺的开发研究来改善轮对的黏着性［４］，不断提高动 车 组 运 行 的 稳 定 性 。 国 内 对 此 研 究 起 步 较 晚 ，工 艺 多 数 还不成熟，研磨子在生产中易产生裂纹、气泡等，不但影 响 产 品 质 量 ，严 重 时 还 会 影 响 列 车 行 车 安 全 。 本 文 对 研 磨子的选材、配方优化、成型工艺等几个 方面进行 了探 索，旨在为该类产品的开发提供思路和方法。
２ 研 磨 子 的 工 艺 开 发
１ 研 磨 子Leabharlann 的 研 制 条 件根据我国制定的动车组转向架研磨子技术要求， 结合目前动车组运行 速 度 及 实 际 工 况，在 研 制 研 磨 子 时，要充分考 虑 到 工 作 环 境 中 可 能 出 现 的 风、沙、雨、 雪 、雷 击 、暴 雨 、强 台 风 天 气 ，以 及 偶 有 的 盐 雾 、酸 雨 、沙 尘暴、高温、高湿，空气中 有 硫 酸、ＳＯ２、臭 氧 等 情 况；除
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5结论
从表 6 可以看出, 研磨子的动摩擦系数、磨耗 量与日本研磨子的相当。另外, 研磨子实验中的最 高温度为 89 , 要比日本研磨子的 94 略低。 4 4 研磨子的扭矩耐久试验和振动试验
扭矩耐久试验和振动试验结果表明: 研磨子无
选择改性酚醛树脂为粘合剂、金属和矿物为填 料、金属纤维等为增强纤维制备的研磨子, 具有冲 击强度高、韧性好、硬度高等特点, 经力学性能、 热重、强制磨耗等试验测试显示, 国产研磨子的质 量达到日本研磨子的质量水平。
冲击强度: 采用标准 GB/ T 1043 1993。 洛氏硬度: 采用标准 GB/ T 9342 1988。 差示扫描量热试验及热重试验: 采用美国 PE 公司 DSC 2 型差热扫描量热仪, 升温速度 10 min- 1 , 气氛为空气。 粘结强度: 按照 UIC 541 4 附录 6。 扭矩耐久性测试: 采用 1 1 制动动力试验台,
89 1 16
硬度/ HHR
90 90
密度/ ( g cm- 3 )
40 40
粘结强 度/ kN
> 12 0 10 2
从表 4 可以看出: 研磨子的冲击强度及硬度均 与日本研磨子的接近; 研磨子的粘结强度在 12 kN 以上, 说明研磨子完全能满足常用 50 kg 压力时的 摩擦力要求, 不会发生脱壳的危险。 4 2 研磨子的热重分析
研磨子和日本研磨子的热重试验数据见表 5。
表 5 研磨子的热重试验数据
类型
研磨子 日本研磨子
失重温度/
初始失重 5% 失重
228
279
232
287
10% 失重 479 489
残重/ %
88 6 89 7
从表 5 可以看出, 研磨子的耐热性能与日本研 磨子的非常接近, 在最高 550 的测试过程中, 残
第32卷, 第3期 20 11 年 5月
中国 铁道科学 CH INA RAIL WAY SCIEN CE
Vo l 32 No 3
M ay, 2011
文章编号: 1001 4632 ( 2011) 03 0142 03 成果简报
动车踏面清扫器研磨子的研制
裴顶峰1, 张国文1, 党 佳1, 贺春江1, 惠 风2
3。从表 3 可以看出, 差示扫描量热试验 曲线有 2
个放热峰, 说明存在 2 个反应过程。第 1 个峰是 6
次固化酚醛树脂的放热峰, 同时伴有橡胶硫化放热 峰。该峰自 131 2 开始, 到 166 7 终了。表 2
的压制温度 150 及 160 刚好落在这 个温度区间
里。如果温度继续升高, 则会出现第 2 个峰。第 2
2 研磨子材料配方的优化
研磨子是采用粘合剂将填料和纤维粘结在一起 制成的。 2 1 粘合剂
粘合剂是制备研磨子的关键材料, 影响到研磨 子的使用性能、寿命, 以及对车轮的损伤程度等。 为了得到较好的摩擦性能, 粘合剂以热塑性酚醛树 脂为主[ 3] ; 同时考虑到低的弹性模量有助于减少车 轮热损伤、提高冲击韧性, 在粘合剂中添加了部分 丁腈胶粉。因此, 粘合剂是由热塑性酚醛树脂和丁 腈胶粉按一定比例混合做成的。 2 2 填料
压制 压力/ M Pa
5 3 1
冲击强度/ ( kJ m - 2)
40 39 42
压缩 强度/ MPa
36 35 34
密度/ ( g cm- 3 )
45 46 48
硬度/ HH R
95 90 90
从表 1 可以看出, 压制压力在 ( 3 2) M Pa 范 围内, 除了对密度产生一定的影响外, 对其他性能 没有明显的影响, 测试数据在测量误差范围内。这 一特点对研磨子工业化生产时控制质量稳定有利。 3 2 压制温度对研墨子性能的影响
[ 2] FR OH LI NG R D, H ET T A SCH G . W heel Rail Interface M anagement: A Ro lling Stock Per spectiv e [ J] . Jour nal of Ra il and R apid T ransit, 2010, 224 ( 5) : 491 497.
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Development of the Abrasive Block for Tread Cleaning Device on Multiple Units
14 4
中国铁道科学
第 32 卷
重率接近 90% , 说明耐热性能都非常优异。
4 3 研磨子的强制磨耗试验 研磨子的强制磨耗试验数据见表 6。
表 6 研磨子的强制磨耗试验数据
类型 研磨子 日本研磨子
动摩擦系数 0 18~ 0 30 0 17~ 0 30
磨耗量/ g 25 23
掉块、脱落、裂纹, 摩擦面无异常磨耗, 没有出现 金属杂质; 车轮踏面没有产生任何损伤; 研磨子装 卸性良好, 研磨子与安装钩接触处、研磨子托均无 异常磨耗。
关键词: 动车组; 踏面清扫器; 研磨子; 配方和工艺 中图分类号: U 260 331 1 文献标识码: B
轮轨关系是高速铁路需要研究解决的课题。轮 轨关系不仅影响列车运行品质, 更影响列车运行安 全[ 1, 2] 。动车踏面清扫器研磨子具有提高轮轨黏着 系数、减少车轮裂纹和擦伤的作用。为此, 通过科 学选材、优化配方及成型工艺, 研制动车踏面清扫 器研磨子。本文概述研磨子研制的关键技术。
3 研磨子压制工艺的优化
研磨子的压制工艺主要受压制压力和压制温度
的影响。 3 1 压制压力对研磨子性能的影响
压制压力对研磨子物理性能影响的结 果见表
1。其 中, 压 制 温 度 为 160 , 压 制 时 间 为 40 min, 后处理温度为 160 , 后处理时间为 4 h。
表 1 压制压力对研磨子物理性能影响的结果
度就会 增高, 脆性增 加, 冲击强 度急剧下 降。因
此, 为了使研磨子综合性能较好且质量稳定, 压制
温度控制在 150~ 160 之间为宜。
表 3 粘 合剂体系的差示扫描量热试验曲线数据
峰位置
第 1 个峰 起始 峰顶 终了
温度/
131 2 147 7 166 7
热焓/ ( J g- 1 )
- 35 02
个峰从 169 2 开始, 到 238 9 终了。在这个温
度区间内醛树脂发生了更加复杂的反应, 主要是二 卞基醚的进一步分解, 并放出少量的甲醛, 酚醛树
脂分子间的交联键更多且更加稳定[ 5] 。如果压制温
度处于这个温度范围, 如 180 , 研磨子中酚醛树
脂就会发生上述变化, 那么研磨子的硬度及压缩强
压制温度对研磨子性能影响的结果见表 2。其 中, 压制压力 为 5 M Pa, 压制时间为 40 min, 后 处理温度为 160 , 后处理时间为 4 h。
表 2 压制温度对研磨子物理性能影响的结果
压制 温度/
150 160 180
冲击强度/ ( kJ m - 2)
39 40 32
压缩强 度/ MPa
PEI Ding feng 1, ZH A N G Guow en1, DA NG Jia1 , H E C hunjiang1 , H U I Feng 2
( 1. M etals and Chemistr y Research Institut e, China A cademy of Railw ay Sciences, Beijing 100081, China; 2. V ehicle F itting s Factor y, Shang hai Railway A dministr atio n, Shanghai 201802, China)
研 磨 子力 学 性能 测 试样 品 的尺 寸为 20 mm ( 长) 10 m m ( 宽) 10 mm ( 高) , 按照如下标 准对其进行测试。
压缩 强度: 采用 标准 GB/ T 1041 1992, 测 试速度 1 m m min- 1 。
弹性 模量: 采用 标准 GB/ T 1041 1992, 测 试速度 1 m m m in- 1 , 采集 最大强度 值的 5% ~ 20% 的弹性模量。
1 研磨子性能测试的标准及条件
气压 0 49 M Pa; 次 数 120 万 次; 车 轮 速 度 40 km h- 1 。
强制磨耗性测试: 采用 1 1 制动动力试验台, 拖磨时间 20 min, 正压力 0 32 M P a, 车轮速度 40 km h- 1 , 客车车轮 ( 915) 。
振动耐久性测试: 采用 U D H 560B 16 电动振 动台、UD V WIN 2 振动控制器; 正弧频率 40 H z, 加速度 10 m s- 2 , 振动累计时间 70 h。
参 考文 献
[ 1] EN BL OM R . Deterio ration M echanisms in the Wheel Rail Interface w ith Focus o n Wear P redictio n [ J] . V ehicle System Dy namics, 2009, 47 ( 6) : 661 700.
[ 3] 唐路林, 李乃宁, 吴培熙. 高性能酚醛树脂及其应用技术 [ M ] . 北京: 化学工业出版社, 2007: 1 4. [ 4] 高惠民. 矿物复合摩擦材料 [ M ] . 北京: 化学工业出版社, 2007: 211 230. [ 5] M EDEIRO S E S, AG N ELL I J A M , JOSEPH K , et al. Curing Behavio r o f a No vo lac T y pe P henolic Resin Ana