地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因分析
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南京地铁列车车轮踏面非正常磨耗初析摘要研究了南京地铁列车车轮踏面非正常沟状磨耗的成因。
对车轮、钢轨的外形、材质和硬度等进行了测试,分析了轮轨接触和制动磨损的影响,提出了沟状磨耗的原因。
测试结果分析表明,该地铁车辆拖车轮踏面上的凹槽磨耗主要是由于在制动施加频度过高、轮轨接触又不均匀的内因作用下产生的。
关键词地铁车辆,轮轨磨耗,踏面磨耗,制动0 引言南京地铁自2005年9月开通运行以来,发现轮轨磨耗严重,如:拖车车轮踏面上出现有规律的沟状磨耗,道岔叉心上出现沟状磨损,轮缘和曲线钢轨侧磨等。
根据初步观察认为,踏面上的沟状磨耗和道岔叉心上出现沟状磨损与其它地铁系统相比有明显的独特性。
因此重点对这两个问题进行研究分析。
踏面上的沟状磨耗照片如图1所示。
踏面上较深色的部位是沟状磨耗区域,可见一条位于滚动圆附近,另一条位于踏面外侧。
道岔叉心沟状磨耗的照片如图2所示,位于左侧轨顶上,长度约70~80mm。
据测量的带有沟状磨耗的踏面轮廓线.深度可达2~3mm。
为了及时弄清磨耗的成因,分析非正常磨耗对列车运行的安全影响,南京地铁公司及时组织专家进行会诊,成立专题小组,制定了全面而深入的排查方案。
1 调研方案一般车轮踏面磨损的主要原因:一是轮轨接触磨损;二是制动闸瓦与踏面的滑动磨损。
轮轨接触磨损又以在踏面的不同区域滑动程度不同分为滑动摩擦磨损和滚动疲劳伤损。
滑动摩擦磨损发生在轮缘部位,与车辆的曲线通过性能有关;而滚动疲劳发生在踏面部位,以横向裂纹、剥离形式出现。
当轮轨接触应力过大时,还会发生接触塑性流动磨损[1-2]。
气制动引起的磨损往往与气制动压力、气制动的施加程度、气制动作用时的相对运动速度、闸瓦物理特性和踏面的物理特性等因素有关。
根据动车踏面无类似于拖车踏面的沟状磨耗这一现象,初步将研究重点放在气制动对踏面的磨损上,同时也对轮轨接触进行调研分析。
对于道岔上的沟状磨损主要以测量和轮轨几何接触分析为主。
因为没有其它物体与道岔顶面接触的可能性,唯一的可能性就是轮轨的接触引起。
地铁车辆轮对踏面异常磨耗原因及解决措施分析作者:陈正阳来源:《市场周刊·市场版》2019年第56期摘;要:地铁车辆轮对踏面的异常磨损问题始终都是我国地铁车辆运行部门无法彻底攻克的难点。
轮对踏面异常磨损的形状主要分为凹形状、W形状或是梯形磨损等多种形状磨损,主要与轮对在轨道上行驶过程中踏面与轨道之间产生的摩擦力和制动过程中闸瓦和轮对踏面所造成的作用力有关。
文章根据我国某线路运行车辆造成的车辆轮对踏面造成的异常磨耗进行的调查研究,并写出个人对发生异常磨损的主要原因,提出了相对应的解决措施。
关键词:地铁车辆;轮对踏面;异常磨耗一、引言随着我国地铁线路以及地铁车辆不断普及,地铁车辆轮对踏面所造成的异常磨损问题也逐渐变得异常严重。
轮对踏面的异常磨损严重时会对地铁车辆的安全运行造成极其严重的安全隐患,也会在一定程度上降低车辆的使用时间,加大了维护部门的工作压力。
鉴于某线路运行车辆轮对踏面的异常磨损现状展开研究,对轮对踏面异常磨损的因素进行一一检查。
二、轮对踏面异常磨耗现状某线路运行车辆规格是B2型不锈钢车辆,运用日立式牵引系统以及克诺尔EP2002制动系统,编组型号为3M3T,基本制动运用的踏面制动模式,车轮选择的是整体碾钢材料,LM 型踏面模式,闸瓦选择的是合成闸瓦。
在车辆运行相应时间后,闸瓦的接触区域内以及车轮外侧的表面会形成较为光滑的条带性磨耗;待车辆运行里程达到40万km后,会出现如图1一样的梯形磨损。
根据调查表明,将地铁车辆轮对踏面外侧磨损程度深度设为X,最大值为3.95mm,最小值为2.22mm,平均磨损深度3.57mm,将磨损宽度设为Y,最大值为37.55mm,最小值23.23mm。
全部车辆车轮对两侧的磨损深度几乎相同,拖车的磨损深度则要高于动车。
三、调查过程及处理方案B2型不锈钢车辆车轮对踏面形成的梯形磨损,主要原因是因为闸瓦以及轮对的摩擦所形成的作用力所形成的,首先需要排除是否是基本制动单元TBU的原因和是否是因为闸瓦材料硬度的原因。
地铁车辆车轮异常磨耗原因与对策摘要:随着我国地铁的不断建设发展,车辆在使用过程中会时常遇到一些问题或故障,需要技术人员的及时维护。
车轮作为地铁车辆的重要组成部分,异常磨耗对车辆本身的寿命有影响之外,对运营安全存在重大安全隐患。
因此,研究车轮异常磨耗的原因,采取相应对策进行处理,具有重要意义。
关键词:地铁车辆;车轮磨耗;原因;对策前言地铁具有运载量大、快速、舒适等优点,被广大市民选择乘坐。
地铁一般速度低于80 km/h速度的制动方式主要采用路面制动,由于地铁区间站间距短,制动比较频繁,单纯空气制动是无法满足制动热负荷要求。
所以一般地铁车辆都采用空气制动+电制动的方式,正常工况下先使用电制动,然后空气制动进行补偿。
合成闸瓦的散热性较差,因此制动过程产生的热负荷90%以上被车轮吸收;同时由于车轮承担支撑车辆的重量,运行导向,传递牵引力、制动力等交叉工作,从而使得车轮承受过多的热负荷,当车轮承受的热负荷超过自身承受极限时,车轮踏面出现剥离、热裂纹、异常磨耗等热损伤。
另外部分司机的误操作(频繁使用快速制动),让车轮踏面产生大量热应力,导致异常磨耗的产生。
这些异常磨耗如不及时修复,严重影响地铁车辆运营安全。
1.异常磨损的现象在地铁车轮踏面异常磨损研究中,我们首先需要了解的是异常磨损都有哪些主要表现。
在实际工作实践中,将踏面异常磨损问题表现归纳为以下几类。
1.1踏面沟槽状磨耗异常磨损:在我国的地铁车轮踏面异常磨损中,踏面沟槽状磨耗的出现是最常见的磨损形式在实际的研究中我们发现,这一磨损主要是因为以下问题综合情况造成的: 对于制动频繁、热负荷较大的城轨车辆,若电空制动力的分配比例、空气制动的切入点设置不合理,很容易导致此种磨耗,且基本全部出现在拖车车轮。
其根源在于过高的热负荷使闸瓦温升过高,导致闸瓦的材质、物理性能发生变化,引起合成闸瓦摩擦材料局部摩擦热膨胀,温度越高,这种磨耗在车轮踏面的外侧越容易发展;再加上闸瓦在横向分力下发生横向摩擦,反作用于车轮踏面,使得踏面出现此磨耗形成沟槽状磨的出现,异常磨耗的先期表现为踏面热裂纹、剥离等缺陷。
成铁科技2020年第1期分析与探讨CRH6A-A 型31车组躇面异常磨琵原因分析及处置郭富强:成祢局集团公司成梆动车段 工程师 联系电话:134****1903摘 要 本文针对CRH6A-A 型动车组在成灌线、成雅线运行车轮踏面磨耗严重问题,统 计分析了配属全部CRH6A-A 型车组车轮裟修数据,并与CRH1A 型动车组在成灌线运行车轮踏面磨耗数据进行对比分析,找出了 CRH6A-A 型车组踏面磨耗严重问题原因,并给出了解决 处置办法。
关键词CRH6A-A 型动车组踏面磨耗轮缘磨耗1概况CRH6A-A 型动车组是具有快速启停、快速乘 降、快速通过等特点的200km/h 等级城际动车组,采用2动2拖4辆编组形式。
自2018年12月28 日在成灌线运行以来,只在成灌和成雅两条城际线上运行,在首组车辆进行讎修时,发现车组踏面磨耗比原在成灌线运行的CRH1A 型动车组严重许 多。
2 CRH6A-A 型动车组车轮磨耗分析2.1整体磨耗情况统计分析286组讎修数据,筛选其中210组有效数据,其万公里踏面和轮缘磨耗离散图见图1所示和图2所示。
一个锥修周期内踏面和轮缘偏磨情况见图3和图4所示(一位侧数据减二位侧数据)。
CRH6A-A 型动车组万公里踏面平均磨耗为0.239mm ;万公里轮缘平均磨耗为0.056mm 。
按一个碱轮周期24万公里计算,每个锁修周期踏面平 均磨耗为5.7mm ;轮缘平均磨耗为1.3mm 。
S I CKH6A-A 互理甲搭啣酷耗E 2 CRH6A A 互公孚轮虑噂耗.根据图3和4中,计算出CRH6A-A 车组踏面偏磨平均值为0.19mm,踏面偏磨不明显;轮缘平均偏磨为0.37mm,存在一定轮缘偏磨。
分析可见 踏面和轮缘均匀为一位侧比二位侧磨耗严重。
@ 3 CK ]薛I mis 禺内加圆《|・ @4 A ■讎周m 内枪2.2成灌和成雅线磨耗情况配属CRH6A-A 型动车组只在成灌线和成雅线上运行。
地铁车辆轮轨减磨问题及措施摘要:我国地铁在如火如荼地进行,而地铁在运营过程中产生的轮轨磨耗问题也日益严重,像深圳日均客流量200万人次的运输量,轮轨非正常磨耗问题,对车辆的轮轨寿命有着莫大的影响,同时影响着整个运营系统。
因此,本文以非正常磨耗问题出发,对磨耗较大的做系统优化分析,为车轮减磨措施提供理论依据,并提出措施。
关键词:地铁车辆;减磨一、地铁车辆的特点(1)站间距短,起动、制动频繁站间的距离关系到地铁运行速度、惰行时间及制动距离等,一般为1 km左右,由于站间距短,需要加大起动加速度和制动减速度,才能完成起动、惰行、制动3个阶段的运行。
(2)地铁线路曲线半径小地铁建设受各种原因影响,不得不减小线路的曲线半径。
在《地铁设计规范》中,规定了线路平面最小曲线半径不能小于300m。
(3)地铁车辆轮轨关系与铁道车辆相比,地铁车辆的轮轨关系有着自己的突出特点,主要是低速小半径脱轨安全性、轮轨磨耗等。
二、轮轨磨耗问题分析轮轨磨耗受多种因素影响,除了车辆走行部结构、线路状况和运用条件外,还与轮轨材质、硬度、表面状态和形状等有密切关系。
一般将车轮磨耗分为轮缘磨耗和踏面磨耗。
(1)轮缘磨耗一般地铁线路曲线半径小,造成车辆曲线通过时,产生过大的冲角和导向力,在小半径曲线上,主要是车轮轮缘和钢轨轨距角出现的磨耗。
对付这3种因素的措施,主要是通过向轮缘涂油减小轮缘与钢轨轨距角之间的摩擦系数m;轮轨型面的合理匹配可以保证良好的轮轨接触关系;采用径向转向架,降低轮缘与钢轨轨距角之间的导向力和减小冲角b。
①轮轨润滑—降低轮缘与钢轨轨距角之间的摩擦系数这里讲到的轮轨润滑只是为了降低轮缘与钢轨轨距角之间的摩擦系数,减少轮缘与钢轨轨距角的磨耗。
实际上,轮轨润滑还有其他好处,如降低能耗、减少运行阻力,提高脱轨系数的限界值,减少车轮爬轨的危险等。
②采用径向转向架可以大大降低轮轨磨耗径向转向架是为了提高列车曲线通过能力、减轻轮轨磨耗而设计的转向架,最初广泛应用于货车和摆式列车上,现在,城市轨道交通车辆上,如直线电机地铁车辆也采用径向转向架。
天津地铁1号线车轮异常磨耗分析摘要:介绍了天津地铁1号线车辆车轮的两种异常磨耗情况,分析了造成动车和拖车的两种车轮异常磨耗的原因,提出应对措施。
关键词:地铁车辆;车轮;异常磨耗;天津地铁1号线,线路总长为26.1km。
目前上线运营列车25列,前期运营有4、6节编组列车。
为满足乘客的出行要求,2011年后全部改编为6节编组列车,为3动3拖形式编组。
随着运营总里程的的增加及日益增长的客流量,受到车辆自身因素及线路等多方面的影响,车轮出现了车轮异常磨耗的现象,影响了车轮的使用寿命。
因此,分析出异常磨耗的原因,找到相应的解决措施,不仅可以提高车轮的使用寿命,还能确保行车安全,具有显著的经济及社会效益。
1.异常磨耗概况1.1动车轮缘异常磨耗天津地铁1号线自2006年开通运营至今已运行70余万公里,在2009年出现了动车轮缘磨耗异常的现象。
2009年所有动车轮缘的平均磨耗率为0.31mm/万km,其中4节动车轮缘的平均磨耗率为0.27mm/万km,6节动车轮缘的平均磨耗率为0.34mm/万km。
2007、2008年所有动车轮缘的平均磨耗率分别为0.18、0.21mm/万km,磨耗率分别上升74.6%、48.5%,增长速率迅速,动车轮缘出现了厚度过薄、锋芒、垂直磨耗的现象,处于异常磨耗状态。
另外,对2009年1至12月期间全线25列车车轮的磨耗率进行统计分析,发现在1月和12月动车轮缘磨耗率达到峰值(图1),基本是其他月份轮缘磨耗率的2-3倍,这与前两年同一时间内轮缘磨耗情况大致相同。
图11.2拖车轮径异常磨耗2010年1号线车辆出现了拖车轮缘厚度突增的现象,接连出现因拖车轮缘过厚而需要进行镟修的状况。
2010年所有拖车轮径的平均磨耗率为0.72mm/万km,其中4节车轮径的平均磨耗率为0.75mm/万km,6节车轮径的平均磨耗率为0.69mm/万km。
而2009年所有拖车轮径的平均磨耗率为0.25mm/万km,轮径磨耗率增加2倍,较多拖车车轮踏面出现了明显的沟槽状磨损(图2),按照磨耗统计,拖车轮对约3年需要换轮(正常换轮周期超过6 年),与此同时,拖车的闸瓦也磨耗过快,更换周期不足3 个月。
0 引言北京地铁电动客车随着运行间隔的缩短、运力运量的攀升及运行速度的提高,车轮踏面、轮缘的磨耗速率也随之加快。
目前,北京地铁中,车辆老旧、运营环境恶略且车轮轮缘异常磨耗较严重的是13号线DKZ5型电动客车。
北京地铁13号线正线线路全长40.85 km,其中地下线长3.47 km、地面线长26.10 km、高架线长11.28 km,是一条由大坡度、多弯道及一个大U形线路组成的线路。
13号线DKZ5型电动客车车轮轮缘磨耗速率(2012年和2013年)均达到0.4 mm/万km,是北京地铁2号线电动客车车轮轮缘磨耗速率的7倍多。
从月修中采集的各项数据及跟踪数据可以看出其轮缘磨耗的发展趋势,采取相应措施使轮缘磨耗速率降低。
这些措施可为北京地铁新开线路电动客车车轮轮缘磨耗的解决起到一定指导或借鉴作用。
1 轮缘异常磨耗分布情况2012年和2013年,13号线共56组电动客车运营载客。
每列电动客车一般在2个月内进行一次月修,车轮轮缘磨耗速率采集数据周期为2个月一次。
月修修程的平均运行公里数为1.945万km。
在每个月修修程中都进行轮缘厚度的数据采集工作,通过数据分析,可以得出轮缘磨耗速率分布情况(见图1)。
城轨车辆车轮轮缘异常磨耗原因及措施分析郭燕辉:北京市地铁运营有限公司运营三分公司,工程师,北京,100035摘 要:根据北京地铁13号线DKZ5型电动客车月修数据及跟踪统计资料,在大量数据的支持下,分析轮缘异常磨耗的原因;并进行系列试验,找出减少电动客车车轮轮缘磨耗的措施;根据北京地铁13号线DKZ5型电动客车车轮轮缘磨耗的发展趋势,判定出最佳恢复轮缘原形的镟修时间阶段,更高效、更节省、更便捷地恢复电动客车轮对使用状态,以保证13号线DKZ5型电动客车安全运营。
关键词:DKZ5型;电动客车;轮缘;异常磨耗中图分类号:U260.331+.1 文献标识码:A 文章编号:1001-683X(2016)06-0098-04图1 月修修程数据采集得出的轮缘磨耗速率柱状图0.60.50.40.30.20.10轮缘磨耗速率/(m m ·(万k m )-1)2012年2月2012年4月2012年6月2012年8月2012年10月2012年12月2013年2月2013年4月2013年6月2013年8月2013年10月2013年12月可以看出,从每年的10月份后到次年4月份前,车轮轮缘磨耗速率偏快,是由冬季涂油器及油脂状态不稳定造成的。
地铁车辆轮对异常磨耗原因及控制措施作者:王曌来源:《名城绘》2020年第11期摘要:地铁车轮在运行中的磨损与消耗对于地铁运行而言是会产生重要影响的结构。
车轮一旦发生磨损,不仅影响地铁的运行状态,地铁运行的安全也会同步受到相应的影响。
地铁车轮的磨耗原因与日常运行存在一定的关系,但磨耗的原因中,异常现象的磨耗原因分析是尽可能降低地铁运行风险,维持地铁运行稳定的重要条件。
针对具体的磨耗原因进行分析并提出相应的控制措施是非常重要的。
关键词:地铁车辆;异常磨耗;原因分析;控制措施引言地铁车轮的异常磨耗的现象中,车辆轮对磨耗现象分析需要针对车轮的磨耗关系进行调查分析。
另外,轮对以及踏面制动磨耗情况也是影响地铁车辆轮对异常磨耗的主要因素,需要分别进行调查分析,并找到具体的控制措施。
一、车轮分析车轮的磨耗关系的调查工作开展需要分别从车辆的轮对和闸瓦区域入手对其磨耗情况进行调查。
结合实践经验进行观察分析可知。
车辆闸瓦的磨耗主要集中在踏面区域以及靠近轮辋外侧的区域,磨损的形式主要是沟槽形式。
通常情况下,沟槽的宽度会达到26mm,平均深度3.48mm[1]。
随着车辆运行里程的增加,这种沟槽会进一步加深,另外,异常磨耗的区域还以偶可能集中在闸瓦与车轮的部分,且在实际中这部分通常不与轨道接触。
下图1为地铁轮对实物图。
二、轮对闸瓦硬度分析(一)轮对硬度方面。
这方面的硬度程度需要结合专业的标准对硬度进行测量和观察,具体的检测方法是分别在在车轮运行初期、车轮运行3至5年后、车轮运行过程中三个时间节点,在前期的运行阶段,测试的位置主要集中在踏板滚动出以及沟槽磨耗处,分别在不同阶段的测试结果通常表现为在初步运行阶段的硬度与运行3至5年后的硬度所产生的硬度差异一般会在30HB的范围内[2]。
从这个角度入手进行观察分析,可知车轮滚动的位置区域由于受到了与轮轨接触过程中的应力,出现了塑性硬化现象。
这种塑性硬化的发生导致沟槽区域的磨耗硬度值是相对更高的。
地铁车辆车轮偏磨原因分析与对策研究摘要:近年来,我国的交通工程建设有了很大进展,随之地铁车辆越来越多,轮对偏磨是铁道车辆常见的车轮磨耗形式。
本文针对地铁车辆的车轮偏磨和制动梁缓解不良等问题相对突出,分析问题产生的原因,并提出改进的措施与建议。
关键词:地铁车辆;车轮磨耗;偏磨;数值仿真;小半径曲线引言随着车辆运行速度的提高,轮轨伤损日趋严重,其表现形式也更为复杂。
车轮镟修是各地铁公司广泛采用的车轮维修方法,但盲目的镟修必将导致高额的维修成本。
为减少运营成本,必须对轮轨伤损形式及其对车辆系统动力学性能的影响进行研究,从而制定合理的车轮镟修策略。
1车轮不均匀磨耗原因分析1.1倾斜杠杆的排布方式为适应车辆制动系统的排布要求,转向架基础制动装置采用倾斜式杠杆系统。
倾斜式杠杆系统势必会在车辆制动和缓解过程中产生横向分力,虽然随着车辆空重车状态不同车体上拉条对转向架游动杠杆作用力的方向会发生一定的变化,但转K2和转K6型转向架的基础制动装置结构形式决定了上拉条的拉力方向只能是向转向架纵向中心线倾斜,所以,转向架基础制动装置所受横向力也只能是同一方向,即指向转向架纵向中心。
转向架基础制动装置杠杆系统采用倾斜方式排布可同时导致游动端和固定端制动梁产生横向位移,与车轮实际表现出来的不均匀磨耗状态存在一定的差异,且该因素只能导致车轮轮缘偏磨而与踏面偏磨无关,因此仅是原因之一,而非主要原因。
1.2制动梁缓解不良依靠转向架基础制动装置自身重力在侧架滑槽斜面上的分力和运行过程中的振动产生垂向加速度使制动梁的缓解力增大,当缓解力大于缓解阻力时,制动梁缓解,闸瓦脱开轮缘。
但在缓解过程中,在扭矩和基础制动装置自身重力的作用下,制动梁滑块在侧架滑槽斜面上产生的摩擦阻力以及各杆件间铰结处始终存在的摩擦、卡滞导致缓解阻力上升,造成缓解不良导致抱闸或“虚抱”(闸瓦与车轮之间没有间隙,但闸瓦压力实际比制动时小或者为零),加剧了闸瓦和轮缘的磨耗。
文章编号:1002-7602(2013)01-0040-03北京地铁1号线车轮异常磨耗分析及其解决措施邬春晖(北京地铁运营有限公司二分公司,北京100025)摘 要:介绍了北京地铁1号线车轮异常磨耗情况,分析了车轮异常磨耗的原因,并提出了有效的解决措施。
关键词:地铁电动客车;车轮;踏面磨耗;故障分析;措施中图分类号:U270.331+.1 文献标识码:B 北京地铁1号线西起苹果园站,东至四惠东站,全长31.3km,目前运营的地铁列车共70列,其中SFM04/SFM04A编组地铁列车39列,DKZ4编组地铁列车31列。
为满足乘客的出行需求,北京地铁1号线将高峰时段列车最小运营间隔缩短至125s,最高单日客流量接近160万人次。
随着运营间隔时间的进一步缩短,受车辆及线路等因素的影响,出现了踏面异常磨耗、轮缘异常磨耗、踏面擦伤与剥离等直接威胁行车安全的故障。
对此类故障必须认真检查,及时发现,并妥善处理。
1 故障概况1.1 SFM04型地铁电动客车车轮异常磨耗情况2009年10月,SFM04型地铁电动客车车轮的异常磨耗使其很快进入旋修状态,且部分车轮旋修后己接近半磨耗状态,如439号车组4号车2轴旋修后车轮直径已降至814.6mm。
通过对440号车组走行里程为98 743km时其5号车(动车)与3号车(拖车)车轮旋修前的直径和轮缘厚度进行对比(表1),发现5号车车轮直径大于3号车车轮直径,这说明拖车车轮圆周磨耗明显快于动车,且1轴和4轴的导向轮轮缘磨耗快。
此外,在对SFM04型地铁电动客车车轮进行测量时发现轮缘磨耗很小,踏面磨耗比较严重,并且在踏面上有2处明显的沟槽区域,其中拖车车轮踏面该现象更为严重(图1)。
1.2 DKZ4型地铁电动客车车轮异常磨耗情况DKZ4型地铁电动客车自2009年6月起开始出现拖车踏面沟槽状磨耗,其动车轮缘出现了厚度过薄、锋芒、垂直磨耗的现象。
收稿日期:2012-05-03;修订日期:2012-10-09作者简介:邬春晖(1982-),男,工程师。
浅谈地铁车辆轮对异常磨耗原因及控制作者:马骏豪来源:《市场周刊·市场版》2020年第05期摘要:地铁车辆轮对异常磨损是困扰地铁车辆运营部门难题。
轮对模式异常磨损可分为凹槽、W形磨损和梯形磨损,这主要与车轮组沿履带移动时胎面和履带之间摩擦以及制动钳与制动模式之间摩擦有关。
在日常操作和维护中,随着车辆里程增加,车轮磨损异常现象逐渐暴露出来。
根据对A市地铁1号线车辆轮对磨损情况研究和分析,指出异常磨损原因,并提出解决胎面异常磨损方案。
轮组作为地铁、汽车的重要组成部分,关系到列车运行的稳定性和安全性。
以A市地铁1号线异常胎面和轮式磨损为研究对象,其主要原因是电力系统与空气制动不协调,ATO控制不力。
进行合理控制后,车辆轮对异常磨损将得到有效控制。
关键词:地铁;车辆轮对;异常磨耗一、引言随着我国地铁和地铁车辆里程表增加,地铁车辆轮对保护器异常磨损现象逐渐暴露出来。
轮对异常磨损会影响地铁列车安全稳定,也影响乘客舒适度,缩短车辆使用寿命,增加维修部门的。
据调查,A市地铁1号线多个车辆轮对有不同程度异常磨损。
车轮胎面异常磨损会降低车轮与铁轨之间接触连接,影响道路稳定性、乘客安全性和便利性,缩短履带系统部件使用寿命。
鉴于这种现象进一步恶化会降低驾驶安全系数,因此,有必要进行彻底研究和分析,以确保地铁安全。
地铁具有承载能力高、速度快、舒适性大等优点,是市民日常出行常见选择。
路面制动是地铁主要制动方式,由于地铁站距离短,制动频繁,只有空气制动不能满足热负荷要求。
当车轮承载车辆横向负载时,驱动驾驶员、牵引力传动力和制动力,轮对承载量过高。
当轮对承受热负荷超过其自身轴承限制时,轮对保护器将受到热损伤,如剥落、热裂纹和异常磨损。
以A 市地铁1号线为例,驾驶员频繁使用快速制动会导致车轮胎面产生大量热应力,从而导致轮对异常磨损。
如果这些异常磨损不能及时修复,地铁车辆安全将受到严重影响。
在研究轮对异常磨损现象时,需要了解异常磨损主要表现。
地铁车辆轮对异常磨耗原因及控制措施摘要:地铁车辆轮的磨耗是影响轨道交通系统运行质量的重要问题,当车轮出现磨耗时,不但会影响列车的运行状况,还会影响列车的运行安全。
地铁车轮磨耗的原因与日常运营有着密切联系,而对磨耗的各种原因进行分析,则是最大限度地减少地铁运营风险,保持地铁运营稳定性的一个重要前提。
因此,必须对异常磨耗产生的具体原因进行分析,并有针对性地提出解决办法。
关键词:地铁车辆;异常磨耗;原因分析;控制措施前言异常磨耗不仅会影响轨道交通的安全性和稳定性,而且还会影响乘坐人的舒适性,降低轨道交通工具的使用寿命,增加维护成本。
车轮的非正常磨耗将导致车轮与轨道的接触性变差,影响行车稳定性、乘坐安全性和便捷性,并缩短轨道传动部件的使用寿命。
考虑到其发展趋势将影响行车安全性,必须对其进行深入研究,从而保证地铁行车的安全性。
1、地铁车辆轮对异常磨耗原因分析1.1车轮分析车轮磨耗相关性研究工作的开展,要求车轮磨耗分别从车轮的轮对部位和闸瓦片部位着手[1]。
车辆闸瓦的磨耗主要发生在踏面区和接近车轮缘部位,以沟槽型为主。
一般地,沟槽的宽度可达26毫米,平均深度为3.48毫米。
随着行驶里程的增大,这些沟槽会变得越来越深,此外,异常磨耗区域也有可能主要集中在闸瓦和车轮之间。
1.2踏面制动单元分析因为踏面制动单元主要承担制动功能,所以其本身的工作状态和工作中的润滑程度会直接影响制动单元的作用发挥效果。
如果其内部的润滑油具有一定的洁净程度,而润滑油本身的质量也满足一定要求,那么,实际制动作用会更好。
此外,从系统运行角度来看,踏面制动单元零部件结构完好,零部件组装状态正常,也是不会出现异常磨耗的重要条件。
但从现实角度来看,在地铁运行过程中,部分零部件和转轴区域都是在运行中容易发生磨耗的特定区域,这些区域一旦发生磨耗,就会引起异常磨耗,除此之外,如果在踏板制动单元中具有驱动作用的推杆产生不均匀的推力,有可能引起制动单元内部的异常磨耗。
轨道车辆轮缘磨耗原因探究及应对策略摘要:针对某出口项目轨道交通车辆在开通运行之初,存在轮缘磨耗严重,车轮频繁进入镟修以确保其轮缘厚度尺寸不要超限。
经过分析,线路小曲线过多,是造成轮缘过度磨耗的主要原因。
通过润滑车轮和润滑轨道可以延缓轮缘磨耗的进程,延长车轮的使用寿命。
关键词:轮缘磨耗;Qr值;镟修;小曲线;润滑1.引言某出口项目铁路客车自开通运营以来,轮缘普遍磨耗较快,车轮镟修频繁导致多个转向架车轮轮径减少量已超过20㎜,最大减少量已将近30㎜。
轮缘磨耗严重,使轮轨匹配关系恶化,影响行车安全。
车轮频繁镟修,导致车轮使用寿命降低,最终导致列车的运营维护成本增加。
2.轮缘厚度及Qr值定义该出口项目列车轮对踏面外形采用LMA 型,LMA型轮缘踏面外形轮廓示意图见图1所示。
图1轮缘Qr值即图2中所示的l4的数值。
在列车日常运用维护过程中该Qr值须≥6.5㎜,轮缘厚度26㎜≥l6㎜≥34㎜。
图21.a点:轮缘最高点;2.b点:轮缘最高点向下2㎜垂线与轮缘交点;3.c点:踏面基点向上12㎜垂线与轮缘交点;4.d点:踏面基点;5.l1:12㎜;6.l2+ l1=轮缘高度;7.l3:取2㎜;8.l4:车轮Qr值;9.:70线;l510.l:轮缘厚度;63.数据采集及分析为跟踪轮缘磨耗规律,在列车运行交路基本不变的情况下,选取9组列车进行为期两个月的跟踪测量。
检测发现,在轮缘厚度大于26㎜的条件下。
部分列车最小轮缘磨耗量为1㎜/月,部分列车最大轮缘磨耗范围超过2㎜/月,平均轮缘磨耗均超过1.5㎜/月。
具体见图3所示。
图 3通过跟踪轮缘厚度及对应的Qr值,详见表1所示,通过分析发现:第1、2、3列车组在四级修修形后,在正式开通前已试运行近4个月,自正式开通运行1个月后,初始Qr值接近8㎜,Qr值下降趋势平缓;第4、5、6列车组在三级修镟修之后,初始Qr值接近9㎜,自正式开通运行1个月后,Qr值下降较快、下降趋势明显(异常);第7、8、9列车组未经高级修、未经镟修。
地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因分析
摘要:地铁车辆不仅启动制动次数多,而且站间距离短,减速大,在列车制动
过程中,电空配合占据着非常重要的地位,通常以电动制动为主要方法。
仅当电
制动不充足时,才使用空气制动做替补。
而当电动制动和空气制动不协调,势必
会影响车轮踏面,甚至造成车轮踏面异常磨损、剥离等,进而缩短车轮使用年限。
针对城市基础制动应用中存在的实际问题和城市轨道车辆的制动特性,深入探究
了地铁车辆踏面异常磨损的原因,同时提出几点可行性应对方案。
关键词:车轮踏面;磨耗;地铁车辆
1.车轮踏面异常磨损原因分析
1.1进一步分析易踏面磨损异常情况
车轮踏面不可避免地会与闸瓦、钢轨直接接触,本文进一步探究了地铁列车
拖车车轮踏面发生异常磨损,而动车并未发现此现象,由此断定不是钢轨造成的。
进一步调查研究列车的运营线路,发现正线弯道非常多,且弯道方向都向着一个
方向。
因此,本文重点研究了车轮踏面磨损的根本原因,主要因拖车在弯道上多
次施加控制制动导致的。
在曲线上,由于轮对与转向架构架往往存在一定偏角,
迫使内侧车轮踏面外侧承担着巨大的闸瓦压力,使得车轮踏面磨损非常严重,这
也正是轮对一侧踏面花纹磨损较为严重的原因。
1.2常用制动混合分析
本次研究的地铁列车经常运用制动混合逻辑,一旦电制动能力储备不充足,
必须在拖车上补充空气制动力。
空气制动和电制动之间的转换速度约为15km/h,6辆编组列车需要维持最大制动。
在不载荷作用下,列车制动相应计算也随时发
生改变。
在计算列车制动时,等效减速度以每秒1.12米为主。
大量实践推理得出,其他线路列车通常以制动混合逻辑为主。
比如,ATO控车期间,很多地铁车轮踏
面出现异常磨损和消耗,因为卡斯柯信号系统频繁触及大级别常用制动,在此情
形下,电制动力无法达到制动减速度相应标准要求,致使制动系统充分融合列车
制动力混合逻辑。
列车制动过程中,拖车必须持续不断地补充空气制动力,而本
文研究的地铁列车出现很多同方向弯道,由此我们不难推断,车轮出现不同程度
凹陷和损耗都与其存在必然联系。
2车轮踏面磨耗的改善措施
2.1选择合适的制动控制策略
现阶段,等黏着和等磨耗是城市轨道交通车辆主要制动控制策略,其中等黏
着应用最为广泛。
等磨耗是动车再生制动方式,只有动车电制动力不充足时,才
能让动车和拖车启动空气制动。
等磨耗是地铁列车的再生制动方法,只有当地铁
列车电动制动力不够时,为了能够保证列车正常运行,列车和拖车才会使用空气
制动。
通过详细对比,我们不难发现,当电制动能力不足时,当电制动能力不充
沛时,等黏着方法才会表现出明显不足,即空气制动力将承担单个制动单元的制
动力。
最终导致拖车车轮踏面出现严重磨损。
仅当电制动能力强时,诸如附着力和
磨损之类的控制方法才不会出现很大差异。
根据电制动的实际值,要求每辆车结
合磨损模式合理补偿单车的空气制动。
当单辆机动车的空气制动在补充空气制动
后达到附着极限时,空气制动的其余部分由拖车补充,并且控制复杂。
根据车辆
重量和黏着极限,单元内需要补充的空气制动力应以等磨损方式分配到每辆车上。
与等磨耗模式相比,能有效改善挂车车轮踏面磨耗。
为了有效避免车轮踏面出现
异常磨损,部分拖车通常会用到轴盘式制动器,而汽车采用车轮踏面制动器,可
以保护车轮踏面,但轴盘式磨损已成为一个新的问题。
2.2不断促进列车电制动能力的提升
众所周知,动车电制动能力普遍偏低。
而当拖车频繁施加空气制动时,会使
拖车车轮产生很大热量,从而严重磨损车轮。
因此,改善电制动能力是降低车轮
踏面异常磨损和消耗的关键,需要从几下几点来有效提升列车电制动能力。
1)当对牵引电机进行选型时,不仅要实时观察和留意制动期间的最大功率,
而且还要特别关注牵引时的最大功率。
与此同时,必须确保牵引逆变器可以将如
此大量的可再生能源转化为电能,并将其反馈到同一电网。
2)科学合理的扩大车辆的制动电阻容量,同时,遇到紧急情况时,还应适时
地安装地面能量吸收装置。
此外再生能量的吸收能力直接关系到列车电气制动能
力的作用价值发挥。
再生能量吸收较少,则网络电压将迅速上升到极限。
此时,
只能通过空气制动来切断电动制动器,这会增加轮轨和制动轮的磨损。
现阶段,
牵引列车和同一供电网段中的列车的制动阻力决定了再生能量的吸收情况。
在车
辆运营期间,一旦列车发车间隔设置不合理,将难以保证再生能量的吸收效果达
到相应要求。
而且,一旦电网电压上升到一定值时,电阻制动也会参与到其中。
由于车辆制动电阻受体积和温升的限制,其容量不能太大。
一般要求阻力能力满
足列车从80km/h开始做减速运动,与此同时,还应到考虑冗余问题。
此外,设
计过程中,还应考虑地面能量吸收装置的设置情况(制动电阻或储能装置,如超
级电容器等)。
3)当着手计算电动制动能力时,需要选择正确的计算附着系数。
黏着系数的
计算不仅要结合轮轨表面情况,而且还要考虑行车速度、线路质量等相关因素,
不仅要阻止空转和滑行,而且还要将电制动能力充分发挥出来。
目前我国城市轨
道交通车辆粘着系数通常在0.14-0.16之间。
如果汽车质量在35吨,则汽车的最
大附着力为481千牛-54.9千牛之间。
值得注意的是,列车电制动力常常受到最大粘附力的束缚,而黏着系数反而更大,电动制动力利用也会变得更好。
假设电动
制动力为最大粘接力时,4M2T列车采用等粘制动方式时,粘接系数分别为0.14
和0.16,拖车需要补充空气制动力。
4)将电空切换点的速度尽可能地降到最低。
由低速电空制动的换算图可知,
电制动和空气制动都是以低于6km/h的速度以下进行转换的,当电制动完全退出时,列车速度会变得越来越慢。
因为,只有这样才能更好地发挥电制动能力,列
车运行期间,尽量减少空气制动的使用,这样可以避免踏面和闸瓦的磨损。
2.3优化调整ATO操作,同时改变驾驶员操作习惯
1)在自动驾驶模式下,科学选择正确的运行模式。
根据车辆牵引和制动系统的最大特点,从而选择出最佳运行图方案,尤其是在ATO控制下,牵引到制动的
过渡时间必须大于牵引系统提供的标准允许时间,否则,在列车牵引力作用下,ATO将发送制动指令,这将导致牵引力不能消失,并且无法施加电制动。
同时,
高速列车的制动主要通过空气制动来完成。
2)在非自动驾驶模式下,在充分保证制动距离和行驶安全的前提下,尽可能
地不采用快速制动、紧急制动等高级制动。
在4M2T编组列车中,三辆车为一个
单元进行等黏着制动力分配控制。
只有在AW3载荷下施加7级制动时,拖车才
应施加少量空气制动;在其他常用制动方法下,电空混合制动可以在不使用空气
制动的情况下满足整个车辆的制动力要求。
在低速电-空转换点之后应进行空气制动。
只有这样,驾驶员在操作过程中会在7档制动器的作用下停车,空气制动使用频率较低。
2.4其他
1)对运营列车间隔和数量进行合理规划,可以大大提升车辆能量吸收能力。
通过大量系统实践测试,合理规划列车在线数和出发间隔数,确保制动过程中可以最大限度地吸收再生能量,尽可能地降低空气制动和阻力制动的使用频率,切实提高列车能量再生率。
2)当发车次数和发车间隔确定之后,实时观察和检测接触网电压变化,调整变电所输出网电压。
既要考虑牵引变电所在列车牵引时提供的足够功率、合理的网流和牵引电流,又要考虑列车制动时网压不被拉低和不易增加,以保证电制动空间。
例如,根据当前实际工作经验,牵引变电所的输出在DC1600V~DC1650V 之间比较好。
结束语:
综上所述,本文详细分析本次研究列车的车轮踏面异常磨耗,发现电空制动混合逻辑的设计需要考虑的因素很多,其中包括线路条件、信号系统以及电制动能力发展等因素,
参考文献:
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