中国铁路货车车轮技术发展历程及主要伤损分析(2)

2019-05-17 19:36

裂性裂纹引起。在轮轨接触应力作用下,摩擦热循环引起的制动热裂纹损伤发展到制动剥离属于重度踏面剥离,后果严重,轻则发生车轮损伤,危害车辆运行,重则发生径向崩轮,造成事故。制动热裂纹引发的车轮局部擦伤剥离和制动剥离是当前车轮伤损的重点研究方向。 1.3 裂纹

1.3.1 制动热裂纹

车轮踏面裂纹的形成多数由制动发热引起。当车辆制动时,车轮温度升高,周向压应力温度随之升高,车轮高温下产生塑性变形。当停止制动后,车轮快速冷却,周向拉应力减小。车辆的频繁制动,造成车轮热疲劳伤损,形成裂纹。 1.3.2 疲劳裂纹

如上所述,车轮热裂纹向径向扩展时,会在轮轨接触踏面15~20 mm 范围内形成轮轨接触剪应力的最大分布区(轮轨接触剪应力是列车运行时轮对所固有的),如果该区域存在非金属夹杂物等冶金缺陷,裂纹源会快速成核并在剪应力作用下促使裂纹加速扩展,形成疲劳裂纹。 1.3.3 辐板孔裂纹

1998 年最后一批带辐板孔车轮下线后停止生产,现在仍有100 多万个带辐板孔车轮在运行,也就是说目前带辐板孔轮对占总检修数的15%左右。从车辆段修情况看,带辐板孔的车轮大多数有裂纹,且凡有裂纹的辐板孔,裂纹对应处总有擦伤存在。 1.3.4 轮辋疲劳裂纹及掉块

由于车轮不平衡值和偏心距的存在,使车轮中心在运行过程中的运动轨迹呈余弦曲线,并产生不平衡的离心惯性力。在离心惯性力的作用下,动反力将按运动速度值的平方急剧增加。当列车在低速运行时,动反力对车轮的危害不是很大;当列车运行速度较高时,动反力所产生的影响就非常明显。 1.4 擦伤

车轮踏面擦伤多是由于车辆在运行过程中制动操作不当(紧急或其他制动)造成,主要有以下几种情况:一是货车运行速度提升后,由于速度快、载重量大,在既有线路上运行时,若在长大坡道上需要采取紧急制动,很容易造成车轮擦伤;二是货车所装的空重车调整装置,如果空载车辆在重车位运行,采取紧急制动时,因制动力过大,容易造成空车车轮擦伤;三是新型车轮若与既有钢轨粘着力及闸瓦摩擦系数不匹配,当制动力过大或出现抱死闸现象时,导致轮轨粘着不足,车轮沿钢轨滑行,车轮踏面局部急剧摩擦发生热硬化,从而产生擦伤。

1.5 轮缘局部缺损与掉块

如果在车轮制造及加修过程中,车轮存在夹杂物或轮缘焊补导致气孔、夹渣、裂纹等缺陷,或是运用超限过薄的轮缘,当车辆通过小半径曲线时,钢轨与轮缘接触处产生较大的接触应力,会使车轮轮缘产生局部缺损与掉块。

均匀辗边,是由于辗边处轮辋厚度明显低于1.6 车轮轮辋辗边及轮缘辗堆 1.5.1 车轮轮辋不均匀辗边

车轮轮辋局部不其他部位厚度,造成车轮踏面椭圆型轨迹运行,辗边处受力过大引起。产生不均匀辗边的车轮,辗边部位断面的硬度会明显低于标准,且硬度分布不均。 1.5.2 车轮轮辋均匀辗边及轮缘辗堆

车轮轮辋均匀辗边及轮缘辗堆,一般由轮轨接触应力过大、轮轨硬度不匹配、车轮硬度和强度偏低等引起;少数轮辋辗边及轮缘辗堆是受车辆转向架结构设计不合理等因素影响所致。

2.货车车轮伤损防范性对策

(1)为减少轮对擦伤,应提高列车中各车辆吨位分布的均匀性,严禁空重车混编运行,并加强列检对空重车调整装置位置的检查确认。为减少车轮圆周磨耗,应避免车辆长期在同一线路上运行,细化并落实站场调车作业标准。

(2)优化车轮轮型,尽快淘汰辐板孔车轮,以满足高速、重载条件下的装车要求。车轮制造厂在改进车轮制造技术及加工工艺时,应考虑车轮伤损因素,加强车轮钢中夹杂物和氢含量的控制。

(3)当车轮踏面及轮缘出现裂纹、缺损、碾堆、剥离、擦伤和局部凹陷等缺陷超限时,须将缺陷全部旋除。

(4)在检修过程中,对车轮踏面擦伤、局部凹陷等缺陷要在转轮器上全面检查,同时利用

TPDS 系统检测结果有针对性地比对复查。检查时要严格掌握检修限度,超出限度的车轮必须旋修处理,确保车轮踏面恢复到标准形状。

(5)为减少车轮踏面剥离、擦伤和局部凹陷等伤损的产生,应加强对提速车制动梁检修质量的控制。段修时,应统一换装新型高摩擦系数合成闸瓦(HGM-A 型)。 (6)加快新型重载提速车轮的研究与开发,引进新技术、新材料,降低车轮自重。


中国铁路货车车轮技术发展历程及主要伤损分析(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:学术专著出版资助实施办法

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: