运用机车轮径差与轮缘偏磨机理研究

摘要

机车车轮轮缘的非正常磨耗导致过早镟轮一直是困扰机务段的一个重大问题。轮缘偏磨是轮缘非正常磨耗的主要形式。本文在分析引起轮缘偏磨各种原因的基础上，从轮轨几何接触理论和轮轨磨耗理论出发，根据机车运用部门提供的轮对检修数据，利用计算机仿真方法深入研究了轮径差与轮缘偏磨的机理，为机务段通过改进轮对镟修工艺提高轮缘使用寿命提供了理论依据。 本文首先利用动力学仿真软件ADAMS/Rail中的轮轨接触模块分析了标准JM3踏面不同轮径差情况下滚动半径与轮对横移量的关系。然后建立运用机车运行动态模型，针对轻微偏磨J1V13踏面、中度偏磨踏面和重度偏磨踏面在不同线路工况下具有不同轮径差的情况进行仿真，分析轮对对中位置及磨耗指数的变化曲线。结果表明：由轮径差、车轮踏面形状、线路情况共同决定的轮轨接触几何关系对轮缘偏磨有重要影响，其中轮径差的影响最大，车轮踏面形状影响较小；轮径差的存在导致轮对对中位置向轮径较小的一侧偏移，使得轮径较小一侧车轮轮轨间隙减小，增加了轮缘贴靠钢轨内侧的机率，造成轮径较小一侧车轮轮缘磨耗速度大于轮径较大一侧车轮，引起轮缘偏磨；轮径差越大，轮缘偏磨越严重。 根据以上轮径差与轮缘偏磨机理研究结果，在保证轮对的脱轨安全性的情况下以经济镟修为目标，协助机务段的工程师提出了调整轮径差提高轮缘使用寿命的工艺方案，并应用于机务段的轮对镟修。运用效果证明，此方案取得了良好的经济效益，是切实可行的。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 绪论

1.1轮缘磨耗的原因分析

1.2国内外有关轮缘磨耗的解决措施

1.2.1国外有关轮缘磨耗的解决措施

1.2.2国内有关轮缘磨耗的解决措施

1.3本论文的研究背景

1.4本论文的研究思路以及主要工作

1.4.1本论文的研究思路

1.4.2本论文的主要工作

2 轮轨几何接触仿真及分析

2.1 仿真过程中用到的参数介绍

2.2左右轮无轮径差的匹配特性及分析

2.3左右轮存在轮径差时匹配特性及分析

2.4本章小结

3 机车动力学仿真模型的建立

3.1 SS1型电力机车结构

3.2动力学模型

3.3机车系统动力学原理

3.4仿真软件简介

3.5机车和轨道模型的建立

3.5.1转向架模型的建立

3.5.2车体模型和二系悬挂的建立

3.5.3车体和转向架的装配

3.5.4轨道模型的建立

3.5.5建立踏面外形文件和钢轨外形文件

3.6本章小结

4 轮径差与轮缘偏磨内在规律分析

4.1存在轮径差时通过直线轨道时的动力学仿真及分析

4.2存在轮径差时通过曲线轨道时的动力学仿真及分析

4.3磨耗指数仿真及分析

4.4本章小结

5 调整轮径差延长轮缘使用寿命的工艺方案

5.1 工艺方案的制定原理及原则

5.1.1工艺方案的制定原理

5.1.2 工艺方案的制定原则

5.2 工艺方案的脱轨安全性分析

5.3调整轮径差延长轮缘使用寿命工艺的内容

5.4工艺方案的实施效果

5.5本章小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者简历