重載貨車車輪踏面優(yōu)化研究.pdf

1、發(fā)展重載運輸，大幅度地提高列車載重量是鐵路擴大運輸能力、提高運輸效率的有效途徑。同樣，這也已成為我國鐵路貨運的發(fā)展方向，我國國情路況的必然產物。然而，由于列車載重量增大，編組長度增加、軸重加大，列車運行中的牽引力及制動力加大，導致貨物及車輛設備損壞增多、線路變形以及養(yǎng)護維修工作量增大、輪軌磨耗加劇等，這些已成為重載鐵路運輸中的突出問題。
　　當車輪在鋼軌上運行時，輪軌磨耗是不可避免的。運量增加，輪軌磨損必然加劇。優(yōu)化車輪踏面外形的

2、設計，改善輪軌接觸狀態(tài)和輪軌作用力，既能獲得良好的運行平穩(wěn)性、安全性，又有利于減輕輪軌磨耗，延長車輪的使用壽命，從而獲得最佳的經濟效益和社會效益。本文在給定了車輛系統(tǒng)結構和輪軌系統(tǒng)結構的情況下，選擇最優(yōu)的輪軌幾何型面匹配參數，即在現(xiàn)有LM磨耗型踏面的基礎上，系統(tǒng)研究、優(yōu)化出一種適合75kg/m鋼軌的重載貨車車輪踏面外形。
　　本文通過分析國內外輪軌磨耗研究現(xiàn)狀以及對磨耗預測的模型，總結出適用于重載貨車車輪磨耗評定的輪軌磨耗模型--

3、磨耗功磨耗模型和Archard磨耗模型，采用計算多體系統(tǒng)動力學軟件SIMPACK建立32.5t軸重重載貨車模型，分析LM磨耗型踏面分別與60kg/m、75kg/m鋼軌匹配的輪軌接觸幾何關系，以及運用兩種磨耗模型評定車輪磨耗情況，即采用磨耗指數、輪對沖角、整車磨耗功率、輪軌接觸應力、單個接觸斑內的磨耗深度、縱橫向蠕滑力等指標分別進行評定。結果表明，不論在直線上還是曲線上，32.5t軸重重載貨車模型中，LM磨耗型踏面與75kg/m鋼軌匹配運

4、行的車輪磨耗量，尤其是在車輪踏面上的磨耗量，要比與60kg/m鋼軌匹配的嚴重。
　　優(yōu)化與75kg/m鋼軌外形匹配的車輪踏面外形可減輕輪軌磨耗、延長輪軌的使用壽命，對重載運輸有著實質的意義。根據車輪踏面及輪緣接觸位置上的不同磨耗情況，可知重點優(yōu)化車輪踏面的區(qū)域。本文重點優(yōu)化車輪踏面名義滾動圓附近的踏面位置，即滾動圓左右-2.5mm～7.5mm的范圍。在此前提下，本文提出了四種踏面外形的優(yōu)化方案，分別與75k咖鋼軌進行匹配運行，分析