车轮踏面下凹磨耗危害大应旋修_KevinSawley
关于车轮踏面圆周磨耗原因、危害及处理方法的调研报告
关于车轮踏面圆周磨耗原因、危害及处理方法的调研报告摘要随着铁路货运经营管理模式的多元化发展，铁路货车高速、重载的运输需求日益升温，如何稳步提升铁路货车车辆安全运行品质，有效防止列车惯性故障，维护安全稳定的运输环境是铁路货车车辆运用部门的重要难题之一。
轮对作为铁路车辆转向架中的关键部件，对车辆的安全运行起着至关重要的影响。
常见的轮对故障有：车轮踏面擦伤、剥离及局部凹入、熔堆、欠损，车轮踏面圆周磨耗过限，轮缘磨耗过限及其它设备故障。
通过对现场作业车辆车轮踏面圆周磨耗故障的调研，总结出可能引发车轮踏面圆周磨耗故障发生的原因、危害及车辆运用的控制措施。
关键词铁路货车；踏面圆周磨耗；控制措施1 车轮踏面外形结构在很长的一段时间里，车轮的踏面结构为锥形，即车轮踏面由具有一定锥度的两段直线组成。
在锥形踏面长期运行过程中，每次旋削后，存在踏面外形和钢轨顶部断面形状不匹配、运用初期磨耗较快、旋削切削量大等问题。
从大量的现场运用实践中总结出：不论车轮踏面初始形状如何，经过运用磨耗后，车轮踏面趋向一个“稳定形状”，并且形状一旦稳定，磨耗就会减慢，在认识了锥形踏面存在的问题和踏面磨耗规律之后，我国铁路货车采用了现在的LM磨耗型踏面。
LM磨耗型踏面的外形结构如图1所示。
2 车轮踏面圆周磨耗超限的原因1）在充分满足铁路货车高速、重载运输需求的前提下，铁路货物列车的制动距离也相应延长，闸瓦与轮对的粘着摩擦时间延长、摩擦作用力增大，在制动过程中，闸瓦表面与车轮踏面圆周的磨耗也必然相对增加，势必增大了车轮踏面圆周的磨损，然而，闸瓦可以随时更换，而轮对的更换与处理，则需要将故障轮对车辆扣送到具有一定资质的检修部门，检修不及时，形成车轮踏面圆周磨耗超限故障；2）部分车辆的制动机发生故障或制动机作用不良，个别司机制动、缓解操作不当，致使车辆长期带闸运行，闸瓦与车轮踏面长时间磨损，轮对沿钢轨长距离滑行，产生巨大的滑动摩擦力等诸多情况，都会形成车轮踏面圆周磨耗超限问题的发生；3）高磷磨合闸瓦材质不良，工艺标准低下的影响。
铁路货车车轮踏面圆周磨耗及轮缘磨耗的原因分析及改进措施
摘要：随着我国铁路高速和重载的发展，轮轨磨耗问题日趋严重，每年都给铁路运输业造成巨大的经济损失，其解决与否直接影响到铁路的快速发展。
为了进一步了解车轮磨耗的原因，从而提出降低磨耗的有效措施，本文分别从转向架形式、车轮位数、轮瓦磨耗、轮轨磨耗等方面对车轮磨耗进行调研，并将影响铁路货车车轮磨耗的主要因素归结为货车轴重、货物周转量、闸瓦质量、车轮硬度、制动形式、闸调器作用影响及基础制动装置制造尺寸等方面。
通过对段修车检修轮对磨耗情况的调研、分析，总结了磨耗规律，提出了改进措施，结论表明，推广应用新型车轮以提高车轮踏面及轮辋硬度、进一步提高制动梁、闸瓦托制造、检修质量，严格控制各项尺寸在公差范围之内、加强对闸调器在运用中正确使用、控制同一轮对两车轮的轮径差使车轮踏面磨耗均匀化的有效途径；铁路货车采用状态修的维修管理办法是控制和降低轮缘磨耗发生的有效手段。
提出的建议可为改善车轮磨耗，降低检修劳动量，确保运输安全具有实际意义。
关键词：车轮踏面圆周磨耗；轮缘磨耗；原因分析；改进措施中图分类号： u272 文献标识码： a 文章编号： 1673-1069（2016）21-86-30 引言随着我国铁路高速和重载的发展，车轮损伤形式逐渐呈多样性，尤其是轮对踏面圆周磨耗及轮缘磨耗问题日趋严重，严重影响货车车辆的运行品质，本文对车轮损伤的性质及产生原因进行了分析，对车轮损伤产生的危害进行了阐释，为进一步分析车轮磨耗的规律，探究其产生原因，提出改进措施，本文分别从转向架形式、车轮位数、轮瓦磨耗、轮轨磨耗等方面对车轮磨耗进行调研，并将影响铁路货车车轮磨耗的主要因素归结为货车轴重、货物周转量、车轮硬度、制动形式及基础制动装置制造尺寸等方面。
通过对段修车检修轮对磨耗情况的调研、分析，总结了磨耗规律，提出了改进措施，结论表明，推广应用新型车轮以提高车轮踏面及轮辋硬度、进一步提高制动梁、闸瓦托制造、检修质量，严格控制各项尺寸在公差范围之内是降低车轮踏面磨耗并使车轮踏面磨耗均匀化的有效途径。
车轮踏面擦伤及剥离故障对车辆安全的影响(最新版)
( 安全论文 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改车轮踏面擦伤及剥离故障对车辆安全的影响(最新版)Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.车轮踏面擦伤及剥离故障对车辆安全的影响(最新版)一、车轮踏面擦伤、剥离故障调查第六次大提速以来,铁路发展进入了一个新的历史阶段,不光是动车350的高速得以实现，铁路货车也达到了120公里/小时,高速运行对车辆部门来说是一个非常严峻的考验,为保证车辆安全,部局多次强调车辆必须把预防重点放在走行部的安全上,段在对轮对故障防止上采取了加严措施,在很大程度上降低了运用限度标准,(踏面擦伤深度滚动轴承由原来的1mm减少到0.5mm,剥离长度由原来的一处不大于50mm两处每处不大于40mm改为一处不大于20mm两处每处不大于10mm)，之所以采取如此加严措施,就是因为踏面擦伤、剥离故障对车辆质量安全影响非常大。
然而当前的形势并不乐观，车轮踏面擦伤、剥离故障相当多，从我们各作业场反馈的车轮故障登记表上可以看出这一点，每列车都有几辆踏面擦伤或剥离故障，只不过是有的严重，有的轻微，但不管什么程度，我们都要高度重视，当前车轮故障对安全的影响如(表一)，这是我们利用6天时间调查了11列539辆货物列车，发现16辆共计26个车轮有不同程度的擦伤或剥离，有问题车点总数的2.97%。
擦伤车轮有22个占有故障车轮84.6%,剥离4个,占15.4%。
车轮踏面擦伤、剥离故障调查表（表一）序号日期车次辆数车号故障111.1381155648035458位擦伤0.2mm211.1381155633116684位擦伤0.3mm311.1420432934645883.5.6位各擦伤0.2mm 411.1420432950630057.8位各擦伤0.3mm 511.2420464649420641.6位各擦伤0.2mm 611.4270025649305586.8位0.1mm 711.5381175014306378位剥离10mm 811.5381175549326112位擦伤0.1mm 911.5350965715660611位擦伤0.1mm1011.5420431534615244.8位擦伤0.2mm 1111.5420431533022494位剥离15mm1211.5420485549520591.8位擦伤0.3mm 1311.7350906148801061位剥离12mm1411.8350845834249483.4.7位各擦伤0.4mm1511.8350845849292172.5.6位擦伤0.4mm1611.838119564887398一位剥离15mm二、车轮踏面擦伤、剥离对车辆的影响（一）对车辆本身方面的影响1．对车轮的影响车轮踏面擦伤或剥离后，使车轮不能正常的在钢轨上运行，加大车轮振动和冲击，如果严重，在过钢轨接头或道岔时可能造成脱轨事故。
地铁车辆轮对踏面异常磨耗原因及解决措施分析
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。
深圳地铁2号线车轮踏面异常磨耗问题的原因分析及解决措施
深圳地铁2号线车轮踏面异常磨耗问题的原因分析及解决措施尚小菲;孟繁辉;曲志及【摘要】针对深圳地铁2号线车轮踏面异常磨耗问题进行了分析,分析了踏面异常磨耗问题的产生原因,提出了解决措施,为国内地铁项目提供了借鉴意义.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2019(039)002【总页数】4页(P87-90)【关键词】踏面;磨耗;车轮;研究【作者】尚小菲;孟繁辉;曲志及【作者单位】中车长春轨道客车股份有限公司转向架研发部,长春130062;中车长春轨道客车股份有限公司转向架研发部,长春130062;中车长春轨道客车股份有限公司转向架研发部,长春130062【正文语种】中文【中图分类】U239.5地铁车辆的特点是站间距短，起动制动频繁，减速度大，电空配合在列车的制动中发挥着重要的作用，原则是优先使用电制动，空气制动作为电制动不足时的空气制动补充，如果电制动与空气制动的配合不佳，则容易对车轮踏面产生影响，甚至出现车轮踏面异常磨耗，剥离等影响，从而影响车轮的寿命，文中针对深圳地铁2号线项目在运用中出现的车轮踏面异常磨耗问题进行分析，对电空配合与踏面磨耗的关系进行了深入研究。
1 深圳地铁2号线制动系统深圳地铁2号线是4动2拖6辆编组的A型铝合金车，列车最高速度为80 km/h，列车配置：Tc-Mp1-M1-M2-Mp2-Tc (Tc:带司机室的拖车)见图1。
制动控制系统采用架控方式，每辆车设置2个制动控制单元，该装置具有常用制动、紧急制动、快速制动、保持制动和防滑控制等功能。
图1 列车配置图制动系统参数：常用制动减速度≥1.0 m/s2紧急制动减速度≥1.2 m/s2常用制动冲击率≤0.75 m/s3紧急制动响应时间≤1.5 s对于AW0～AW2载荷条件下制动距离≤ 190 m2 问题简述深圳地铁2号线列车自2011年开始运营大约一年以后，列车拖车车轮踏面普遍出现了不同程度的异常磨耗，踏面上出现不同程度的凹槽，并且轮对一侧的踏面沟状磨耗较另一侧严重。
关于经济旋修车轮踏面的探讨
摘要：车轮是机车车辆走行部的关键部件，是机车与钢轨相接触的部分。近年来，随着货车提速、重载及机车车辆高密度的运行，车轮故障常发，车轮旋修率大幅提高。为此就车轮经济旋修的可能性进行讨论。
关键词：车轮；轮轮踏面；旋修；轮径差；踏面磨耗过限
2017年1月1日起施行铁总运[2016]191号《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》中，轮轴的收入尺寸限度要求有所变动，踏面圆周磨耗深度由原来的小于等于5mm，改为小于等于3 mm。因此因踏面圆周磨耗超限旋修的量大大增加。因踏面圆周磨耗过限旋修的占旋修量的15%左右。旋修工作在增加工作量的同时，轮对因旋修的消耗也加大，从而缩短了轮轴的使用年限。浪费了国有资产。
一、铁路车轮踏面旋修量的统计分析
1. 2019年的旋修量及故障分布情况
以下数据分别按照，检修数、旋修数、旋修率、轮径差、剥离、擦伤、轮缘厚度、圆周磨耗、其它，顺序进行统计。1月：2729、1710、63、871、54、248、8、496；2月：2114、1166、55、587、47、155、6、362；3月：2779、1467、53、673、62、303、19、412；4月：2844、1497、53、738、54、281、11、408；5月：2841、1386、49、710、72、253、14、326；6月：2459、1170、48、636、56、140、10、321；7月：2616、1207、46、590、64、202、9、335；8月：2775、1342、48、702、79、221、11、320；9月：2802、1441、51、696、99、278、15、350、2；10月：2445、1401、57、653、128、191、20、402；11月：2535、1238、48、641、71、145、16、365；12月：814、426、52、203、26、44、1、150、2；
车轮踏面圆周磨耗超限后使轮缘的相对高度()。
车轮踏面圆周磨耗超限后使轮缘的相对高度()。
车轮踏面圆周磨耗超限后，轮缘的相对高度将被严重影响。
这是因为车轮的踏面是与轨道之间的重要接触面，承担着承载和牵引的功能。
首先，我们来了解一下车轮踏面的磨耗。
车轮的踏面是由橡胶轮胎组成的，经过长时间的运行，不可避免地会磨损。
而磨耗超限是指车轮踏面磨损过多，已经超过了允许的极限数值。
这可能是由于使用时间过久、负荷过重或道路状况恶劣等因素造成的。
当车轮踏面圆周磨耗超限后，首先会影响到轮缘的相对高度，也就是车轮与轨道之间的高度差。
正常情况下，车轮与轨道之间需要保持一定的间隙，这样可以确保车轮与轨道的接触面积最大化，提高牵引力和制动力。
而当车轮踏面磨耗超限后，轮缘的相对高度将变得不规则，导致车轮与轨道接触面积减小，造成牵引力和制动力的降低。
其次，轮缘相对高度的不规则还会给列车的运行带来很多负面影响。
首先，牵引力和制动力的减小会导致列车在起步和刹车时需要更长的距离，延长了列车的运行时间。
其次，不规则的轮缘相对高度容易引起轨道偏摆，进一步增加了列车的阻力，降低了列车的运行效率。
此外，不规则的轮缘相对高度还容易引起轮轨噪音和振动，影响乘客的舒适性。
为了解决车轮踏面磨耗超限带来的问题，铁路运营机构需要采取一系列措施。
首先，定期对车轮进行检修和更换，确保车轮踏面的磨耗在允许范围内。
其次，加强对轨道的维护，保持轨道的平整度和平直度，减少不规则轮缘相对高度的发生。
此外，引入先进的维修设备和技术，提高车轮的寿命和可靠性。
总之，当车轮踏面圆周磨耗超限后，轮缘的相对高度将受到严重影响。
这不仅会降低牵引力和制动力，延长列车的运行时间，还会增加轨道偏摆、噪音和振动等问题。
铁路运营机构应当采取相应的措施，定期维护和更换车轮，加强轨道维护，以确保列车运行的安全、高效和舒适。
关于车轮踏面圆周磨耗故障分析与应用管理的研究
内燃机与配件0引言货车车辆作为重载铁路运输的主要承载装备，车轮部分是其运输制动的关键部件，运输中车轮故障时有发生，故障有的会直接危及列车的运行安全，车轮踏面圆周磨耗超限故障是其中的重要故障，也是车辆段运用列检重点检查工作，需要运用车间在综合管理和技术能力方面不断提高标准，才能降低其故障发生几率。
1故障类型分析1.1故障概念车辆车轮的故障主要包括有轮缘垂直磨耗、内侧缺损超限，踏面擦伤、剥离、凹下、缺损、踏面圆周磨耗超限，轮缘厚度、轮辋厚度不符合规定等。
1.2踏面圆周磨耗的测量方法使用测量工具LLJ—4A型铁道车辆车轮第四种检查器，踏面磨耗尺框背面滚动圆刻线14与主尺背面滚动圆刻线12对齐，拧紧尺框紧固螺钉5；将轮辋厚度测尺8贴靠车轮内侧面，轮缘高度测量定位面4贴靠轮缘顶点；移动踏面圆周磨耗测尺3，使其测头18与踏面接触，测尺3与尺框2相重合的刻线所对应的示值即为踏面圆周磨耗。
（图1）1.3故障表征运用列检进行列车技术检查作业时，检车员发现车轮踏面存在异常磨耗时，要使用第四种检查器进行踏面圆周磨耗的测量，磨耗超限时要进行摘车临修更换轮轴，踏面圆周磨耗深度运用限度规定不得大于8mm。
2故障原因分析车轮踏面圆周磨耗深度超限故障产生的主要原因：2.1正常磨耗：车轮踏面长期运行与钢轨摩擦造成车轮踏面圆周磨耗，属于正常的磨耗。
2.2非正常磨耗：同一车轴上两车轮轮径差过大时，车体重心向小轮径一侧偏移，致使小轮径车轮的轮缘、踏面磨耗加剧，这种磨耗属于非正常磨耗。
3现场处理情况分析以运用车间为例在一段时间检查该类故障在现场标准化管理、职工素质、车轮的材质制造工艺等方面进行相关分析。
3.1存在的问题3.1.1作业人员对车轮故障及危害概念不清楚通过对车间各作业场现场检查，发现对车轮故障有哪些种类？车轮故障对行车安全有哪些危害？有相当部分现场作业人员根本不清楚。
3.1.2作业人员对车轮限度测量及检查方法不清楚通过现场作业检查，发现作业人员对车轮检查没有重点，在检查方法上存在偏差，对车轮测量检查器有部分人员不会使用，造成对车轮故障的发现判断及处理影响很大。
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文章编号:1002-7610(2000)03-0044-03车轮踏面下凹磨耗危害大应旋修Kevin Saw ley ,等(美)摘 要:放任车轮磨耗出下凹踏面,虽可将轮对的成本减到最小,但是踏面下凹磨耗的车轮将增加整个系统的费用,导致滚动阻力和能源消耗增加,钢轨磨耗加剧,为此必须根据运用条件旋修踏面下凹磨耗的车轮,以降低整个系统的费用。
关键词:车轮下凹磨耗;旋修;成本;美国中图分类号:U 270.33 文献标识码:BHarmful Concave Worn Wheel Tread N eeding TurningKevin Saw ly ,etc .(U SA )Abstract :If w heel tr ead is wo r n to be co ncav e witho ut any mea sur e taken,the cost o f w heelsets can be r educed to be minimum ,but the cost o f the who le sy stem will be incr ea sed ,th e ro lling resista nce and energ y consumption will be increased,the wheel-r ail w ear will become mor e serious.T herefo re ,the w heels wo r n to be co ncav e must be turned acco rding to the o per atio n co nditio ns to reduce the co st of the w hole system.Key words:concav e w ear o f wh eel ;turning ;cost ;U S A 车轮踏面下凹磨耗除对燃料消耗和轨道磨耗有影响外,每年在专用于轨道作业方面的开支可达 3.5亿美元。
所有铁路运营的目标都是从现有资产中可靠地获取最大的利益,也就是说要确保各部件尽可能地不损坏,或使其由于缺陷被更换之前,仅仅因为磨耗而被更换的时间尽可能的长。
例如:车轮由于许多原因而被旋修,这包括踏面擦伤、剥离或剥落、踏面辗堆、轮缘变薄或变高(在AAR 互换准则现场手册的规则41中,对车轮旋修的标准有详细的规定)。
当轮辋厚度达到规定限度时,车轮将被更换。
但是,出于使车轮使用寿命最大化的目的,车轮通常不会由于踏面下凹而被旋修。
图1 新车轮有一个锥形踏面(左图);随着车轮磨耗,变得下凹,在车轮外边缘形成一个凸缘(右图)在北美,若不采取任何措施,车轮会逐渐磨耗成一个下凹踏面外形(图1),踏面的中央部分会磨耗得低于踏面的端部。
车轮的下凹磨耗程度取决于众多因素,最主要的是运行路线、制动要求和转向架的维护情况。
放任车轮磨耗出下凹踏面,可将轮对的成本减到最小,但是下凹磨耗的车轮将增加整个系统的费用,因为踏面下凹的车轮使转向架在坡道和曲线的轨道上的转向能力受到影响,导致滚动阻力增加,这就意味着能源消耗增加和钢轨磨耗加剧,横向力的增加将加快对收稿日期:2000—02—03轨枕的损坏和使线路情况恶化。
例如:1996年,铁路花费了大约24.4亿美元的燃料费,来运送124万辆货车。
此外,踏面下凹车轮的破坏作用还隐含在轨面开裂、剥落和转向架的磨耗中。
容易使人误解的是,制定踏面下凹车轮的旋修限度,将大大增加备用轮对的保养成本,从而抵消在能源、钢轨磨耗或专门的轨道作业方面节省的开支。
实际上可根据运用需要旋修下凹磨耗的车轮,以降低整个系统的费用。
这就需要知道在运用中下凹磨耗车轮的数量,以及随之而来的对线路的损坏、能源消耗与从运用中旋修这些车轮的花费等不利的影响。
44国外铁道车辆 第37卷第3期2000年5月1 车轮磨耗的调查为估算运用中下凹磨耗车轮的数量而进行了一次调查,并根据转向架的结构进行了分类。
利用Miniprof 设备测量了6700多个车轮踏面外形,该设备测量精度达0.05m m 。
这次调查是要测量车轮踏面,并根据主要车型占车辆总数的比例,以及调车场所有的特定车辆的数量来确定。
图2显示了主要的调查结果。
从图中可以看出,大约45%的车轮没有出现下凹磨耗,15%的车轮有深度大于2m m 的下凹磨耗,6%的车轮有深度大于3mm 的下凹磨耗。
在所有测量过的车轮中,只有2个出现深度大于6m m 的下凹磨耗,主要因为在这个下凹等级上,车轮要作为高轮缘试验。
图2 6700多个车轮的随机调查显示,近一半(45%)的车轮没有或有一点下凹磨耗,15%的车轮有大于2mm 的下凹磨耗,从而增加能源消耗、钢轨磨耗以及线路的损坏,很可能也会使转向架磨损在被调查的个别转向架中,下凹磨耗车轮的分布没有显示清楚的模式,即没有迹象表明通常所认为的那样,转向架是在对角2个车轮有下凹磨耗的状态下运行的。
2 车轮踏面下凹磨耗的危害应用美国铁路协会NU CARS 车辆动力学软件,通过大量的模拟,以检验下凹磨耗车轮对滚动阻力和轨道磨耗方面的影响。
该项研究的典型模拟对象是采用标准的三大件转向架的100t 货车,在磨耗了的轨道上以48.3km /h (30mile /h )的速度运行,其运行线路为从直线到曲率为10°的曲线。
试验轨道构成典型纵、横向的凹凸不平,以确保得到逼真的动力学特性。
而且还模拟了干燥和润滑的2种轨道线路状况,以及下凹磨耗车轮踏面从渐斜(限度为0.0mm )到严重下凹(下凹磨耗超过 6.0mm )。
输出数据包括轮/轨阻力(由轮轨接触产生的滚动阻力)、轮对冲角和横向轮轨力。
多数分析是把车辆所有的车轮都具有相同的踏面作为理想工况,而其他的模型则用试验转向架中装有不同程度磨耗的车轮。
对于这些工况,所有的车轴都相同,而轴上的车轮则具有不同的下凹磨耗。
例如,在某工况中,车辆一侧装有下凹磨耗 4.0mm 的车轮,而另一侧则装有下凹磨耗 1.0mm 的车轮。
模型大量采用具有2.0m m 和 4.0m m 下凹的锥形踏面车轮的车辆进行线路试验。
这些试验测试滚动阻力、冲角及横向力,以验证NU CARS 模型是否可以用来模拟由下凹磨耗车轮引起的轮/轨之间的相互影响。
图3表示预测的下凹磨耗车轮的磨损和线路曲率对轮/轨滚动阻力的影响。
在该图中只标注了几个点。
首先,假设一个车轮下凹磨耗的等级,随着线路曲率的增加,阻力呈近似于线性地增加。
其次,在小曲率与中等曲率的线路上,当下凹磨耗增加到 2.0mm 时,对阻力有少许影响。
然而,少数的下凹磨耗在大曲率线路上变得较为重要。
第三,当下凹磨耗大于2.0m m 时,阻力有明显地增加。
这个界值呈从正到负的斜度变化。
斜度被定义为左右车轮滚动圆半径差与轮对在平衡位置横向移动量比值的一半。
对装用锥形踏面车轮(车轮下凹磨耗大于2.0mm )的车轴,当轮对移动到右侧时,右侧车轮的半径相对大于左侧车轮的半径,轮对有复原到左侧的倾向,这是正常的。
相反,对下凹磨耗大于 2.0mm 的车轮,当轮对移动到右侧时,左侧车轮的半径增大,轮对加大向右侧偏移的倾向,正常的复原控制失灵。
因而,真正的下凹磨耗车轮会引发轮对的控制失灵,导致蠕滑加强,蠕滑力引发更大的滚动阻力与轮/轨的磨耗。
图3 轮/轨滚动接触时,表面层的变形会消耗能量,滚动阻力即是对此能量消耗的测定。
下凹磨耗车轮在坡道和弯道上可使此能量增加45车轮踏面下凹磨耗危害大应旋修 Kevin Sa wley ,等(美)3 经济模型一个经济模型,汇编了计算增加的成本,并有助于确定对1次磨耗轮和2次磨耗轮采用不同的下凹磨耗车轮的旋修规范(下凹深度分别为 3.0mm 、4.0mm 、5.0m m 和6.0mm )。
该模型考虑了运行在超标准的美国东、西岸煤炭运输线路上的车辆,还设计成可模拟任何线路。
基本工况是假定车辆已经根据调查的下凹磨耗车轮进行了分类。
进一步假定1台转向架的所有车轮都具有相同的磨耗程度。
车轮分类的依据被变更成研究各旋修规范。
例如,如采用 4.0mm 的标准,则车轮分类被更改为不包括所有大于 4.0m m 下凹磨耗的车轮。
对于各旋修规范,增加的轮对维修成本,是根据AAR 互换准则工作手册准则41中规定的记帐率计算的。
为有助于精确计算车轮的寿命成本,该模型模拟了10000辆车运行64.4万km(40万mile)的状况。
对于相同的旋修规范,能源和钢轨磨耗的节省量是根据图3所示的计算滚动阻力估算的。
实际上是假设能源消耗和钢轨磨耗均与滚动阻力有关,且仅考虑能源消耗和钢轨磨耗的效益,而不考虑理想的形状在其他方面(如减少钢轨和专用轨道作业方面的损失)的效益。
综上所述,结论是只考虑能源和钢轨磨耗方面的效益,从运用中旋修下凹磨耗车轮,是没有充分的经济理由的。
在效益有可能被夸大时,这个结论是保守的,因为实际上极少有转向架的所有车轮的磨耗程度相同。
进一步说,该模型未能充分地考虑成本,因为它只假设一根车轴同时发现有2个下凹磨耗车轮时必须被更换。
实际上,相同的下凹磨耗车轮极少成对发生,通常对于一根轴只需更换符合旋修规范的某个车轮。
4 并非最后的答案首先,经济模型计算对燃料费用和车轮的检修费用很敏感。
当前柴油机的燃料费用低,大约每升16美分(每加仑60美分)。
经济模型显示,如果燃料费用上升到每升24美分(每加仑90美分),对下凹磨耗车轮的旋修规范就显得有利,轮对维护费用相对较高的部分原因是由于A AR 对轴承检修和车轮检修的要求所致(这个要求有效地降低了由于轴承损坏而引发的车轴故障与并发的脱轨事故)。
先进的轴承检查技术在发展,在较长的时期内,成功地应用这些新技术,通过整理过时的轴承检修要求,可能会降低车轮的检修成本。
再一次评估认为,制定有利的下凹磨耗车轮的旋修规范,可以降低大约40%的轴承与轮对维修成本。
其次,不但转向架的磨耗增加,而且下凹磨耗车轮对轨道也增加了许多额外的载荷,必须设法确定连续的经济成本。
每年的专用轨道作业维护成本在北美超过 3.5亿美元,现已确认,总额中的一个重要部分可能是属于下凹磨耗车轮的。
名义上该总额的减少将会远远超过备用轮对及对下凹磨耗车轮加工、旋修方面的维护成本。
下凹磨耗车轮几乎肯定增加对钢轨表面的损伤(当前用钢轨的研磨来控制),较高的横向力使轨道磨损。
其要求是,必须精确地量化全部的成本。
下凹磨耗车轮最可能对弯道上,尤其是低侧的钢轨表面产生明显的损伤。
正在进行的计算表明,下凹磨耗车轮(尤其是那些下凹磨耗超过 2.0mm 的)会产生很高的轮/轨接触应力,造成钢轨断面磨平,致使钢轨表面开裂和剥落。
如果不进行一般的研磨处理,将导致钢轨波状磨损并可能损坏钢轨。
另外,这样的表面损坏削弱了超声波的检查效果。