重載貨車(chē)車(chē)輪踏面優(yōu)化研究.pdf

1、發(fā)展重載運(yùn)輸，大幅度地提高列車(chē)載重量是鐵路擴(kuò)大運(yùn)輸能力、提高運(yùn)輸效率的有效途徑。同樣，這也已成為我國(guó)鐵路貨運(yùn)的發(fā)展方向，我國(guó)國(guó)情路況的必然產(chǎn)物。然而，由于列車(chē)載重量增大，編組長(zhǎng)度增加、軸重加大，列車(chē)運(yùn)行中的牽引力及制動(dòng)力加大，導(dǎo)致貨物及車(chē)輛設(shè)備損壞增多、線路變形以及養(yǎng)護(hù)維修工作量增大、輪軌磨耗加劇等，這些已成為重載鐵路運(yùn)輸中的突出問(wèn)題。
　　當(dāng)車(chē)輪在鋼軌上運(yùn)行時(shí)，輪軌磨耗是不可避免的。運(yùn)量增加，輪軌磨損必然加劇。優(yōu)化車(chē)輪踏面外形的

2、設(shè)計(jì)，改善輪軌接觸狀態(tài)和輪軌作用力，既能獲得良好的運(yùn)行平穩(wěn)性、安全性，又有利于減輕輪軌磨耗，延長(zhǎng)車(chē)輪的使用壽命，從而獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文在給定了車(chē)輛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和輪軌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，選擇最優(yōu)的輪軌幾何型面匹配參數(shù)，即在現(xiàn)有LM磨耗型踏面的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究、優(yōu)化出一種適合75kg/m鋼軌的重載貨車(chē)車(chē)輪踏面外形。
　　本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外輪軌磨耗研究現(xiàn)狀以及對(duì)磨耗預(yù)測(cè)的模型，總結(jié)出適用于重載貨車(chē)車(chē)輪磨耗評(píng)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(jì)算多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件SIMPACK建立32.5t軸重重載貨車(chē)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(guān)系，以及運(yùn)用兩種磨耗模型評(píng)定車(chē)輪磨耗情況，即采用磨耗指數(shù)、輪對(duì)沖角、整車(chē)磨耗功率、輪軌接觸應(yīng)力、單個(gè)接觸斑內(nèi)的磨耗深度、縱橫向蠕滑力等指標(biāo)分別進(jìn)行評(píng)定。結(jié)果表明，不論在直線上還是曲線上，32.5t軸重重載貨車(chē)模型中，LM磨耗型踏面與75kg/m鋼軌匹配運(yùn)

4、行的車(chē)輪磨耗量，尤其是在車(chē)輪踏面上的磨耗量，要比與60kg/m鋼軌匹配的嚴(yán)重。
　　優(yōu)化與75kg/m鋼軌外形匹配的車(chē)輪踏面外形可減輕輪軌磨耗、延長(zhǎng)輪軌的使用壽命，對(duì)重載運(yùn)輸有著實(shí)質(zhì)的意義。根據(jù)車(chē)輪踏面及輪緣接觸位置上的不同磨耗情況，可知重點(diǎn)優(yōu)化車(chē)輪踏面的區(qū)域。本文重點(diǎn)優(yōu)化車(chē)輪踏面名義滾動(dòng)圓附近的踏面位置，即滾動(dòng)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(jìn)行匹配運(yùn)行，分析