KKD客車車輪踏面剝離成因初探.pdf

1、近幾年各鐵路局新配屬的25G型空調(diào)客車的KKD車輪在運(yùn)行一段時間后，集中出現(xiàn)了車輪踏面剝離、車輪失圓、軸承保持架斷裂等輪對故障，造成車輛運(yùn)行振動大，運(yùn)行品質(zhì)差，對客車安全構(gòu)成了不利影響。本文從輪軌關(guān)系方面開展KKD客車車輪踏面剝離成因研究，主要工作和結(jié)論如下:
　　 (1)首先對國內(nèi)外車輪踏面剝離的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)論述，明確了車輪踏面剝離研究的意義和方向。
　　 (2)建立了考慮車輛系統(tǒng)動力學(xué)、接觸斑材料響應(yīng)特性（安定

2、圖）和接觸斑能量耗散（損傷函數(shù)）為一體的車輪滾動接觸疲勞分析模型，并發(fā)展了相應(yīng)的數(shù)值程序。
　　 (3)對KKD客車車輪踏面表面狀態(tài)進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)研，掌握了車輪踏面滾動接觸疲勞出現(xiàn)的形式以及出現(xiàn)的位置。同時對部分車輪和線路分別進(jìn)行了車輪踏面外形、車輪不圓度和鋼軌廓形以及鋼軌波磨不平順測試。現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果表明，大部分車輪在名義滾動圓外約20～50mm范圍內(nèi)出現(xiàn)了裂紋或踏面剝離現(xiàn)象。
　　 (4)利用所建立的模型，研究了車輛通過

3、不同半徑曲線時輪軌磨耗狀態(tài)對車輪滾動接觸疲勞損傷的影響，從車輪受力特征、輪軌接觸點(diǎn)位置、車輪損傷大小及分布和輪軌接觸斑材料響應(yīng)特性等方面詳細(xì)分析了車輪踏面剝離的成因。研究結(jié)果表明:磨耗車輪通過小半徑曲線(尤其半徑小于700m)磨耗鋼軌是導(dǎo)致車輪輪輞外側(cè)裂紋和剝離的主要原因。
　　 (5)研究了車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)（如一系懸掛縱向剛度、軸重）、摩擦系數(shù)、軌底坡、車輪失圓和車輪材料強(qiáng)度等參數(shù)對車輪滾動接觸疲勞特性的影響。研究結(jié)果表明:在保證

4、車輛運(yùn)動穩(wěn)定性（蛇行失穩(wěn)臨界速度）的前提下，適當(dāng)減小一系懸掛縱向剛度，可減緩車輪踏面裂紋和剝離的形成和發(fā)展;適當(dāng)降低車輛的軸重有利于減緩車輪磨耗和滾動接觸疲勞損傷;采用輪軌界面潤滑，減小輪軌間的摩擦系數(shù)，可降低輪軌蠕滑力，從而減緩車輪踏面裂紋和剝離以及磨耗的形成和發(fā)展;車輪失圓會惡化輪軌接觸關(guān)系，加速車輪踏面裂紋和剝離的形成，定期對車輪進(jìn)行鏇修，這不僅能從輪軌型面匹配和車輪失圓方面改善輪軌受力狀態(tài)，還可將踏面裂紋鏇掉，避免裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展