钢轨波形磨耗的影响因素及减缓措施论文_薛志众

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摘要:本文对波形磨耗的原因进行了解和归纳。对波磨成因理论的正确性和减缓波磨措施的有效性进行了有力的证明。

关键词:钢轨;波形磨耗;影响因素;减缓措施

对钢轨波形磨耗的成因进行了深刻探讨。钢轨波磨就是在具有某些条件下轮对粘滑振动造成的钢轨不均匀磨损,由于长时间反复摩擦造成的。轮轨系统的动力在不停的改变,可以让轮对粘滑振动表现出各种形态,和多种波磨相对应。一般的情况下来说,大多数波磨形成的过程中,决定着波磨的发展。另外有其他原因,虽然只是影响波磨发展速率,但它不是决定波磨是否存在的原因。控制这些因素也可以有效的减缓波磨。

1线路条件对波磨的影响

1.1曲线半径

研究表明,如果线路曲线的半径越小,轮轨就越容易出现滑动,导致轮对粘滑振动以及波磨轻松就形成。把曲线半径变大,即便波磨出现,它的发展速度也非常慢。只有曲线半径大到一定程度,并伴有各种不利条件,才有可能出现轮对粘滑的振动。如果曲线有更大的半径,即便有所有的不利条件加在一起,也不会发生轮对粘滑振动和波磨,我们把这样的半径称之为波磨形成临界半径。通过对波磨进行现场实验,得出有一定证明力的结论,也同时说明泼磨临界半径的存在。但是波磨临界半径的形成是非常困难的。主要是存在各种不利条件,比如轮轨接触特性、轨道刚度和阻尼、轨道不平顺等一系列问题。

1.2轨道阻尼

粘滑振动就是低轨道阻尼下轮的振动,转向架上前后两车轮振动效应叠加,给轮对粘滑振动的压力加大,波磨就非常容易产生。如果在正常阻尼下,轮对就不容易发生粘滑振动,就容易减少磨耗功,波磨就很难形成。由此可得,轨道阻尼对波磨的形成有着很大的影响。据统计,低轨道阻尼下波磨的形成速度要快一倍以上。

1.3外轨超高

通常情况下,外轨超高或欠超高对波磨都是不利的。例如,外轨超高会致使粘滑振动强度受干扰,若是外轨欠超高则会导致粘滑振动强地大大减少。在这种情况下,若是外轨超高,那么外侧的粘滑振动指数强度会不断提升。在对300米半径的曲线中进行研究得出结论,300米半径曲线中轮轨降低容易致使轮对粘滑振动的发生。在这种情况下,外轨超高和欠超高68毫米会有下列影响:均衡欠超高时,轮对在这种情况下是非自激振动,那么这种情况下波磨不容易形成。当均衡超高时,会有较为大的粘滑振动,同时磨耗功也能够持续波动,这样则表示波磨能够正常形成。另外,还有许多情况也会致使波磨的形成。若是再进行轨道建设时,轨道不平滑,那么就要把高磨耗区和低磨耗区安置固定,这种情况更有利于波磨的形成。

2走行部构造对波磨的影响

2.1轮对轴刚度

通常情况下,轮对产生粘滑振动,给予适量的轴刚度调整后,轮对就会产生非自激振动。由此可知,不断地提高轴刚度可以控制轮对粘滑振动进而生成波磨,同时也能够控制波磨的生成。通过有关计算显示,轴刚度提升到原来的1倍能够降低磨耗工大约40%,同时也能够延迟波磨40%。

2.2一系悬挂

在进行一系悬挂工作时,若是阻尼不能够达到要求,就容易产生轮对粘滑振动,这样容易生成离散小坑的波磨。那么在这种情况下,若是提高一系悬挂垂向刚度,可以有效控制粘滑振动,这样也能够降低波磨产生的概率。但是若是形成波磨,同时悬挂刚度又被增加,那么容易推动波磨的形成。由上述可知,在进行一系悬挂工作室大都以降低悬挂刚度为主。另外,若是走行不固定,轴距较长那么也能够致使波磨形成。

3波磨的减缓方式

为了更好地消除波磨,要能够采用有效的方式,减少轮对的粘滑振动,同时还要减少由于粘滑振动造成的钢轨不均匀磨损而产生的累加。通过各方面的考量可知,在研究消除波磨的领域还有很多问题需要进一步的去探索。那么工作人员在进行消除工作时,要减缓波磨的消除,同时要对其进行控制,这样就对波磨问题的深入探索有了明确的目标。最为有效的消除或减少波磨的方式,要能够便于工作人员的操作,同时具有一定的性价比,那么下文主要是从比较基础的几个方面展开的延迟波磨发生的方法。

3.1降低轨道不平顺

首先要不断的降低轨道不平滑的问题,这样不仅能够减少波磨,同时也方便轮轨的保养。减小轨道不平滑,能够减少粘滑震动,进而减少累加效应的产生,最大程度上把控波磨的形成。在此种情况下,轨道不平滑大多数是指轨面剥离、擦伤等,这样容易造成粘滑振动。所以,控制轨道的平滑程度,能够有效的控制波磨的形成。

3.2加大轨道弹性、提高轨道阻尼

轨道增弹减振能够减少轮轨的其他不利条件。加大轨道弹性,可以高效的减少轮对粘滑振动,将轨道阻尼提高也可非常显著的看到波磨的形成速度降低。

3.3适当降低曲线地段外轨超高

如果超高加大轮对粘滑振动,就有可能达到消除轮对粘滑振动的目的。比如车速较低,轴重较大的货车,就非常容易形成波磨,所以针对货车的行驶路线上,尽量降低外轨超高。

3.4提高钢轨材质强度及耐磨性能

提升钢轨的耐磨性,是非常好的减缓措施之一。波磨的形成就是轮对粘滑振动。波磨形成之后,主要表现为钢轨不均匀磨损或不均匀塑形变形。对轨头磨损和塑性变形起到很好的延缓作用,这也就对波磨进行了减缓。所以钢轨耐磨的程度提升,就一定会减少波磨的形成。

3.5增大轮对轴刚度

轮对轴刚度偏小也是能够产生轮对粘滑振动的原因之一。如果采用空心车轴,把轴径加大,让轴刚度提高一倍,就可以非常显著的减少钢轨波磨。

3.6控制涂油润滑

主要是减少曲线外轨侧磨,对侧轨涂油润滑,也会容易产生波磨,如果涂油过多也会容易产生钢轨剥离。所以涂油润滑不是越多越好,目前为止还找不出合理的涂油工艺,所以必须对此深入研究。

4结论

在轮对粘滑振动波磨成因理论的基础上,了解到轨道增弹减振、减小轨道不平顺等能够有效的减少波磨产生的概念,而且在实际应用上取得了比较明显的效果,进而为波磨成因理论的正确性和减磨措施的有效性给出了有力的证明。

参考文献

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[4]王平,刘学毅,万复光.轮轴扭转振动与曲线地段钢轨波形磨耗[J].西南交通大学学报,1996;31(1):58-62

论文作者:薛志众

论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期

论文发表时间:2020/3/16

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