輪緣磨耗和踏面磨耗.doc

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1、一、輪緣磨耗機(jī)車通過曲線時(shí)，輪緣與軌側(cè)發(fā)生磨耗。我國(guó)鐵路曲線所占比重較大，輪緣磨耗一直是個(gè)重大問題。影響輪緣磨耗的因素為：通過曲線時(shí)前導(dǎo)車輪的輪緣力及對(duì)鋼軌沖角，輪緣與軌側(cè)的摩擦系數(shù)，輪緣的耐磨性。下面具體分析。1．減少輪緣磨耗的方法(1）踏面等效斜率**越大，曲線導(dǎo)向性能越好。**足夠大時(shí)，轉(zhuǎn)向架前導(dǎo)軸內(nèi)外車輪踏面上的縱向蠕滑力形成的力偶能幫助轉(zhuǎn)向架沿曲線運(yùn)行，這就是所謂通過曲線蠕滑力導(dǎo)向，在大半徑曲線上有可能避免輪緣接觸，即使輪緣與鋼軌接觸，較大的**總能使輪緣力有所減??；但是，較大的**不利于轉(zhuǎn)向架的蛇行穩(wěn)定性，這就是通常所說的機(jī)車蛇行穩(wěn)定性與曲線通過性能相矛盾的一個(gè)方面

2、。磨耗形踏面的等效斜率**較大，使輪緣力減小；另外，磨耗形踏面避免了與鋼軌的兩點(diǎn)接觸，使輪緣磨耗顯著減少。(2）機(jī)車通過曲線時(shí)，徑向轉(zhuǎn)向架內(nèi)各軸能自動(dòng)向徑向位置偏轉(zhuǎn)，車輪與鋼軌的沖角大為減小（如果轉(zhuǎn)向架完全占徑向位置，則沖角為零），使輪緣磨耗大幅度減少。(3）轉(zhuǎn)向架固定軸距越長(zhǎng)，通過曲線就比較困難，其沖角及輪緣力均較大，輪緣磨耗當(dāng)然也較大；相反，轉(zhuǎn)向架固定軸距越短，通過曲線就比較容易。兩軸轉(zhuǎn)向架與三軸轉(zhuǎn)向架相比，前者通過曲線時(shí)輪緣力小得多，沖角也小，輪緣磨耗明顯改善，這就是兩軸轉(zhuǎn)向架的機(jī)車特別適用于多曲線的山區(qū)鐵路的原因。(4）三軸轉(zhuǎn)向架C0一C0機(jī)車因輪緣磨耗嚴(yán)重而不適宜于多

3、曲線的山區(qū)鐵路。用B0一B0一B0式機(jī)車代替C0一C0式六軸機(jī)車，可以顯著改善機(jī)車的曲線通過性能。給三軸轉(zhuǎn)向架中間軸以適當(dāng)大的自由橫動(dòng)量，可以在不影響轉(zhuǎn)向架在直線上的蛇行穩(wěn)定性的條件下，改善轉(zhuǎn)向架的曲線通過性能。中間輪對(duì)的自由橫動(dòng)量增大后，使它在半徑不大的曲線上能貼靠外軌，參與導(dǎo)向，如圖3一17所示，結(jié)果有可能使第一軸外輪輪緣力減少20％一30％。一般而言，間軸貼靠外軌，給中間軸以10一15mm自由橫動(dòng)量，就能在機(jī)車通過30om半徑曲線時(shí)使中間軸貼靠外軌，而不貼靠構(gòu)架。必須指出，中間軸的自由橫動(dòng)量不應(yīng)過大，否則會(huì)出現(xiàn)中間軸輪緣磨耗比兩端嚴(yán)重的情況。這是因?yàn)閷?duì)于兩端操作的機(jī)車來說

4、，如果中間軸的自由橫動(dòng)量過大，則上行通過去曲線時(shí)，第一軸及中間軸輪緣磨耗，下行通過曲線時(shí)，第三軸及中間軸磨耗，這樣中間軸輪緣磨耗就比第一軸或第三軸嚴(yán)重。對(duì)于這種情況，就應(yīng)稍減中間軸的自由橫動(dòng)量，使通過小半徑曲線時(shí)中間軸輪緣不貼靠外軌，中間軸及兩端的輪緣磨耗同步。這一中間軸的最佳橫動(dòng)量，與機(jī)車線路的曲線狀況及運(yùn)行速度有關(guān)，只能通過試驗(yàn)確定。(5）如果車體與轉(zhuǎn)向架連接裝置中采用摩擦旁承，則轉(zhuǎn)向架相對(duì)車體回轉(zhuǎn)就要克服摩擦力矩。如果車體與轉(zhuǎn)向架的連接采用橡膠堆旁承或高圓簧支承，則轉(zhuǎn)向架相對(duì)車體回轉(zhuǎn)時(shí)要克服復(fù)原力矩。摩擦力矩和復(fù)原力矩對(duì)機(jī)車的蛇行穩(wěn)定性有利，但不利于曲線通過。因?yàn)檫@樣使第

5、一軸的輪緣力增加，加劇了輪緣磨耗。(6）機(jī)車通過曲線時(shí)，后轉(zhuǎn)向架前端比前轉(zhuǎn)向架后端離開軌道中心遠(yuǎn)，如圖3一18所示。如果兩端用彈性裝置相連，則在后轉(zhuǎn)向架前端連接點(diǎn)c‘與前轉(zhuǎn)向架后端的連接點(diǎn)C之間就會(huì)產(chǎn)生一對(duì)大小相等而方向相反的橫向力K和K‘。K和K‘力分別使前、后兩轉(zhuǎn)向架后部向外移動(dòng)，前轉(zhuǎn)向架由。位移至b位，后轉(zhuǎn)向架由a’位移至b’位，使兩轉(zhuǎn)向架的導(dǎo)向輪的沖角減少。K和K‘還分別使前后轉(zhuǎn)向架導(dǎo)向輪的輪緣力減少。輪緣力及沖角減少使輪緣磨耗明顯減少。(7）提高輪箍硬度可以提高輪緣的耐磨性。輪箍硬度由布氏硬度250一275提高至320-340，可以使輪緣磨耗減少一半。(8）為了減小輪

6、緣與鋼軌側(cè)面的摩擦系數(shù)，可以采用鋼軌側(cè)面潤(rùn)滑或輪緣潤(rùn)滑或者兼施的方法。用這種方法可以使輪緣磨耗減少一半甚至更多。目前我國(guó)機(jī)車普遍采用輪緣潤(rùn)滑器給輪緣潤(rùn)滑，效果顯著。但若保養(yǎng)不當(dāng)或使用不善會(huì)引起踏面枯著惡化。2．輪緣磨耗的兩種特殊類型輪緣磨耗還有兩種特殊類型：a，輪緣偏磨機(jī)車在運(yùn)用中常發(fā)生個(gè)別輪對(duì)輪緣偏磨現(xiàn)象：往往成為難以解決的難題。輪緣偏磨的主要原因如下：(l）輪對(duì)組裝位位置不正確。輪對(duì)應(yīng)與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架垂直，轉(zhuǎn)向架內(nèi)各輪對(duì)相互平行。如果某一輪對(duì)位搜歪斜，則在走行中會(huì)造成一側(cè)輪緣偏磨。(2）輪對(duì)兩側(cè)車輪載荷不等。如圖3一19所示，如果輪對(duì)兩側(cè)車輪載荷不等，*****，則由于踏面的斜

7、度，輪、軌作用于踏面的法向反力*******不等。法向反力的垂直分量與車輪載荷平衡，橫向水平分量********在△H=*******的作用下，輪對(duì)有向輪荷重較輕一側(cè)橫移的趨勢(shì)。輪對(duì)靜置于鋼軌上時(shí)，輪軌間的摩擦力很大，橫向力△H較小，不足以使輪對(duì)橫移；但在輪對(duì)滾動(dòng)前進(jìn)時(shí)，較小的△H卻能使輪對(duì)橫移，直至輪荷重較輕的車輪輪緣貼靠鋼軌。這樣，該輪緣在直道上與鋼軌接觸，形成輪緣偏磨。造成輪對(duì)兩側(cè)車輪載荷不等的原因是兩側(cè)軸箱彈簧剛度不等，剛度較大的軸箱彈簧，其車輪載荷就較大。因此，在裝配軸箱彈簧時(shí)，應(yīng)