電磁式磁軌制動器極靴與鋼軌的磨損初探.pdf

1、隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，列車的制動安全也變得更加重要?，F(xiàn)有的粘著制動已很難滿足逐漸提高的制動標(biāo)準(zhǔn)，因此需要大力發(fā)展非粘著制動。磁軌制動是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的非粘著制動方式，十分符合我國現(xiàn)有的技術(shù)水平，但其缺點是制動時會產(chǎn)生摩擦磨損。為了研究磁軌制動器極靴與鋼軌的磨損現(xiàn)象，豐富高速重載下的磨損理論，本論文主要進行了以下幾個方面的工作:
　　首先，基于磁軌制動器的結(jié)構(gòu)和基本工作原理，設(shè)計制造出磁軌制動器樣機，通過傳感器法實驗測

2、得其電磁吸力為56940N。根據(jù)樣機的實驗參數(shù)和CRH2動車組的具體參數(shù)，建立制動初速度為250km/h的緊急制動模型，計算出動車組在原有空氣制動的基礎(chǔ)上加裝磁軌制動后的緊急制動力、緊急制動減速度、能量分配系數(shù)和緊急制動距離等參數(shù)。
　　其次，根據(jù)摩擦學(xué)原理和磁軌制動器的實際工況，分析摩擦副材料、速度、載荷和溫度對磨損的影響。由于緊急制動時，磁軌制動器極靴與鋼軌的材料、動車組的運營速度和定員質(zhì)量都是確定的，所以影響極靴與鋼軌磨損的

3、主要因素是摩擦熱溫度場。
　　再次，建立了磁軌制動器與鋼軌的摩擦熱溫度場模型，采用有限元軟件ANSYSWorkbench進行仿真，得到緊急制動過程中，摩擦熱溫度場的仿真結(jié)果。通過溫度對磨損的影響來分析摩擦磨損的形成機理和分布情況。
　　最后，修正經(jīng)典的Archard磨損模型，采用非線性多項式擬合得到相應(yīng)的瞬時速度函數(shù)、溫度函數(shù)，再根據(jù)R.S.Lee和J.L.Jou提出的溫度-硬度關(guān)系式，得到材料硬度函數(shù)。通過修正后的Arch

4、ard磨損模型，計算出整個制動過程中，磨損質(zhì)量曲線的變化情況。
　　結(jié)果表明:緊急制動開始時，每個磁軌制動器的溫度都迅速上升，達(dá)到最大值后趨于平穩(wěn)，最后開始緩慢下降。緊急制動結(jié)束時，溫度最低和最高的兩個磁軌制動器，它們的最高溫度分別為559.6℃和605.7℃。極靴與鋼軌的磨損類型主要是粘著磨損和磨料磨損（磨粒磨損），在摩擦表面還可能會形成熱裂紋。磨損的主要區(qū)域是極靴底面延展端的中間部分和鋼軌頂面的中間部分。在緊急制動初期，極靴與