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，造成車輛運行振動大，運行品質差，對客車安全構成了不利影響。本文從輪軌關系方面開展KKD客車車輪踏面剝離成因研究，主要工作和結論如下:
　　 (1)首先對國內(nèi)外車輪踏面剝離的研究現(xiàn)狀進行了詳細論述，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、接觸斑材料響應特性（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)展了相應的數(shù)值程序。
　　 (3)對KKD客車車輪踏面表面狀態(tài)進行了現(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、輪軌接觸點位置、車輪損傷大小及分布和輪軌接觸斑材料響應特性等方面詳細分析了車輪踏面剝離的成因。研究結果表明:磨耗車輪通過小半徑曲線(尤其半徑小于700m)磨耗鋼軌是導致車輪輪輞外側裂紋和剝離的主要原因。
　　 (5)研究了車輛結構參數(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度等參數(shù)對車輪滾動接觸疲勞特性的影響。研究結果表明:在保證

4、車輛運動穩(wěn)定性（蛇行失穩(wěn)臨界速度）的前提下，適當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系，加速車輪踏面裂紋和剝離的形成，定期對車輪進行鏇修，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，避免裂紋進一步擴展