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表面硬化对地铁轮轨磨耗性能影响的实验研究

作者：孙培文,朱爱华,张帆,等日期：2022-08-17/span> 浏览：692 查看PDF文档

表面硬化对地铁轮轨磨耗性能影响的实验研究*

孙培文,朱爱华*,张帆,杨建伟,马潮潮

(北京建筑大学城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室,北京 100044)

摘要:针对地铁轮轨的表面硬化问题,为了进一步降低轮轨的磨耗,通过对某实际运营线路中的钢轨和两种不同车轮钢的摩擦磨损进行实验研究,探讨了材料表面硬化对轮轨耐磨性的影响规律。首先,采用了赫兹模拟准则,对典型工况下地铁车辆的轮轨接触情况进行了模拟;然后,选取了某地铁线路现役的轮轨材料作为研究对象,并确定了其垂向载荷、运转速度和轮轨试样尺寸等实验参数;最后,采用GPM60摩擦磨损实验机搭建了测试平台,进行了轮轨接触模拟实验,分析了表面硬化与地铁轮轨磨耗性能之间的规律。研究结果表明:车轮试样的磨耗率随表面硬化程度提高而下降,初始硬度较高的微合金化地铁车轮钢表现出更高的表面硬化程度和更好的耐磨性,相较于CL60钢,其磨耗率可降低35.1%,与其匹配的钢轨磨耗率可提高7.8%,轮轨总磨耗率可降低1.6%;建议在运营初期,对轮轨接触面进行喷丸强化处理,预先提高其表层硬度,以减少轮轨磨合阶段时间和初期磨耗量。

关键词:机械摩擦磨损;钢轨磨耗率;轮轨接触仿真实验;材料表面硬化;表层硬度

中图分类号:TH117.1;U211.5文献标识码:A文章编号:1001-4551(2022)06-0713-07

本文引用格式:

孙培文,朱爱华,张帆,等.表面硬化对地铁轮轨磨耗性能影响的实验研究［J］.机电工程,2022,39(6):713-719.

SUN Pei-wen, ZHU Ai-hua, ZHANG Fan, et al. Experimental study on effect of surface hardening on wheel rail wear performance of metro
［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2022,39(6):713-719.