xp55-28经济型镟修踏面外形设计及动力学性能验证

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1、XP55-28经济型镟修踏面外形设计及动力学性能验证*摘要：CRH5型动车组采用的XP55型车轮踏面外形。在三、四级检修时如果按原型进行镟修，不仅镟修量较大，而且减少车轮使用寿命。本文通过对上千个在不同线路运行120万公里后的车轮进行外形测量，对qR值、Sd、Sh、等效锥度等进行统计分析，设计了XP55-28经济型镟修踏面；利用多体动力学软件SIMPACK建立CRH5型动车组模型，对XP55-28经济型镟修踏面分别从轮轨接触几何关系、车辆系统蛇行运动稳定性、车辆直线轨道运行平稳性、车辆曲线通过安全性

2、等方面进行对比分析。结果表明：轮轨接触几何关系相同，各项动力学性能指标均满足运营要求。关键词：轮轨型面；轮轨接触；经济型镟修踏面；动力学仿真XP55-28economicalrenewingprofiledesignanddynamicsverificationAbstract：XP55wheelprofileisusedontheEMUCRH5ofChina.Itcannotonlyincreasetheworkload,butalsoreducetheservicelifeofthewheels

3、ifreprofilingthewheelsaccordingtotheoriginalprofileduringthelevelthreeandlevelfourmaintenance.XP55-28economicalprofiledesignedonthebasisofmeasuringthetreadprofileonmorethanonethousandwheelswhichrunning1,200,000kilometersondifferentlinesandstatistically

4、analyzingthevalueofqR,Sd,Sh,equivalentconicityandetc..BymeansofdynamicsoftwareSIMPACK,itiscomparativelyanalyzedfortheoriginalprofileandXP55-28economicalprofileonthefollowingaspects,includingwheel-railcontact,vehicleanti-yawstability,dynamicperformanceo

5、frunningonstraightlineandpassingcurves,etc..Theresultshowsthatwheel-railcontactsbetweenthetwoprofilesaresameandthedynamicindexescansatisfytheoperationalrequirements.Keywords:wheel/railprofile;wheel-railcontact;economicalrenewingprofile;dynamicsimulatio

6、n60前言车轮踏面经济型镟修，不仅可以大幅度提高车轮踏面镟修效率，而且可以极大地降低高速动车组运用维修成本。因此，各国目前正探索和研究可行的车轮踏面经济型镟修方案。文献[1]表明，70%的欧洲新造铁路客车采用S1002-32.5车轮踏面，且车辆在运用检修和定期修型时，可以按照S1002-31.5、S1002-30.5、S1002-29.5和S1002-28.5四种踏面形式进行镟修，并以此形成了标准EN13715。另外，欧洲新造铁路客车还采用一种车轮踏面为EP8-32,其在运用检修和定期修型时，可以按

7、照EP8-29.5踏面形式进行镟修。2004年以前，国内新造干线铁路客车，主要采用LM和LMA两种车轮踏面[2]，其中LM主要应用于120km/h及以下速度级车辆，LMA主要应用于160km/h速度级车辆。对于LM型踏面，检修时可采用LM30、LM28、LM26三种踏面型式进行镟修，并形成了标准TB/T449-2003；对于LMA型踏面，检修时没有明确规定，各车辆段和修理厂一般按照新造标准执行。2004年以后，国内致力发展高速动车组。CRH1和CRH2型动车组轮对采用LMA型踏面，CRH3型动车组轮

8、对采用S1002-G型车轮踏面，CRH5型动车组采用XP55型车轮踏面。但是截至目前，120万公里检修还没有相应的经济型镟修标准，相关厂家仍按照新造标准执行，车轮镟修量在20mm左右，这不仅缩短了车轮的使用寿命6，而且对三级修进度造成了不良影响，遭致各方质疑。以CRH5型动车组XP55车轮踏面为例，该型踏面修型周期为36万公里，经过120万公里运营后返厂进行三级检修，再经过120万公里运营后返厂进行四级检修。但是，进行三、四级检修时车轮踏面还没有相应的经济型镟修标准，