非接触式铁路曲线钢轨地面润滑装置分析

非接触式铁路曲线钢轨地面润滑装置分析

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时间:2019-02-19

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1、西南交通大学学位论文创新性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:(1)本装置为一种安装在地面而不侵入行车限界的涂油器,相对于现有装置,这种装置不存在产生影响行车安全的隐患(机械寿面长,也不受行车速度或车重的影响。(2)在该装置中,使用了可编程控制器作

2、为系统控制单元,通过程序语言的编写,可以实现装置开始工作的条件及工作时间的调控,从而实现自动化。自动化的实现,避免了铁路工务、机务等部门的多头管理,让轨轮润滑工作交由一个部门专门管理,减轻了工作强度,提高了工作效率。(3)根据车辆运行蠕滑理论,分析了曲线轮轨间接触形式及轮对的运行行为,找出了轮轨磨耗产生的原因。(4)选择了压缩二氧化碳气源。充分利用了二氧化碳稳定、临界温度值低、来源广泛的特点,从环境保护的角度提出合理利用二氧化碳。筹}1如。ci.1I’、{西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第一章绪论

3、1.1论文研究背景及实际意义一、轮一轨磨损现状随着我国铁路运输向着重载、高速化发展,列车运行中轮一轨接触的情况变得越来越复杂,接触的条件变得越来越恶化。车轮与钢轨之间的磨损加剧,轮对与钢轨使用寿命缩短。如不及时更换,容易造成脱轨事故。加之我国幅员辽阔,地理环境复杂,铁路线上半径小于300m的曲线钢轨有5000多公里。我国的西部电气化铁路(宝成线、襄渝线、成渝线、兰新线等)建成时间较早,多在小曲线大坡道的山区,机车轮轨的工作条件十分恶劣。由于铁路弯道处的轮一轨侧磨很严重,润滑条件有限,钢轨的使用寿命一般

4、仅为1"-'2年,有些困难路段的曲线轨道仅能使用11个月就磨损到限而必须更换。据统计,因磨损而报废的轮轨可达总报废数的55%。图卜1钢轨磨损示意图“十一五"期间,我国将建设铁路新线1.98万公里,其中客运专线9800公里,投资规模将达1.25万亿元。既有线增建二线8000公里,既有线电气化改造1.5万公里。2010年全国铁路营业里程达到9.5万公里,复线和电气化比例分别达至U45%以上。届时,我国铁路东西南北中之间货运将实现大出大入,长期制约我国经济发展的铁路瓶颈问题将基本得到解决。2007年4月18

5、日,全国铁路实施了第六次大面积提速。提速后,全国铁路客运能力预计增加18%,西南交通大学硕士研究生学位论文第2页货运能力预计增力f112%。我国铁路逐渐朝着高速化、重载化发展是一种趋势。机车的车轮与铁轨之间的摩擦力是列车能够在铁轨上行驶到牵引力n1。众所周知,摩擦力的作用有好有坏。人们在利用摩擦力时希望摩擦力大,反之就希望摩擦力小。列车前进的动力由轮一轨的摩擦力提供,此时的摩擦力为有益的。但在线路为曲线小半径时,轮一轨之间的摩擦就会变成有害摩擦。晋城煤业集团铁运处机车经过近年的运行,因机车运行方向单一

6、,且专用线大多为顺时针方向的曲线,所以机车左侧车轮磨耗严重,3130号、3139号、3140号机车先后出现了轮缘垂直磨耗超限的情况乜3。铁路技术规程规定:车轮轮缘垂直磨耗高度必须小于18mm,若接近该限度,机车不得投入运行。因为磨耗严重时,会使轮缘外形与钢轨内测面形状相一致,并使两者的接触面极大增加。这样不但增大了阻力,而且使钢轨与轮缘加速磨耗。轮缘垂直磨耗过大,易于扎伤尖轨或爬上尖轨时造成机车脱轨,所以必须对到限车论进行镟削处理,镟轮费用为6万元/次。2007年全年,重庆机务段内江检修车间镟轮达30

7、0余对。车轮、钢轨的磨损问题在世界很多国家普遍存在。在美国,从芝加哥到洛杉矶重载牵引一个往返,轮轨磨屑量约达0.75吨。有关资料表明,轮轨磨损在美国的经济损失约为20亿美元。从车轮钢轨的报废原因分析,磨损造成的报废占极大比例,见下表1-1口1表1一l各种钢轨报废原因比率报废原因所占比率自然老化(正常报废)15%破损报废15%磨损报废55%表面磨坏腐蚀报废15%随着列车牵引重量、运行速度和机车轴重的提高,节能和减少轮轨磨损成了国内外铁路部门日益关注的问题。减轻轮轨磨耗的方法很多,以下列举了6种途径。(1

8、)轮缘涂油润滑西南交通大学硕士研究生学位论文第3页(2)钢轨轨头内侧缘涂油润滑(3)对轮轨轮缘向接触部位的摩擦表面,通过各种理化处理提高其抗磨性。如对轮缘和轨头内侧面,刷涂一种能对被涂表面起理化结合作用的金属涂层固体润滑剂。(4)采用轮轨理想接触的新型轮箍外形(5)从机车转向架结构上考虑,适当增加轮轴的自由恒动量和降低轮轴的横向刚度及转向架的回转阻力矩。(6)为适应线路曲线结构要求,调整机车在曲线上的运行速度美、加、英、法、德、日本和前苏联等国和我国多年

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