CN112749441B - 一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轨道交通技术领域，涉及一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法，其包括以下步骤：一、收集轨道交通车辆多边形磨耗车轮信息，进行车轮多边形磨耗跟踪测试，获取车轮多边形磨耗数据；二、基于车轮磨耗速率和车轮踏面淬火强化处理材料磨耗特性，匹配设计波谷位置车轮选区强化参数；三、根据强化参数，通过车轮踏面选区淬火强化技术，对车轮多边形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大多边形磨耗车轮波峰与波谷位置磨耗相对速率比值；四、待到多边形磨耗车轮波峰与波谷之间幅值减小到一定值，且波谷位置强化材料磨损消失，在车轮踏面进行均匀选区强度处理。本发明能够较佳地控制多边形磨耗的发展。

Description

一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体地说，涉及一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法。
背景技术
在现有技术中，轨道交通车辆车轮多边形磨耗主要通过镟修车轮踏面来改善，车轮镟修只能在短时间内改善轨道交通车辆车轮多边形磨耗情况，随着运营时间延长，轨道交通车辆车轮多边形磨耗将会重新发生发展；车轮镟修通过削掉车轮表面材料用于消除多边形磨耗，降低车轮服役寿命，且经济成本高。
发明内容
本发明的内容是提供一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
根据本发明的一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法，其包括以下步骤：
一、收集轨道交通车辆多边形磨耗车轮信息，进行车轮多边形磨耗跟踪测试，获取车轮多边形磨耗数据；
二、基于车轮磨耗速率和车轮踏面淬火强化处理材料磨耗特性，匹配设计波谷位置车轮选区强化参数；
三、根据强化参数，通过车轮踏面选区淬火强化技术，对车轮多边形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大多边形磨耗车轮波峰与波谷位置磨耗相对速率比值；
四、待到多边形磨耗车轮波峰与波谷之间幅值减小到一定值，且波谷位置强化材料磨损消失，在车轮踏面进行均匀选区强度处理。
作为优选，步骤一中，车轮多边形磨耗跟踪测试，获取车轮多边形磨耗数据的方法为：
1.1、定期测量车轮廓形，通过与车轮标准廓形对比，获取车轮磨耗；
1.2、利用激光廓形测量仪或接触式廓形测量仪，每隔5°测量一次车轮廓形获得车轮磨耗量；
1.3、利用线性内插的方法得到整个圆周范围内的车轮磨耗量。
作为优选，强化参数包括强化斑尺寸、深度及间距。
作为优选，强化参数的设计方法如下：记车轮圆周上某点的磨耗量S；波谷与波峰之间的磨耗量之差为ΔS；强化斑深度为h；强化斑直径为D；强化区域的材料耐磨耗能力提高了m倍；强化斑深度h应该满足下式：
Figure SMS_1
式中α是调整系数，与强化区域所在位置有关；
获取强化斑深度h后，按照下式计算强化斑直径：
D＝18h；
每一排中强化斑间距l按照下式确定：
Figure SMS_2
式中Smin代表波峰处的磨耗量；β是调整系数，与强化区域材料耐磨耗性能提高量有关。
作为优选，强化斑排与排之间的间距取为3倍强化斑直径。
作为优选，步骤四中，进行均匀强化处理时，强化斑深度取为0.8mm；直径取为14.4mm；每排内部，强化斑间距取为15mm；排与排之间的间距取为40mm。
本发明基于车轮磨耗速率和车轮踏面淬火强化处理材料磨耗特性，对车轮多边形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大多边形磨耗车轮波峰与波谷位置磨耗相对速率比值，降低多边形车轮踏面波峰与波谷之间幅值，控制多边形磨耗的发展。
本发明不改变车轮强度，显著提升多边形车轮波谷材料耐磨性能，大幅提升车轮服役寿命，且成本较车轮镟修大幅降低。
附图说明
图1为实施例1中一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法的流程图；
图2为实施例1中车轮磨耗测量结果的示意图；
图3为实施例1中车轮多边形抑制示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法，其包括以下步骤：
一、收集轨道交通车辆多边形磨耗车轮信息，比如运营条件和现场资料，进行车轮多边形磨耗跟踪测试，获取车轮多边形磨耗数据；
二、基于车轮磨耗速率和车轮踏面淬火强化处理材料磨耗特性，匹配设计波谷位置车轮选区强化参数；
三、根据强化参数，通过车轮踏面选区淬火强化技术，对车轮多边形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大多边形磨耗车轮波峰与波谷位置磨耗相对速率比值；如图3所示，此时波谷位置车轮材料磨耗速率大幅下降，而除波谷以外位置车轮材料磨耗速率不发生改变；随着运营时间延长，多边形车轮波峰与波谷之间幅值减小；
四、待到多边形磨耗车轮波峰与波谷之间幅值减小到一定值，且波谷位置强化材料磨损消失，在车轮踏面进行均匀选区强度处理，以期提升车轮踏面耐磨性能。
步骤一中，车轮多边形磨耗跟踪测试，获取车轮多边形磨耗数据的方法为：
1.1、定期测量车轮廓形，通过与车轮标准廓形对比，获取车轮磨耗；
1.2、利用激光廓形测量仪或接触式廓形测量仪，每隔5°测量一次车轮廓形获得车轮磨耗量；
1.3、利用线性内插的方法得到整个圆周范围内的车轮磨耗量，如图2所示。
强化参数包括强化斑尺寸、深度及间距。
强化参数的设计方法如下：记车轮圆周上某点的磨耗量S；波谷与波峰之间的磨耗量之差为ΔS；强化斑深度为h；强化斑直径为D；强化区域的材料耐磨耗能力提高了m倍；为使强化斑磨耗殆尽时，波峰和波谷之间的磨耗量之差ΔS降为0，强化斑深度h应该满足下式：
Figure SMS_3
式中α是调整系数，与强化区域所在位置有关；当强化区域位于波谷时α最大，根据实际磨耗量和m的取值，可以在8-10之间选取；介于波峰与波谷之间时，根据现场强化效果在5-8之间选取；
强化斑直径通常和强化斑深度存在确定的关系，对于层流等离子强化而言，获取强化斑深度h后，按照下式计算强化斑直径：
D＝18h；
每一排中强化斑间距l按照下式确定：
Figure SMS_4
式中Smin代表波峰处的磨耗量；β是调整系数，与强化区域材料耐磨耗性能提高量有关；耐磨耗性能提高效果好，β可以适当取大一些；耐磨耗性能提高效果一般，β可以适当取小一些，最小不能小于1。
强化斑排与排之间的间距取为3倍强化斑直径。如果耐磨耗性能提高不理想，间距可以适当减小，但不应使强化斑出现重叠和交叉。
步骤四中，进行均匀强化处理时，强化斑深度取为0.8mm；直径取为14.4mm；每排内部，强化斑间距取为15mm；排与排之间的间距取为40mm。
在本实施例中，通过车轮踏面选区淬火强化技术，对车轮多边形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大多边形磨耗车轮波峰与波谷位置磨耗相对速率比值，通过加速波峰位置车轮材料磨耗、减缓波谷位置车轮材料磨耗来综合抑制车轮多边形磨耗发展。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、收集轨道交通车辆多边形磨耗车轮信息，进行车轮多边形磨耗跟踪测试，获取车轮多边形磨耗数据；
二、基于车轮磨耗速率和车轮踏面淬火强化处理材料磨耗特性，匹配设计波谷位置车轮选区强化参数；
强化参数包括强化斑尺寸、深度及间距；强化参数的设计方法如下：记车轮圆周上某点的磨耗量S；波谷与波峰之间的磨耗量之差为ΔS；强化斑深度为h；强化斑直径为D；强化区域的材料耐磨耗能力提高了m倍；强化斑深度h满足下式：
Figure FDA0004248649210000011
式中α是调整系数，与强化区域所在位置有关；
获取强化斑深度h后，按照下式计算强化斑直径：
D＝18h；
每一排中强化斑间距l按照下式确定：
Figure FDA0004248649210000012
式中Smin代表波峰处的磨耗量；β是调整系数，与强化区域材料耐磨耗性能提高量有关；
三、根据强化参数，通过车轮踏面选区淬火强化技术，对车轮多边形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大多边形磨耗车轮波峰与波谷位置磨耗相对速率比值；
四、待到多边形磨耗车轮波峰与波谷之间幅值减小到一定值，且波谷位置强化材料磨损消失，在车轮踏面进行均匀选区强化处理。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法，其特征在于：步骤一中，车轮多边形磨耗跟踪测试，获取车轮多边形磨耗数据的方法为：
1.1、定期测量车轮廓形，通过与车轮标准廓形对比，获取车轮磨耗；
1.2、利用激光廓形测量仪或接触式廓形测量仪，每隔5°测量一次车轮廓形获得车轮磨耗量；
1.3、利用线性内插的方法得到整个圆周范围内的车轮磨耗量。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法，其特征在于：强化斑排与排之间的间距取为3倍强化斑直径。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通车辆车轮多边形磨耗的控制方法，其特征在于：步骤四中，进行均匀选区强化处理时，强化斑深度取为0.8mm；直径取为14.4mm；每排内部，强化斑间距取为15mm；排与排之间的间距取为40mm。
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