列车车轮不圆的评定40运用控修:1002—7610(2011)03—0040—07列车车轮不圆的评定AndersJohansson(瑞典)摘要:对几种车轮的不圆度进行了测试,并对测试结果进行了比较分析,得出了一些结论.关键词:车轮;不圆;测试;瑞典:U270.331.1文献标识码:BAssessmentofOut-of-RonndofTrainWheelsAndersJohansson(Sweden)AbstractjTheout-of-roundofseveralkindsofwheelsistested.Thetestresultsarecomparedandanalyzed.Someconclusionsareobtained.Keywords:wheel;out-of—round;test;Sweden1概述由于对高速城际和市郊列车具有持续增加的需求,铁路运营噪声日益成为了公众烦恼的重要.较高速的货车同样也会增加噪声水平.此问题的一个解决方法是噪声墙的安装.但是,此方法花费昂贵,且破坏了乘客或沿线居民对铁路的美好印象.有关可容许噪声水平的严格法规推动着降噪措施的研究.列车运营速度低于250km/h时,整个铁路噪声水平主要来自轮轨相互作用产生的噪声,而空气动力学引起的噪声在此速度范围仅作次要考虑.列车滚动噪声源是一种振动,由车轮踏面和钢轨轨头低幅值起伏(表面粗糙,波状,波磨)的波动引起.另外两种车轮噪声是碰撞噪声(例如由车轮擦伤或车轮通过钢轨接头时形成)和尖叫噪声(由小半径曲线上横向的粘滑激励形成).Thompson和Jones对轮轨噪声的形成进行了建模口].滚动噪声覆盖的频率范围为100Hz～5000Hz,其中噪声水平较高的范围在500Hz～2500Hz.对频率低于500Hz的噪声,主要由轨枕辐射.但是接近500Hz和1kHz～2kHz的噪声,钢轨振动则是其主要.刚度大的轨胶垫会扩大频率范围,且轨枕噪声突出.高于1kHz~2kHz的噪声,车轮的振动则成为主导根源.Hartung和Vernersson为评定滚动噪声,利用全尺试验台进行了试验研究[zJ.考虑合理的精度,文献[3],文献E4]提出声强等级和总粗糙度水平间存在线性关系.总的粗糙度水平由轮轨粗糙度水平叠加而成.收稿日期:2009-07-23车轮多边形化可引起轮对和轨道部件的严重损伤.其他型式的车轮不平顺是表面及下表面的初始裂纹,都取决于滚动接触疲劳.此类不平顺会引起车轮部分踏面剥落,或裂纹向内扩展而引起车轮的完全失效.Johansson对不同车轮不平顺进行了调查L5],Nielsen等对周期性车轮或钢轨不平顺的起因和适合的对策进行了研究_6],Ekberg和Kabo则主要探讨了疲劳裂纹所引起的损伤[7].由于不了解瑞典铁路交通中存在的不同车轮不平顺的典型水平,故实施了此项调查研究.早些时候,Dings和Dittrich曾在荷兰进行了与此相似的一个调查研究].2002年秋,大规模的测试项目在瑞典进行.铁路货车,市郊列车(Regina),客车(X2和城际列车)和地铁车辆的车轮都参与了测试,其中包括踏面制动和盘形制动的车轮.随机选择运营里程超过10万km的车轮,且都在车辆结束运营进入维修阶段时进行测量,其中大多数车轮的维修并非车轮不圆导致总共测试了99个车轮,主要是为了在瑞典当前的铁路交通中获取具有代表性的车轮不圆迹象.选择过程中唯一的要求是最少运营里程达10万km.采用机械接触测量方法来获取测试数据.围绕整个车轮圆周,在踏面名义接触点位置,以及离此位置左右10mm的地方的三个横向位置,进行车轮不平顺的测试L8].所测试的车轮不圆的幅值和波长与相对应的钢轨粗糙度进行了比较,其中钢轨的粗糙度采用Grassie等提出的方法..进行测试.文中还研究了由磨耗和弹性变形所决定的车轮横向外形变化.测试也同样用于车轮踏面硬度的确定.列车车轮不圆的评定AndersJohansson(瑞典)41文中涉及的符号如下:忌——倍频程数目(无量纲);L——倍频程k内的粗糙度等级(dBre1gm);L.——对应车轮数,倍频程k内的粗糙度等级(dBre1/lm);L一～同一种车轮倍频程k内的平均粗糙度等级(dBre1"m);——同一种车轮的数目(无量纲);N——一种车轮的数目编号(无量纲);r(z)一一车轮不规则或粗糙的型面(m);表1测试车轮属性汇总rref一一车轮粗糙度的参考值(m);——粗糙型面的均方根值(m);注:列车运行速度和轴重都是允许最大值.表1中每一行分析测试数据时都作为一类.名义直径是指新轮直径.对C20的轴重,较小值对应后转向架,较大值对应中间转向架.一个由3辆车组成的C20列车单元总共有4台转向架.?'k,mean——一种类型的所有车轮倍频程k内粗糙度值的均方根值(m);,—...