延緩鋼軌波磨發(fā)展與降低噪聲的試驗(yàn)研究

王二中，郭星利，張麗平

(蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司，江蘇 蘇州 215006)

延緩鋼軌波磨發(fā)展與降低噪聲的試驗(yàn)研究

王二中，郭星利，張麗平

(蘇州市軌道交通集團(tuán)有限公司，江蘇 蘇州 215006)

通過試驗(yàn)研究了在鋼軌軌頂涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑對(duì)延緩鋼軌波磨發(fā)展與降低噪聲的作用。首先驗(yàn)證了在鋼軌軌頂涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑對(duì)列車制動(dòng)無影響，隨后驗(yàn)證了在鋼軌軌頂涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑能在一定程度上抑制鋼軌波磨的發(fā)展和降低噪聲。研究結(jié)果為解決城市軌道交通延緩鋼軌波磨發(fā)展與降低噪聲提供了一種途徑。

軌道交通 摩擦劑 鋼軌波磨 噪聲

城市軌道交通中小半徑曲線容易發(fā)生鋼軌波磨。由于鋼軌的波浪磨耗，列車行駛時(shí)將產(chǎn)生附加振動(dòng)噪聲，影響旅客舒適度，且對(duì)軌道設(shè)備沖擊較大，行車安全受到影響。所以如何延緩波磨的發(fā)展，降低噪聲，是城市軌道交通迫在眉睫的一項(xiàng)課題。在鋼軌軌頂涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑是現(xiàn)在試用較多的一種方法，但是涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑對(duì)列車制動(dòng)是否有影響、對(duì)鋼軌波磨的發(fā)展是否有延緩作用等問題需要進(jìn)行試驗(yàn)研究。

1 涂覆摩擦劑對(duì)列車制動(dòng)的影響

1.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

制動(dòng)試驗(yàn)選擇在蘇州軌道交通1號(hào)線天平車輛段試車線進(jìn)行。列車采用的是4節(jié)編組的B型車。調(diào)節(jié)材料選擇的是艾賓福斯特鐵路科技公司(LB Foster Rail Technologies Corp．)生產(chǎn)的軌頂摩擦調(diào)節(jié)劑KELTRACK。

1.2 試驗(yàn)方法

在軌頂干燥和軌頂涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑兩種不同情況下，檢驗(yàn)空車在不同速度(40，50，60 km/h)下的常用制動(dòng)或者緊急制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)性能(制動(dòng)距離)。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

不同條件下的制動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

通過數(shù)據(jù)觀察可知，在正常噴涂甚至大量噴涂摩擦調(diào)節(jié)劑的情況下對(duì)比干軌狀態(tài)下列車的制動(dòng)性能(綜合制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)減速度列車制動(dòng)性能)，都不會(huì)對(duì)列車的制動(dòng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

圖1 不同制動(dòng)條件下的列車制動(dòng)距離比較

2 涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑對(duì)波磨延緩發(fā)展的效果

2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

本次試驗(yàn)選擇在蘇州軌道交通1號(hào)線玉山路站至汾湖路站區(qū)間上行左JD4曲線。曲線參數(shù)為曲線半徑350 m，緩和曲線長60 m，曲線長512 m，曲線超高為100 mm。試驗(yàn)前對(duì)試驗(yàn)曲線進(jìn)行了修復(fù)性打磨，消除了現(xiàn)有波磨，以免以往波磨對(duì)試驗(yàn)效果產(chǎn)生影響。同時(shí)，在該曲線緩直點(diǎn)處上下股鋼軌的外側(cè)成功安裝軌頂調(diào)節(jié)劑涂覆裝置，在涂覆板前3～5 m處安裝車輪感應(yīng)器，如圖2所示。

圖2 安裝現(xiàn)場(chǎng)

2.2 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

2.2.1 涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑前后波磨失度對(duì)比

對(duì)比同條曲線涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑前后9個(gè)月的波磨發(fā)展情況如表1、圖3、圖4所示。

表1 同條曲線涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑前后9個(gè)月的波磨發(fā)展數(shù)據(jù)

圖3 波磨矢度最大值

圖4 波磨矢度平均值

由表1、圖3、圖4可知，涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑后，波磨失度的發(fā)展明顯有所延緩。

2.2.2 涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑前后噪聲對(duì)比

對(duì)比同條曲線涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑前后9個(gè)月的噪聲數(shù)據(jù)如表2所示。對(duì)比曲線如圖5所示。

由表2和圖5可知，涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑前噪聲為79.0～90.6 dB，涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑后，噪聲變?yōu)?7.6～81.4 dB，明顯降低。

表2 同條曲線涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑前后9個(gè)月的噪聲數(shù)據(jù)

圖5 涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑前后噪聲對(duì)比

3 結(jié)論與建議

1)正常噴涂甚至大量噴涂摩擦調(diào)節(jié)劑的情況下對(duì)比干軌狀態(tài)下列車的制動(dòng)性能(綜合制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)減速度列車制動(dòng)性能)，都不會(huì)對(duì)列車的制動(dòng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

2)涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑后，波磨失度的發(fā)展明顯有所延緩。

3)涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑后，噪聲明顯降低。

4)根據(jù)實(shí)際情況，軌頂涂覆摩擦調(diào)節(jié)劑，部分列車會(huì)出現(xiàn)打滑情況。

5)摩擦調(diào)節(jié)劑成本較高。

綜合考慮試驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)濟(jì)性，建議在城市軌道交通中對(duì)減振降噪要求比較高的地段可以考慮使用。

［1］金學(xué)松，溫澤峰，肖新標(biāo)．曲線鋼軌初始波磨形成的機(jī)理分析［J］．機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2008(3):7-8．

［2］盧祖文．高速鐵路鋼軌材質(zhì)選擇［J］．中國鐵路，2004(10): 28-30．

［3］張立民，張衛(wèi)華．輪軌波磨形成機(jī)理與再現(xiàn)試驗(yàn)［J］．西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2005(4):435-436．

［4］趙國堂．高速鐵路無碴軌道結(jié)構(gòu)［M］．北京:中國鐵道出版社，2006．

［5］何鋒，任建強(qiáng)．曲線鋼軌抗磨耗損傷技術(shù)的研究［J］．鐵道建筑，2005(11):69-70．

［6］周奇才，李振海，陳揚(yáng)新．山區(qū)鐵路鋼軌磨損情況調(diào)查與防治技術(shù)試驗(yàn)研究［J］．中國工程機(jī)械學(xué)報(bào)，2006(1):93-95．

［7］溫澤峰，金學(xué)松．鋼軌波浪形磨損研究［J］．中國鐵道科學(xué)，2007(1):139-140．

［8］黃玉純，曲銘，許玉德．城市軌道交通鋼軌傷損分析［J］．城市軌道交通研究，2007(4):54-56．

(責(zé)任審編 孟慶伶)

U213.4+22

:ADOI:10．3969/j．issn．1003-1995．2015．08．31

2015-04-01;

:2015-06-10

王二中(1980— )，男，安徽宿州人，工程師。

1003-1995(2015)08-0109-03