轨面摩擦控制——降低噪音,减少波磨概论.pdfVIP

北京科大同创机电有限公司（Kelsan 公司中国总代理） 轨面摩擦控制 降低噪音，减少波浪磨损率 D.T. Eadie* and M. Santoro Kelsan Technologies Corp., 1140 West 15th St., North Vancouver, B.C., Canada Tel: 1 604-984-6100, Fax: 1 604-984-3419, E-mail: deadie@ 摘要 轮轨接触面摩擦特性对噪音、波浪磨损以及横向力都有很大影响，而 轨面摩擦调节剂则是设计用来控制轮轨接触面摩擦特性。由摩擦调节 剂形成的薄膜的两个主要特性为 1）可控的中等摩擦系数2 ）正摩擦； 这两个特性可以减少与曲线尖叫噪声以及短节距波浪磨损发展有关 的滚滑振动。摩擦调节剂对曲线尖叫噪声和轮缘噪音的实践效果已经 在许多欧洲公共交通系统中得到了证明。记录了范围从 6.3 到 22.8dB 的A 计权噪声的降低，不同测试点间的平均降低为 12dB。轨面尖叫 噪声和轮缘构件噪音都有降低。 在毕尔巴鄂（西班牙）的两条曲线上对摩擦调节剂控制短节距波磨发 展的效果进行了多年的评估。基线情况下波浪磨损在 18 个月里由 0.1mm 增至 0.5mm，使用摩擦调节剂后相同时间内基本上没有出现波 浪磨损的增长。 关键词 波浪磨损，蠕滑，摩擦调节剂，噪音，尖叫噪声，客运。 发表在 2004 年 9 月份的第八届轮轨噪声国际会议 1 报告提交到 2005 年 8 月的声与振动学报 北京科大同创机电有限公司（Kelsan 公司中国总代理） 1. 介绍 铁路上的曲线噪音一直是一个众所关注的问题。轨面尖叫噪音和 轮缘噪音都与曲线有关，特别是与小半径曲线（R 500m ）有关，然 而滚动噪音却通常与直线轨道有关。在曲线上也经常出现一种与短节 距波磨发展有关的噪音现象—— 咆哮的铁路”。 曲线尖叫噪音源于车轮通过曲线时由于承受巨大蠕滑力而产生 的不稳定性共振。黏着滑动振动形式（更精确的说是滚动滑动）的摩 擦不稳定性引起车轮的共振，车轮的振动产生了噪音。公认模式为， 横向蠕滑情况下轨面摩擦的不稳定性导致车轮外面产生弯曲振动。这 些振动放射出来就成为我们听到的尖叫声。尖叫声的起点为，转向架 在通过曲线时产生的横向蠕滑力以及轮/轨接触区域的滑动变得饱和 （蠕滑饱和）。其中一个非常重要的必要条件就是，超过蠕滑饱和点 后，摩擦系数会随着蠕滑水平的增长而降低。这被称为负摩擦，参考 饱和蠕滑状态下摩擦蠕变曲线的斜率。这就导致了车轮和钢轨之间的 滚动-滑动振动，这种振动又引起了车轮的共振，然后轮辐就产生了 噪音[1，2 以及参考书目] 。 波磨的起因很复杂；Grassie[3]最近对这一领域的现有知识状态 进行了评述。人们认为波磨既有“波长-调整机制”又有“损坏机制”。 由摩擦不稳定性造成的滚动-滑动振动一直被认为是引发短节距波磨 的不稳定性的根源[4，5] 。由于伴有尖叫噪音，所以滚动-滑动的根本 原因就是轮轨接触面的负摩擦特性。 发表在 2004 年 9 月份的第八届轮轨噪声国际会议 2 报告提交到 2005 年 8 月的声与振动学报 北京科大同创机电有限公司（Kelsan 公司中国总代理） 轮轨接触面的摩擦特性是由被称作“第三介质”（位于车轮和钢 轨之间的一层材料）的材料特性所决定的[6]。通过使用轨面摩擦调 节剂来控制轮轨接触面的摩擦特性是一项正在兴起的技术。Eadie 和 其他人已经做过了关于噪音控制的早期结果的报告[7]。对摩擦调节 剂对不同轮轨系统曲线噪音波谱特性的效果也已经进行了描述[2]。 对摩擦调节剂轨在降低重载铁路的横向力和钢轨磨损方面的效果也 已经进行过了报告[8]。摩擦调节剂在曲线噪音控制方面已经在北美 和亚洲（特别是日本）得到了广泛的认可，并已经有 100 多个安装地 点。这项技术在欧洲铁路的推广工作正处于初始阶段。 Grassie[3] 最近已经强调过了轨面摩擦调节剂在波磨预防方面 的潜