[發明專利]輪對踏面磨耗確定方法和裝置

有效

• 申請號: 201910505770.4
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110239588B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 丁源;宋麗莉;王文剛;康鳳偉;李權福;王洪昆;邊志宏;盧宇星;王蒙;方琪琦;王萌;劉洋;陳丙炎
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;神華鐵路裝備有限責任公司
• 主分類號: B61K9/12
• 分類號: B61K9/12
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發明實施例提供一種輪對踏面磨耗確定方法和裝置，屬于鐵路運輸領域。該方法包括：根據軌面與輪對的偏移量、鋼軌相對輪對的頂面上移量、第一圓弧的半徑、第二圓弧的半徑、鋼軌中點到第一圓弧和所述第二圓弧的切點的距離確定鋼軌頂面曲線方程；根據鋼軌頂面曲線方程和輪對踏面曲線坐標，確定鋼軌接觸區域的變形量方程；根據鋼軌接觸區域的變形量方程，計算鋼軌相對所述輪對的變形面積；根據鋼軌相對輪對的變形面積等于預設的輪對變形面積時的鋼軌相對輪對的頂面上移量、鋼軌接觸區域的變形量方程、輪對踏面曲線坐標以及輪對踏面各點的滾動磨耗量與變形量大小的比例系數，得到磨耗后的輪對踏面曲線坐標。本發明可以低成本、高效率實現輪對踏面磨耗規律分析。

技術領域

本發明涉及鐵路運輸，具體地涉及輪對踏面磨耗確定方法和裝置。

背景技術

輪對是鐵路運輸車輛的關鍵零部件，對于高效的鐵路運輸至關重要。然而，由于輪軌之間的復雜相互作用關系，輪對在使用過程中會產生不可避免的磨耗，且在不同運行條件下，不同部位的磨耗量也各不相同。理清輪對的退化過程及規律對于優化決策輪對鏇修工藝、鏇修周期具有重要意義。雖然借助實驗研究輪對磨耗規律更加符合實際應用情況，但是卻存在實驗耗費時間長、成本高等不足。現有輪對踏面磨耗仿真方法多借助動力學分析軟件研究輪對踏面磨耗對車輛運行時的動力學性能的影響，很少從機理與數據驅動結合的角度研究輪對踏面磨耗。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種輪對踏面磨耗確定方法和裝置，該輪對踏面磨耗確定方法和裝置可以低成本、高效率實現輪對踏面磨耗規律分析。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種輪對踏面磨耗確定方法，所述輪對與鋼軌接觸，所述鋼軌包括半徑最大的第一圓弧和與輪緣接觸的位置第二圓弧，該方法包括：檢測所述第一圓弧的半徑、所述第二圓弧的半徑、鋼軌中點到所述第一圓弧和所述第二圓弧的切點的距離；根據軌面與所述輪對的偏移量、所述鋼軌相對輪對的頂面上移量、所述第一圓弧的半徑、所述第二圓弧的半徑、鋼軌中點到所述第一圓弧和所述第二圓弧的切點的距離確定鋼軌頂面曲線方程；根據所述鋼軌頂面曲線方程和所述輪對踏面曲線坐標，確定鋼軌接觸區域的變形量方程；根據所述鋼軌接觸區域的變形量方程，計算所述鋼軌相對所述輪對的變形面積；根據所述鋼軌相對所述輪對的變形面積等于預設的輪對變形面積時的鋼軌相對輪對的頂面上移量、所述鋼軌接觸區域的變形量方程、所述輪對踏面曲線坐標以及所述輪對踏面各點的滾動磨耗量與變形量大小的比例系數，得到磨耗后的輪對踏面曲線坐標。

優選地，所述根據軌面與所述輪對的偏移量、所述鋼軌相對輪對的頂面上移量、所述第一圓弧的半徑、所述第二圓弧的半徑、鋼軌中點到所述第一圓弧和所述第二圓弧的切點的距離確定鋼軌頂面曲線方程包括：根據所述第一圓弧的半徑、所述第二圓弧的半徑、鋼軌中點到所述第一圓弧和所述第二圓弧的切點的距離確定所述第二圓弧的圓心坐標；根據軌面與所述輪對的偏移量、所述鋼軌相對輪對的頂面上移量、所述第二圓弧的圓心坐標、所述第一圓弧的半徑以及所述第二圓弧的半徑確定所述鋼軌頂面曲線方程。

優選地，所述第二圓弧的圓心坐標通過以下公式得到：

其中，所述x1為所述第二圓弧的圓心橫坐標，y1為所述第二圓弧的圓心縱坐標，r1為所述第一圓弧的半徑，r2為所述第二圓弧的半徑，w1為鋼軌中點到所述第一圓弧和所述第二圓弧的切點的距離。

優選地，所述鋼軌頂面曲線方程為：

其中，y(x,α,h)為所述鋼軌頂面曲線方程，α為軌面與所述輪對的偏移量，h為鋼軌相對輪對的頂面上移量，y1為所述第二圓弧的圓心縱坐標，r2為所述第二圓弧的半徑，x1為所述第二圓弧的圓心橫坐標，w2為鋼軌寬度的一半。

優選地，所述鋼軌接觸區域的變形量方程為：