任務(wù)一認(rèn)知制動(dòng)力計(jì)算方法閘瓦摩擦系數(shù)63課件

任務(wù)一：認(rèn)知制動(dòng)力計(jì)算方法

-閘瓦摩擦系數(shù)閘瓦摩擦系數(shù)由于影響因素多而復(fù)雜，很難用理論方法來(lái)推導(dǎo)，主要靠室內(nèi)1：1的“制動(dòng)摩擦副試驗(yàn)臺(tái)”和在現(xiàn)場(chǎng)線路上進(jìn)行成組車(chē)輛的“溜放試驗(yàn)”來(lái)實(shí)測(cè)。在溜放試驗(yàn)中由于缺乏列車(chē)運(yùn)行中基礎(chǔ)制動(dòng)裝置傳動(dòng)效率(動(dòng)效率)的數(shù)據(jù)，難以準(zhǔn)確測(cè)定出真正的閘瓦摩擦系數(shù)值。返回認(rèn)知閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素閘瓦與車(chē)輪間的摩擦系數(shù)直接影響著制動(dòng)性能的好壞。閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素主要有四個(gè)：閘瓦材質(zhì)列車(chē)運(yùn)行速度閘瓦壓強(qiáng)制動(dòng)初速閘瓦摩擦系數(shù)，以φk表示除上述幾種主要因素外，閘瓦摩擦系數(shù)還與氣候、接觸面狀態(tài)等有關(guān)。認(rèn)知閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素

1．閘瓦材質(zhì)和制造工藝（以鑄鐵閘瓦為例分析）閘瓦材質(zhì)對(duì)摩擦系數(shù)影響很大鑄鐵閘瓦中配有碳、硅、錳、硫、磷五種添加成分。磷是對(duì)摩擦性能起主要作用的元素，適當(dāng)提高含磷量，摩擦系數(shù)與耐磨性均可相應(yīng)增加。認(rèn)知閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素

1．閘瓦材質(zhì)和制造工藝閘瓦的鑄造工藝也影響著摩擦系數(shù)用鐵模澆鑄的鑄鐵閘瓦，其摩擦系數(shù)就小于用砂模澆鑄的閘瓦。鑄鐵閘瓦的澆鑄溫度、澆鑄方法及閘瓦中所含的雜質(zhì)，都會(huì)大大降低閘瓦的耐熱性與導(dǎo)熱性，使閘瓦易于熔化，對(duì)摩擦系數(shù)也必然會(huì)有影響。從而導(dǎo)致同一材質(zhì)的閘瓦就有可能有不同的摩擦系數(shù)。認(rèn)知閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素2．閘瓦壓力閘瓦對(duì)車(chē)輪單位面積上的壓力越大，摩擦系數(shù)越小；反之摩擦系數(shù)越大。這是因?yàn)?，閘瓦壓力大時(shí)，摩擦產(chǎn)生的熱量多，閘瓦溫度升高。在接觸面上可能有一薄層因高溫而變軟，起著近似潤(rùn)滑劑的作用，所以降低了摩擦系數(shù)。認(rèn)知閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素3．列車(chē)運(yùn)行速度鑄鐵閘瓦與車(chē)輪間的摩擦系數(shù)受列車(chē)運(yùn)行速度的影響較大。列車(chē)速度高，閘瓦與車(chē)輪踏面摩擦的相對(duì)速度就越大，在摩擦過(guò)程中產(chǎn)生的熱量多。使閘瓦溫度升高。摩擦系數(shù)減小。不能滿足高速時(shí)需要有較大制動(dòng)力的要求（列車(chē)速度降低．摩擦系數(shù)反而增大）。尤其是在速度很低時(shí)，摩擦系數(shù)急劇上升，容易發(fā)生“抱死輪”即“滑行”現(xiàn)象。認(rèn)知閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素4．列車(chē)制動(dòng)初速度初速度較低時(shí)，其摩擦系數(shù)較高。當(dāng)制動(dòng)初速度較高時(shí)，閘瓦溫度高，則摩擦系數(shù)較低。根據(jù)試驗(yàn)：制動(dòng)初速每提高10km/h，鑄鐵閘瓦和低摩合成閘瓦的摩擦系數(shù)將降低0.006～0.012。拓展知識(shí)：了解閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素對(duì)閘瓦除要求有高的、比較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)外，還要求它有較好的耐磨性和導(dǎo)熱性，以及一定的機(jī)械強(qiáng)度，并且希望制造成本低。拓展知識(shí)：了解閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素改善閘瓦摩擦性能的措施世界各國(guó)都在對(duì)閘瓦的摩擦性能進(jìn)行廣泛研究，以提高制動(dòng)效能，降低材料消耗。1．提高鑄鐵閘瓦中的含磷量據(jù)研究，含磷量高的高磷鑄鐵閘瓦可明顯減小甚至完全消除火花，制動(dòng)效果好，但容易脆裂。我國(guó)研究出采用鋼背作為補(bǔ)強(qiáng)措施的高磷鑄鐵閘瓦?，F(xiàn)在已普遍使用。拓展知識(shí)：了解閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素改善閘瓦摩擦性能的措施北京鐵路局、清華大學(xué)和鐵道部科學(xué)研究院三方合作，研制成功了一種BXT—1型稀土鑄鐵閘瓦。它的含磷量為1.0％～1.3％，比中磷閘瓦高，比高磷閘瓦又低。它的特點(diǎn)是加進(jìn)了稀土元素，利用稀土的強(qiáng)化孕育作用，使它既具有高磷閘瓦耐磨、火花花量小、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，又具有中磷閘瓦不易脆裂、不用“鋼背”、工藝比較簡(jiǎn)單、價(jià)格比三交便宜的優(yōu)點(diǎn)。所以，在現(xiàn)階段．它是中磷閘瓦較好的替代品。拓展知識(shí)：了解閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素改善閘瓦摩擦性能的措施2．采用雙側(cè)制動(dòng)或復(fù)式閘瓦雙側(cè)制動(dòng)即每一車(chē)輪兩側(cè)各有一塊閘瓦。復(fù)式閘瓦是一個(gè)閘瓦托上安裝兩塊或兩塊以上閘瓦。采用雙側(cè)制動(dòng)或復(fù)式閘瓦能增加閘瓦的摩擦面積，減小閘瓦單位面積的壓力。根據(jù)試驗(yàn)。閘瓦單位面積的壓力較小者，町獲得良好的摩擦系數(shù)與較小的磨耗量；同時(shí)閘瓦單位面積的壓力小，制動(dòng)時(shí)的溫度較低，由此而引起的閘瓦變形也較小，使閘瓦與車(chē)輪有較好的接觸狀態(tài)，得以提高其摩擦系數(shù)。據(jù)國(guó)外試驗(yàn)資料表明，采用復(fù)式閘瓦時(shí)制動(dòng)距離比采用單式閘瓦可縮短10％～15％。此外，為減小制動(dòng)過(guò)程中閘瓦因高溫而發(fā)生的變化，除采用上述的復(fù)式閘瓦外，還可以采用兩端硬化的閘瓦來(lái)防止閘瓦冷卻后兩端翹起，閘瓦接觸面減小，摩擦系數(shù)降低。拓展知識(shí)：了解閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素改善閘瓦摩擦性能的措施3．采用合成閘瓦合成閘瓦用非金屬材料(石墨粉、石棉、礦渣、云母、黏土等)和金屬粉末(鑄鐵粉、銅粉、鉛粉和鉛鋅等氧化物)為填充料，用橡膠或樹(shù)脂等黏性材料作為黏結(jié)劑，通過(guò)加熱而成。與鑄鐵閘瓦相比，它的摩擦系數(shù)大而穩(wěn)定，而且可以在制造時(shí)通過(guò)采用不同的配方和丁藝進(jìn)行調(diào)節(jié)。耐磨性也有顯著提高，制動(dòng)時(shí)的摩擦火花也小，可防止火災(zāi)。目前，我國(guó)快速旅客列車(chē)上已采用合成閘片。返回拓展知識(shí)：了解閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素改善閘瓦摩擦性能的措施普通（鑄鐵）閘瓦，含磷量0.3％，很不耐磨。而且其摩擦系數(shù)隨列車(chē)速度的增高會(huì)大大降低。列車(chē)高速時(shí)動(dòng)能大。正需要較大制動(dòng)力來(lái)使列車(chē)減速。普通鑄戔閘瓦的上述性能正好與實(shí)際需要完全相反。的中磷（鑄鐵

）閘瓦，含磷量為0.7％～1.0％。中磷閘瓦的摩擦系數(shù)比普通鑄鐵閘瓦高約33％，制動(dòng)距離可縮短約16％，在同樣的制動(dòng)條件下閘瓦溫度較低，閘瓦磨損減輕約30％，車(chē)輪踏面磨損也減輕約47％。高磷（鑄鐵）閘瓦，含磷量在2.0％以上，制動(dòng)效果還要好。但是，隨著含磷量的大大增高，閘瓦的脆裂性也變得十分嚴(yán)重，所以，高磷閘瓦要以“鋼背”來(lái)加強(qiáng)，這樣又增大了它的成本，使其價(jià)格太高，不易于推廣。返回認(rèn)知閘瓦摩擦系數(shù)的計(jì)算方法由于閘瓦摩擦系數(shù)的影響因素很多，而且比較復(fù)雜，難以推導(dǎo)出它的計(jì)算公式，通常是綜合試驗(yàn)結(jié)果得出的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算的?！稜恳?guī)》規(guī)定，我國(guó)各型閘瓦和閘片的實(shí)算摩擦系數(shù)φk，按下列各式計(jì)算：中磷閘瓦高磷閘瓦低摩合成閘瓦高摩合成閘瓦、盤(pán)形制動(dòng)閘片了解各類(lèi)閘瓦使用情況高磷鑄鐵閘瓦(以下簡(jiǎn)稱(chēng)高磷閘瓦)在普通貨車(chē)和最高速度120km/h的客車(chē)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)普通客車(chē))上普遍采用；中磷鑄鐵閘瓦(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中磷閘瓦)在少數(shù)機(jī)車(chē)上采用；低摩合成閘瓦在少數(shù)機(jī)車(chē)上和個(gè)別普通客車(chē)上使用；高摩合成閘瓦在部分機(jī)車(chē)和客貨車(chē)上使用，而且使用面會(huì)逐步擴(kuò)大；高摩合成閘片在裝有盤(pán)形制動(dòng)的客車(chē)、動(dòng)車(chē)組上使用。新造的最高速度為120k