Blog

De veiligheid en betrouwbaarheid van hogesnelheidssystemen zijn sterk afhankelijk van de superieure prestaties van wielen en remsystemen.Als kritieke onderdelen die rechtstreeks het gewicht van de trein dragen en met de rails samenwerken, de materiaalkeuze, de prestatie-optimalisatie en de effectiviteit van de remsystemen zijn cruciaal voor de bedrijfsveiligheid, de efficiëntie en de onderhoudskosten.In dit verslag wordt ingegaan op de laatste ontwikkelingen op het gebied van materialen voor spoorwiel- en remsystemen., analyseert de huidige technologische uitdagingen en kansen en onderzoekt toekomstige richtingen.

De wielen, als kerncomponenten van spoorwegvoertuigen, kunnen uiterst zware bedrijfsomstandigheden doorstaan.Ze moeten de enorme druk van de rails weerstaan en de hoge temperaturen van het wrijvingsremmen aan kunnenDeze thermo­mechanische koppelingsactiviteit leidt vaak tot scheuren en slijtage van het oppervlak, waardoor de bedrijfsveiligheid in gevaar komt.Het verbeteren van de duurzaamheid en betrouwbaarheid van wielmaterialen is een belangrijk onderzoekspunt.

Momenteel wordt koolstofstaal van medium tot hoog koolstofgehalte (met een koolstofgehalte van 0,60 tot 0,75%) veel gebruikt voor monolithische gewalste wielen.de microstructuur van het materiaal kan worden geoptimaliseerd, en de interne residuele spanningsverdeling kan worden aangepast om de weerstand tegen thermische belastingen te verbeteren.monolithische gewalste wielen worden in verschillende soorten ingedeeld om aan verschillende bedrijfsomstandigheden en prestatievereisten te voldoen.

Om te voorkomen dat de wielen in een gebogen rijgedrag door de wrijving tussen de wielenflanken en de sporen worden gesleept, zijn doeltreffende smeermiddelen van essentieel belang.Onderzoekslaboratoria hebben een op vaste smeermiddelen gebaseerd materiaal voor de wrijving van wielen ontwikkeld dat "tread adjustors" wordt genoemd.Dit apparaat beoogt tegelijkertijd de hechting tussen wielen en rails te verbeteren en tegelijkertijd de slijtage van de flenzen te verminderen, waardoor de levensduur van de wielen wordt verlengd en de onderhoudskosten worden verlaagd.

Treadbraking is een veelgebruikte remmethode in spoorwegvoertuigen.Bij het selecteren van de materialen van de loopvlakremblokken, moeten meerdere factoren in aanmerking worden genomen, waaronder de wrijvingscoëfficiënt, slijtvastheid, prestaties bij regen of sneeuw, invloed op de hechting, mogelijke schade aan wielpaden en remgeluid.

Aangezien geen enkel materiaal volledig aan alle eisen kan voldoen, worden op basis van specifieke toepassingen verschillende materialen voor remblokken gekozen.

• Grijs gietijzeren remblokken:Het oudste remblokmateriaal. Hoewel de wrijvingsprestaties relatief laag zijn, creëert het matige ruwheid op het wielpad, waardoor de hechting verbetert.Grijs gietijzer blijft onmisbaar in koude gebieden en berggebiedenDe remblokken van gietijzer uit legering, versterkt met extra elementen, worden vaak gebruikt in express- en locomotieven.
• Synthetische remblokken:Deze zijn hoofdzakelijk samengesteld uit fenolhars en bieden een goede wrijvingsprestatie, lage slijtage, lichte eigenschappen en kostenefficiëntie.Voor natte omstandigheden zijn sneeuwbestendige synthetische remblokken ontwikkeldSommige synthetische blokken zijn ontworpen om het wielpad ruwer te maken, waardoor de hechting verder wordt verbeterd.
• met een vermogen van niet meer dan 10 kWDeze zijn gemaakt van metaalpoeders zoals koper of ijzer en vertonen een uitstekende wrijvingsprestatie, kunnen zich aan alle weersomstandigheden aanpassen en hebben een lage slijtage.Hun superieure prestaties onder natte omstandigheden maken ze ideaal voor koude gebieden.
• Adhesiebeheersmiddelen:Hoewel deze stoffen geen remmateriaal zijn, reinigen ze het wieloppervlak en creëren ze een optimale ruwheid om een sterke hechting te garanderen.Deze technologie is volledig geïmplementeerd in Shinkansen treinen en op grote schaal toegepast in conventionele spoorwegen.

Het huidige onderzoek naar de materialen van wielen en remsystemen richt zich op de volgende gebieden:

• Mechanisme van schadeonderzoekHet onderzoeken van de oorzaken van thermische scheuren en concave slijtage op loopvlak gebremse wielen door middel van experimenten, materiaalanalyse en numerieke simulaties,De Commissie heeft de Commissie verzocht om een verslag uit te brengen over de resultaten van het onderzoek..
• Nieuwe materialenontwikkeling:Onderzoek naar nieuwe wielmaterialen met een hogere sterkte, een betere slijtvastheid en een superieure thermische stabiliteit, zoals geavanceerde legeringsstaal, composiet of oppervlaktewijzigingstechnologieën.
• Optimalisatie van het remsysteem:Onderzoek naar alternatieve remmethoden zoals wervelstroomremmen of regeneratieve remmen om mechanische slijtage en thermische spanning op wielen te verminderen,het verbeteren van het ontwerp van loopvlakremsystemen voor meer efficiëntie en veiligheid.
• Slim onderhoud:Integratie van sensortechnologie en big data-analyse voor realtime monitoring en voorspellend onderhoud van wielen en remsystemen,de mogelijkheid om mogelijke problemen vroegtijdig op te sporen om ongevallen te voorkomen en kosten te verlagen.

De ontwikkeling van materialen voor spoorwiel- en remsystemen is een systematische inspanning die zorgvuldige beschouwing vereist van de materiaal eigenschappen, remmethoden, bedrijfsomgevingen,en onderhoudskosten.De voortdurende innovatie en optimalisatie kunnen de veiligheid en efficiëntie van het spoorvervoer aanzienlijk verbeteren en tegelijkertijd bijdragen tot duurzaamheid.Toekomstige onderzoeken zullen steeds meer de nadruk leggen op interdisciplinaire samenwerking om omvattende vooruitgang te boeken op het gebied van de prestaties van wielen en remsystemen.