高鐵車(chē)輪是世界上公認(rèn)的技術(shù)要求高、生產(chǎn)難度大的尖端產(chǎn)品薄好,此前中國(guó)一直依賴(lài)進(jìn)口本洁。經(jīng)過(guò)近些年的努力攻關(guān),目前“藍(lán)海豚”和“金鳳凰”兩款型號(hào)的“復(fù)興號(hào)”高鐵車(chē)輪都實(shí)現(xiàn)了中國(guó)制造栋固,改寫(xiě)了國(guó)外廠家壟斷中國(guó)高鐵車(chē)輪市場(chǎng)的歷史肥稠。
(“復(fù)興號(hào)”高鐵)
鐵路軌距是固定的,在曲線上外軌長(zhǎng)埋署、內(nèi)軌短玫桅。當(dāng)火車(chē)的輪對(duì)通過(guò)曲線時(shí),輪對(duì)向外移動(dòng)后绷匀,外軌與車(chē)輪接觸點(diǎn)的直徑大哭振,走行距離長(zhǎng),內(nèi)軌與車(chē)輪接觸點(diǎn)的直徑小楔绞,走行距離短结闸,這樣便可以順利通過(guò)曲線。
整個(gè)轉(zhuǎn)向架中唯一與鐵軌接觸的就是車(chē)輪酒朵,它們把車(chē)輛承受的載荷傳遞到鋼軌膀估,在機(jī)車(chē)制動(dòng)時(shí)又承受閘瓦的作用,因而車(chē)輪在復(fù)雜應(yīng)力的狀態(tài)下工作耻讽。而且察纯,輪軌間的作用力是以速度的平方增長(zhǎng)的,當(dāng)列車(chē)速度由120km/小時(shí)提高到220km/小時(shí)针肥、300km/小時(shí)時(shí)饼记,輪軌作用力分別增大3倍、6倍慰枕。
在時(shí)速超過(guò)300公里的情況下具则,高鐵車(chē)輪的工作環(huán)境和承受的壓力可想而知,車(chē)輪質(zhì)量直接關(guān)系著列車(chē)的運(yùn)行安全和旅客生命財(cái)產(chǎn)的安全具帮。1998年博肋,德國(guó)ICE-1高速列車(chē)脫軌,造成101人死亡停迫、105人受傷刹震,究其原因司逗,正是由于車(chē)輪不過(guò)關(guān)導(dǎo)致。
(列車(chē)車(chē)輪外鋼圈因疲乏爆裂是引發(fā)德國(guó)高速列車(chē)脫軌事故的主因)
剝離环自、磨損和熱裂是火車(chē)車(chē)輪失效的三大主要原因改佛,對(duì)高鐵車(chē)輪來(lái)說(shuō),剝離缺陷尤為突出辰襟。
在高速運(yùn)行條件下遵奇,快速啟動(dòng)和制動(dòng)以及車(chē)輪運(yùn)行過(guò)程中的滾滑現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致車(chē)輪踏面(車(chē)輪與車(chē)軌的接觸面)的表層受到極為劇烈的熱影響。當(dāng)滑動(dòng)摩擦劇烈時(shí)赏赔,可使踏面表面溫度上升1000℃以上杏恍,導(dǎo)致踏面表面剝離缺陷的產(chǎn)生,踏面表面不平順度提高雷倦,進(jìn)而加劇輪軌間振動(dòng)贩纵,對(duì)線路、車(chē)輛都產(chǎn)生不良影響都晶,所產(chǎn)生的輪軌噪聲還構(gòu)成環(huán)境問(wèn)題懒叛。
(車(chē)輪踏面剝離缺陷)
自1963年全球首列時(shí)速210km的高速列車(chē)在日本投運(yùn)以來(lái),高速列車(chē)在日本耽梅、法國(guó)薛窥、德國(guó)、英國(guó)眼姐、荷蘭诅迷、比利時(shí)等國(guó)快速發(fā)展。1989年众旗,法國(guó)的TGV高速列車(chē)最高試驗(yàn)運(yùn)行速度已達(dá)515.3公里/小時(shí)罢杉。
與高速列車(chē)的發(fā)展同步,高鐵車(chē)輪的生產(chǎn)技術(shù)也得到飛速發(fā)展贡歧。到20世紀(jì)末滩租,高鐵車(chē)輪生產(chǎn)技術(shù)在國(guó)際上已是成熟技術(shù),由法國(guó)利朵、日本律想、德國(guó)、意大利的四家公司壟斷绍弟。
高鐵車(chē)輪生產(chǎn)的關(guān)鍵是保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩园耘觥T诟咚贄l件下,隨著速度效應(yīng)的增強(qiáng)和制動(dòng)方式的變化郁表,車(chē)輪的受力狀態(tài)較之常規(guī)使用條件發(fā)生很大變化匣描,助長(zhǎng)了在疲勞條件下極小缺陷的發(fā)展,小至0.2mm的內(nèi)部缺陷都有可能在運(yùn)行過(guò)程中導(dǎo)致疲勞裂紋的萌生罕腿。
新的使用條件對(duì)車(chē)輪的外形結(jié)構(gòu)和內(nèi)在質(zhì)量都提出了更高的要求桶眠,為保證列車(chē)運(yùn)行安全彭倡,高鐵車(chē)輪必須具有更高的強(qiáng)韌性、耐磨性盹扮、抗熱裂性、抗疲勞性步盼、抗剝離性字拒。
要想車(chē)輪質(zhì)量好,首先車(chē)輪鋼的質(zhì)量要好樊鲁。車(chē)輪鋼用電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉后投嫂,要經(jīng)爐外精煉后再連鑄成圓坯,車(chē)輪鋼潔凈度要求很高蔗彤,氫含量需在百萬(wàn)分之二以下川梅;對(duì)夾雜物級(jí)別要求也很?chē)?yán)格,要求雜質(zhì)含量極低且分布均勻然遏。
(國(guó)外高鐵車(chē)輪鋼的化學(xué)成分)
一般來(lái)說(shuō)贫途,高鐵車(chē)輪都是用模鍛——軋制的方法制造。車(chē)輪鋼材坯經(jīng)鋸切待侵、鍛軋丢早、熱處理、機(jī)加工等若干工序后秧倾,制造出車(chē)輪成品怨酝,然后進(jìn)行超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)那先、靜平衡測(cè)量农猬、噴丸強(qiáng)化、硬度測(cè)量售淡、全尺寸測(cè)量等全方位嚴(yán)格檢測(cè)斤葱。所有檢測(cè)合格,方可出廠揖闸。
(高鐵車(chē)輪生產(chǎn)線)
(高鐵車(chē)輪鍛造)
鑒于高鐵車(chē)輪生產(chǎn)的難度之高颅婴,相關(guān)國(guó)家和企業(yè)都將高鐵車(chē)輪技術(shù)列為戰(zhàn)略性核心技術(shù)高度保密,堅(jiān)持“不申報(bào)專(zhuān)利葡料、不發(fā)表論文汗钳、不接受交流參觀”的三不政策,以防外界獲取相關(guān)技術(shù)的蛛絲馬跡佃贞。也正是因此磺瓤,四大高鐵車(chē)輪制造巨頭得以長(zhǎng)期壟斷全球市場(chǎng),并按高于普通車(chē)輪十余倍的價(jià)格出口產(chǎn)品隶俄。
如今的中國(guó)高鐵是世界鐵路領(lǐng)域的標(biāo)桿设连,不僅擁有全球最長(zhǎng)椅豆、密度最大的高鐵網(wǎng)絡(luò),而且在2017年創(chuàng)造了605公里/小時(shí)的全球高鐵試驗(yàn)速度紀(jì)錄蛀蜀,擁有了世界上最快的高鐵沽叠。但是很少有人記得,多年前报斗,中國(guó)火車(chē)車(chē)輪是全部依賴(lài)進(jìn)口的菊榨。直到上世紀(jì)60年代,中國(guó)先后成功軋制出第一個(gè)車(chē)輪輪箍和輾鋼整體車(chē)輪夫啊,結(jié)束了中國(guó)只能用“洋箍函卒、洋輪”的歷史。
之后撇眯,伴隨高速鐵路的發(fā)展报嵌,中國(guó)又先后開(kāi)發(fā)出KKD快速車(chē)輪和CL50材質(zhì)高速車(chē)輪,CL50材質(zhì)高速車(chē)輪在270公里/小時(shí)“中華之星”高速試驗(yàn)列車(chē)上安全運(yùn)用60余萬(wàn)公里熊榛,最高時(shí)速達(dá)321.5公里锚国。“純中國(guó)血統(tǒng)”的中國(guó)車(chē)輪開(kāi)始展露鋒芒玄坦,也從此不再受制于人跷叉。
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