水基型轨顶摩擦调节剂研制及其减摩调控机制研究
吴柄男*,王文健,丁昊昊,刘启跃,郭俊
西南交通大学 摩擦学研究所,四川 成都,610031
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摘 要:为抑制铁路上小半径曲线段钢轨常见的钢轨波磨、斜裂纹等服役损伤问题,涂敷轨顶摩擦调节剂将轮轨接触界面摩擦特性调控至“中等黏着系数水平”,在不影响列车牵引和制动需求的前提下达到延长轮轨服役寿命的目的,已成为当前国内外主流的轮轨减摩调控技术手段。针对轨顶摩擦调节剂产品主要依赖于进口,亟需进行国产化的现状,研制了一种水基型轨顶摩擦调节剂,利用轮轨模拟试验对比研究了摩擦调节剂中关键固体颗粒组分及其含量对其减摩调控效果的影响,并探讨了摩擦调节剂在轮轨接触界面的减摩调控机制。研究结果表明:(1)水基型轨顶摩擦调节剂中的固体颗粒组分主要由固体润滑颗粒(MoS
2)和黏着调控颗粒(MgSiO
3等)两部分组成,其在轮轨接触界面间共同形成的“第三体”固体润滑层是摩擦调节剂发挥减摩调控效果的主要作用机制;(2)摩擦调节剂中固体颗粒含量(MoS
2:MgSiO
3=1:1)直接影响其减摩调控效果,轮轨黏着系数随固体颗粒含量的增加而降低,其有效作用距离则明显增加;(3)固体颗粒组分中固体润滑颗粒和黏着调控颗粒在影响摩擦调节剂减摩调控效果中呈明显的“竞争”关系,且不同种类黏着调控颗粒(SiO
2、Al
2O
3、ZnO、BaSO
4、MgSiO
3等)对固体润滑颗粒润滑作用的抑制效果不同。
关键词: 轨顶摩擦调节剂;减摩调控;黏着系数;固体颗粒;润滑颗粒
参考文献:
[1] Galas R, Kvarda D, Omasta M, et al. The role of constituents contained in water–based friction modifiers for top–of–rail application[J]. Tribology International, 2018, 117: 87-97.
[2] Stock R, Stanlake L, Hardwick C, et al. Material concepts for top of rail friction management -Classification, characterisation and application[J]. Wear, 2016, 366-367: 225-232.
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