货车RD_2型轮对磁粉探伤裂纹的定性分析与处理_阚胜利
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文章编号:1002-7602(2006)09-0040-02
货车RD2型轮对磁粉探伤裂纹的
定性分析与处理
阚胜利,郭泽兵
(上海铁路局阜阳车辆段,安徽淮南232038)
中图分类号:U270.7文献标识码:B
随着铁路货运向高速重载发展,货车车轴的裂纹故障也随之增多。
如何从车轴的各种裂纹假象中分辨出真裂纹,防止冷切事故的发生,成为探伤工作的一个新课题。
从2002年)2003年北京铁路局发生的几起冷切事故来看,黑磁粉探伤的灵敏度不足很容易造成误判。
一旦误判就会有良好轮对被送回厂,造成很大的浪费,轮对费用严重超支,而真正有裂纹的轮对可能被投入运行,这就为行车安全埋下了隐患,甚至会引发事故。
因此,在使用了新技术探伤设备的同时,更要求探伤工要有高度的责任心和丰富的判断处理裂纹的经验,以减少错判、误判,提高探伤的准确率。
1原因分析
1.1裂纹产生的原因
(1)疲劳裂纹。
由于车轮踏面上的擦伤、剥离、缺损等原因,或者车轮的椭圆度超过限度、车辆偏载以及各部分间隙过大等因素,加大了车辆在运行时交变应力对车轴的冲击。
由于长期受这种应力的作用,车轴材质容易发生疲劳而产生裂纹。
(2)缺陷裂纹。
车轴加工过程中,由于工作人员操作不当或设备精度的原因,使车轴加工后在轴颈卸荷槽及轴颈后肩圆弧处留有刀痕,或者是车轴加工完毕后,在装运过程中轴颈被碰伤、划伤。
这类车轴运行时,在缺陷处易造成应力集中而产生裂纹。
(3)腐蚀裂纹。
由于在轴承压装过程中后挡与防尘板座过盈量不足,或者后挡、防尘板座椭圆度超过限度,造成了后挡与防尘板座密封不严;或者在卸荷槽处防锈不当,使雨水或其他化学品在车辆运行中渗透到轴颈表面,对卸荷槽造成腐蚀。
经过一段时间后,腐蚀形成蚀坑,在蚀坑周围易形成应力集中,从而产生裂
收稿日期:2006-05-29
作者简介:阚胜利(1968-),男,工程师。
纹。
1.2聚粉产生的原因及其磁痕特征
在轮对或车轴探伤时,有多种因素会形成聚粉,但大部分是伪磁痕,只有很少一部分聚粉是由裂纹产生的,归纳起来有以下5种情况:
(1)因疲劳裂纹产生的聚粉。
此类聚粉产生的磁痕清晰,磁粉密集,呈锯齿状,磁痕中间粗,两端为尖角。
(2)因缺陷裂纹产生的聚粉。
此类聚粉因车轴使用时间而不同。
车轴使用时间较长时,在缺陷处已经形成裂纹,此裂纹产生的磁痕同疲劳裂纹产生的磁痕相同;车轴使用时间较短时,在缺陷处并未形成裂纹,只是由于缺陷处的漏磁场而形成的聚粉,此类聚粉产生的磁痕虽然较清晰,但聚粉较松散,端部无尖角。
(3)由剩磁产生的聚粉。
此类聚粉产生的磁痕较散乱,不清晰。
(4)由腐蚀裂纹产生的聚粉。
腐蚀初期,由于轴颈后肩圆弧及卸荷槽部位表面粗糙,在探伤时容易造成磁粉堆集,此类聚粉产生的磁痕散乱;腐蚀后的车轴,在蚀坑会出现毛细裂纹,此时聚粉产生的磁痕条数多,呈发散形,较清晰,端部呈尖角状。
(5)车轴上距离端面160mm~210mm的范围内,由于轴承退卸时产生了拉伤、撕裂,会形成V形槽的断裂面,此时产生的磁痕较清晰,磁粉较密集,两端有尖角。
2措施
车轴的聚粉是由于裂纹或其他因素造成的。
对于伪磁痕,探伤工在探伤过程中就可以消除。
但对于裂纹引起的聚粉,探伤工却不能消除。
一旦确定是裂纹,该车轴必须报废。
因此,要尽可能地消除使车轴产生裂纹的因素。
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运用检修铁道车辆第44卷第9期2006年9月
2.1减少裂纹的方法
2.1.1疲劳裂纹
疲劳裂纹的产生是不可避免的,但可以采取下列措施减少车辆运行中交变应力对车轴的冲击,以减少裂纹的产生。
(1)对于运用车辆轮对踏面上的剥离、擦伤、缺损、碾堆等的长度和面积,应严格控制,段修时必须全部消除。
(2)车轮旋修时,必须严格检查车轴中心孔,保证车轴中心孔损伤不超限,从而保证车轮椭圆度不超限。
2.1.2缺陷裂纹
由车轴本身的缺陷引起的裂纹,可以通过提高车轴的加工质量来避免。
(1)车轴加工需采用数控车床,加工后车轴的轴颈卸荷槽及后肩圆弧部位不得留有刀痕,有刀痕的车轴不得进入下道工序,必须消除后再进入下道工序。
(2)加工合格的车轴必须及时戴上防护套,无论是在轮对组装还是在轮对的旋修及轴承压装前,都要给轴颈戴上防护套,以防止轴颈碰伤。
2.1.3腐蚀裂纹
(1)必须严格控制防尘座和后挡的椭圆度,保证防尘座与后挡的配合过盈量。
(2)在轴承压装前,必须在轴颈卸荷槽和防尘座部位均匀地涂抹PR)1型防锈油脂。
2.2裂纹的判断方法
在磁粉探伤时发现有聚粉后,可以通过/一看、二摸、三处理0的方法来处理聚粉。
/一看0是指在车轴磁化前,先观察一下车轴被探测部位的表面状况(着重看轴颈后肩圆弧及卸荷槽处),这样可以针对不同情况下形成的聚粉做出正确的判断。
车轴磁化后,再仔细观察聚粉磁痕的形状,看其是否呈锯齿状,聚粉是否密集,两端是否呈尖角状。
/二摸0是指发现聚粉后,用记号笔在聚粉处标定好位置,然后擦去磁粉,在聚粉处用手仔细触摸,是否有拉伤、划痕或锈坑的感觉。
/三处理0就是先用砂布对标定的磁痕部位认真进行打磨或用铜棒敲打,然后重新磁化确认。
拉伤、划痕经打磨后,再磁化时,一般不再聚粉或者聚粉不清晰;因剩磁产生的聚粉经撞击后不会再聚粉;蚀坑经打磨后再磁化时,如果聚粉处横向两端仍呈尖角状,则可判该车轴有裂纹。
如果车轴形成了V形槽,在探伤时如有聚粉,聚粉呈任何形状都应判为裂纹。
因为在V形槽底部易形成应力集中,车轴强度下降,极易发展成裂纹。
3结束语
采用了/一看、二摸、三处理0的工作方法后,2005年共发现有聚粉的车轴973条,而真正是裂纹的车轴为62条,至今未发生过冷切事故,为节约生产成本和保证行车安全做出了积极的贡献。
(编辑:郭晖)
(上接第34页)
(1)进轮机构由汽缸推动摆杆驱动进轮轴绕轴承座转动,连动固接在进轮轴转臂上的定位轮转动,推动轮对沿轨道进入待测工位。
(2)缓冲机构由汽缸拉动连杆驱动缓冲轴绕轴承座转动,连动固接在缓冲轴的缓冲臂转动,缓冲快速进入待测工位的轮对动能。
(3)轮对升降机构由汽缸推动安装在壳体上的导轴沿直线轴承升起,实现轮对由待测工位升起到测量工位。
测量时,壳体内的减速电机通过齿轮传动驱动同步滚动轮转动,以摩擦驱动方式实现轮对转位,达到同一截面多点测量后平均求值,提高测量的准确性。
(4)出轮机构由汽缸推动驱动杆摆动顶起出轮斜导轨,当轮对测量完毕后下降到出轮斜导轨时,沿斜面自然滚动完成轮对出轮。
(5)测量机构由安装在龙门架上横梁内的伺服电机控制精密滚珠丝杆旋转带动固接在丝母上的滑块沿直线导轨移动,以此来实现2套安装在滑块上的高激光位移传感器沿轮对轴向移动,在移动时每间隔011 mm对轮对踏面轮廓进行扫描采样,采样数据经工控机分析处理后,自动绘制轮对踏面外形轮廓图,并计算出轮对的各部尺寸参数。
4结束语
本设计为铁路车辆段提供了一种全自动测量轮对尺寸的测量机,可直接应用于实际生产当中。
实测数据表明,该机的直径测量范围为<120mm~<920mm,测量精度达到?011m m;长度测量范围为0~2300 mm,测量精度达到?0115mm;测量速度达到了70 s/轮对,提高了检测效率。
测量过程由计算机进行自动控制,对测量结果实现自动保存、查询、报表打印,满足了铁路信息化管理的要求。
(编辑:田玉坤)
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货车RD2型轮对磁粉探伤裂纹的定性分析与处理阚胜利,郭泽兵。