影响铁路货车摇枕弹簧疲劳寿命的工艺因素及其控制
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铁路走行部零件的振动疲劳寿命研究铁路铺设是目前交通运输领域中重要的一部分。
从火车的设计到路轨的敷设,每一个部分都极为重要。
其中铁路走行部是火车内部的关键部件,它由许多小的零件组成。
这些小零件中的一个重要问题就是振动疲劳。
振动使走行部零件发生疲劳,加大了维护工作,还可能导致安全问题。
因此,对铁路走行部零件的振动疲劳进行深入研究至关重要。
1. 振动疲劳的原因铁路走行部零件在使用过程中会受到振动和冲击的影响。
这些振动和冲击通常来自于铁路走行部本身以及铁路道床、防震垫等结构的不平衡。
此外,曲线区间、车辆的运行速度和质量,以及其他环境因素也会加剧振动的影响。
2. 振动疲劳的影响振动疲劳会导致走行部零件的寿命减少,同时会产生很多不良后果。
例如,振动可能导致走行部零件松动或断裂,甚至导致火车脱轨。
振动还会增加走行部零件的故障率,增加维修费用,降低火车的安全性能。
我们应该对振动疲劳做出充分的安全评估,并采取适当的手段来减少振动疲劳的影响。
3. 振动疲劳研究方法为了充分了解振动疲劳的特性,需要采用不同的方法来研究其影响因素。
首先需要进行试验,并用传感器收集有关振动信号的数据。
然后对数据进行分析,以找出振动疲劳的源头和其他影响因素。
这种试验和分析可以为铁路走行部零件的研究提供重要的信息。
4. 技术解决方案铁路行业应该采取一些技术措施来减少振动疲劳。
首先,应该对走行部零件进行优化设计。
这些零件应该具有良好的耐疲劳性能和强度,以适应不同的工作环境。
其次,应该使用高质量的材料。
高质量的材料有更好的抗疲劳性能,可以延长零件的使用寿命。
最后,需要制定合理的维护计划,定期检查和更换走行部零件,以确保它们的稳定性和完整性。
5. 结论在保证铁路运输安全的前提下,需要对铁路走行部零件的振动疲劳进行深入研究,并采取适当的技术解决方案。
这将有助于提高铁路运输效率,降低维修费用,以及确保人和财产的安全。
我们应该重视振动疲劳问题,并为铁路行业的发展做出贡献。
2)感应加热或保护气氛感应加热热处理。
这项工艺一般在螺旋弹簧成形前的线材上进行,有些弹簧工厂把线材料热处理和弹簧制作放在一起以降低成本。
感应加热处理具有较好的强化效果,感应加热速度快,有助细化晶粒和减少表面脱碳,可以充分发挥和提高材料的强度和韧性。
3)表面氮化热处理工艺技术。
近年来,高应力气门弹簧或其他高应力离合器弹簧为了达到可靠的疲劳寿命,也采用表面氮化工艺技术,现在比较先进的工艺是低温气体氮化技术,一般氮化温度为(450~470)℃,气体氮化时间为(5~20)h。
(2)弹簧的喷丸强化工艺 1)组合喷丸工艺技术。
组合喷丸,一般也称多次喷丸工艺。
大多数经济的工艺是采用二次喷丸。
通过采用不同直径的丸粒喷丸来实现。
第一次采用较大丸粒来获得残余压应力和表面光洁度。
2)应力喷丸工艺。
应力喷丸工艺也是一项比较经典的喷丸工艺,只是因为难以应用于大批量生产,但近年来由于应力喷丸设备的快速发展,在高应力汽车悬架弹簧大批量生产中得到了较大发展。
特别是应力强化喷丸与其他喷丸工艺的组合应用具有很好的强化效果。
应力喷丸的预应力一般设定在(700~800)MPa,经应力抛丸后,残余应力的峰值可以达到(1200~1500)MPa,从而得到高的抗疲劳强度。
(3)弹簧的热强压工艺热强压工艺主要应用在要求高的抗永久变形量的螺旋弹簧上,是作为高级的防永久变形的稳定化处理工艺。
热强压工艺除可以显着提高抗永久变形外,还可以提高疲劳寿命。
拉簧、压簧的设计方法阅读:3179人次 更新时间:2009-12-23 8:57:54弹簧设计的任务是要确定弹簧丝直径d、工作圈数n以及其它几何尺寸,使得能满足强度约束、刚度约束及稳定性约束条件,进一步地还要求相应的设计指标(如体积、重量、振动稳定性等)达到最好。
具体设计步骤为:先根据工作条件、要求等,试选弹簧材料、弹簧指数C。
由于sb与d有关,所以往往还要事先假定弹簧丝的直径d。
接下来计算d、n的值及相应的其它几何尺寸,如果所得结果与设计条件不符合,以上过程要重复进行。
影响货车圆柱螺旋压缩弹簧疲劳的主要因素
陈士伟
【期刊名称】《机车车辆工艺》
【年(卷),期】2004(000)002
【摘要】分析了铁路货车圆柱螺旋压缩弹簧疲劳的主要因素,介绍了提高其疲劳性能的工艺措施.
【总页数】3页(P33-35)
【作者】陈士伟
【作者单位】齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司,黑龙江,齐齐哈尔,161002【正文语种】中文
【中图分类】U260.331+.4
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1.圆柱螺旋压缩弹簧的IFAHP优化设计 [J], 杜文锁
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3.圆截面圆柱螺旋压缩弹簧参数化设计及有限元分析 [J], 闫旭辉
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5.基于威布尔分布的圆柱螺旋压缩弹簧疲劳寿命分析 [J], 付涛;王德成;程鹏
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铁路货车运用故障原因分析及改进建议发表时间:2020-05-19T15:47:12.257Z 来源:《中国西部科技》2020年第6期作者:索宇强[导读] 铁路货车车辆是铁路货物运输的主要载体,摘要:铁路货车车辆是铁路货物运输的主要载体,确保铁路货车在实际运用中的安全,是维护铁路运输正常生产秩序,提高运输效益的直接表现。
本文通过本人所了解的铁路货车车辆在实际运用中发生的故障进行了分析,并提出针对性的改进建议。
关键词:铁路货车? 常见故障? 原因分析? 改进建议 1. 转向架大部件故障1.1侧架和摇枕技术状态的好坏直接影响到列车的运行安全,在铸造过程中容易产生各种缺陷,同时承受着重载荷交变应力,极易产生裂纹。
侧架A区导框弯角处,承簧台底部三角孔及立柱弯角处铆钉孔周围易产生裂纹。
摇枕A区弯角处,B区底部排水孔周围,下心盘孔周围上部吊装孔周围及内腔。
裂纹主要因为铸造质量缺陷,货车铸钢摇枕侧架结构复杂工艺难度大,铸造中一个环节出现问题就容易造成气孔砂眼等质量缺陷;另一个原因是材质疲劳,导致裂纹产生及发展。
1.2改进建议:一是提高配件生产源头铸造工艺品质。
二是定检作业人员要严格执行厂、段修工艺要求,确保检修质量。
三是在列检作业中要严格执行作业标准,加强对摇枕侧架裂纹的检查力度,提高运用检査质量。
1.3轮对故障也是影响列车运行安全常见故障的一种,主要包括踏面裂纹、磨损、剥离、轮缘磨损等。
踏面裂纹形成的主要原因是由于车辆制动时,车轮发生滑行、摩擦,进而产生热量,热量扩散后,温度快速降低,从而产生裂纹。
踏面磨损问題主要受到车轮材料、货车承载量、车辆运行速度等因素的影响,进而导致轮对踏面尺寸沿着车轮半径方向减小。
踏面剥离指的是踏面表层金属呈现片状剥落状态,进而形成小凹坑,不同材质导致的剥离裂纹也存在差异,剥离现象会进一步使得车轮与钢轨之间的摩擦和冲击加剧。
轮缘磨损故障主要发生在铁路货车行驶经过弯道或者道岔的时候,轮对的轮缘需要承受很大的水平位移作用力,同时外侧轮对受到离心力的作用,轮对挤压外侧钢轨,还会与外侧钢轨发生剧烈的摩擦和碰撞,进而导致磨损现象的发生,这种摩擦损耗较大,对轮对的影也较为严重。
CRH3 型动车组轴箱弹簧疲劳寿命研究及应用摘要:结合动车组修程修制改革,对轴箱弹簧首次五级修取消探伤作业的可行性进行验证,本文对轴箱弹簧进行了寿命研究,对轴箱弹簧的服役状态和疲劳寿命进行了分析,对五级修轴箱弹簧和新轴箱弹簧进行了试验,验证轴箱弹簧的疲劳寿命结合现有检修规程,对轴箱弹簧服役状态进行评价,形成修程修制优化建议及现有检修工艺优化措施,为轴箱弹簧的产品全生命周期管理提供依据。
关键词:轴箱弹簧疲劳寿命台架试验0 前言在动车组技术体系中,转向架系统作为动车组的走行部,起到运行、承载、制动整个动车组的作用,其行驶性能直接影响着整车运行的安全性、舒适性、可靠性。
轴箱弹簧作为动车组转向架一系悬挂的重要组成部件(图0-1),位于转向架的冒筒与轴箱转臂之间,与一系叠层弹簧、弹簧压板、一系调整垫等部件一起压缩在转向架中,通过弹簧组高度的变化来吸收和缓冲列车在行驶过程中受到的激振载荷,可以有效地减少轮轨之间不平顺而产生的垂向和横向振动对车辆的损害,提高车辆运行的平稳性,作为动车组的关键部件,其可靠性对列车的安全运行具有重要意义。
轴箱弹簧长期在高应力和大变形的工况下工作,其力学性能和耐久性承受着非常大的考验,在长期大幅度交变载荷作用下,金属疲劳失效是部件破坏的巨大隐患(图0-2),同时,磨损、腐蚀、飞石冲击等因素又会在结构表面产生局部应力集中,加速金属疲劳失效的进程。
为提高轴箱弹簧可靠性,进行轴箱弹簧全寿命健康管理,需要评估其安全使用寿命。
同时,为进一步推进动车组修程修制改革,验证轴箱弹簧480万公里(第一次五级修)取消探伤作业的可行性,需要对轴箱弹簧进行寿命研究。
图0-1 轴箱弹簧在CRH3动车组转向架的安装位置图0-2 轴箱弹簧疲劳断裂事件样本依据道路实测轴箱弹簧载荷谱,分别从台架试验和数值仿真角度对轴箱弹簧的服役状态和疲劳寿命进行分析,验证和定量评价轴箱弹簧在多种环境应力作用下的服役状态疲劳寿命。
目前,CRH3型动车组轴箱弹簧试验测试依据《动车组轴箱弹簧暂行技术条件》(TJCL 285-2014)执行,在动荷系数0.3、循环次数200万次工况下,弹簧不得出现疲劳裂纹或断裂,使用寿命不低于30年(运用温度为-40℃至+60℃);由于轴箱弹簧所受的加载载荷、加载工况、加载环境均为理论设计工况,与实际运行工况存在差异,轴箱弹簧的疲劳寿命即疲劳裂纹或疲劳断裂发生的时间点需要进一步分析判断。
C63A型车辆摇枕弹簧折损的原因及对策
丁国斌
【期刊名称】《铁道机车车辆》
【年(卷),期】2001(000)002
【摘要】@@摇枕弹簧是支承和传递车辆簧上质量,降低车辆振动引起的附加载荷,减轻车辆各部之间、车辆与线路之间的冲击,优化车辆运行品质的重要部件,摇枕弹簧的折损,不仅影响车辆的减振性能,恶化车辆运行的条件,也易造成车辆旁承游间减小,影响车辆通过曲线的能力。
【总页数】2页(P37-38)
【作者】丁国斌
【作者单位】大同铁路分局湖东车辆段
【正文语种】中文
【中图分类】U27
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1.摇枕弹簧不正位的原因及改进对策 [J], 覃海标
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载重110t铁路货车摇枕疲劳强度分析王占河; 郇龙飞【期刊名称】《《现代制造技术与装备》》【年(卷),期】2019(000)011【总页数】4页(P95-97,99)【关键词】110t载重铁路货车摇枕; 疲劳试验; 动应力; 疲劳寿命【作者】王占河; 郇龙飞【作者单位】中车齐齐哈尔车辆有限公司齐齐哈尔 161002【正文语种】中文1 概述摇枕是铁路货车的主要承载部件之一,在使用过程中承受着复杂的交变载荷作用,工况十分恶劣,主要失效形式是疲劳破坏。
随着车辆轴重和速度的提高,运用过程中出现的摇枕疲劳裂纹故障率呈上升趋势,摇枕的疲劳裂纹问题日益突出,因此研究摇枕的疲劳性能至关重要,直接关系到车辆的运行安全。
公司为美国某公司生产的110t 载重铁路货车转向架摇枕,材质为B+级铸钢,结构见图1。
图1 重载110t 载重铁路货车摇枕结构图2 疲劳试验2.1 加载及约束采用美国标准AAR M-202-2015《铸造或构造转向架摇枕设计和试验规范》疲劳试验方法,摇枕试验载荷加载方法如图2 所示。
旁承加载位置Z′和Z 点距心盘中心(Q)均为635mm。
心盘加载位置G、Q 和C 点的载荷采用模拟上心盘施加。
支承约束采用带有辊轴的模拟摇枕两侧弹簧组状态的支撑座。
2.2 循环载荷类型(1)旁承侧滚载荷工况。
旁承侧滚载荷分别通过Z′和Z 垂直施加于摇枕旁承盒中心位置上,侧滚载荷占每一试验单元总载荷循环的25%。
(2)心盘边缘浮沉载荷工况。
心盘边缘浮沉载荷分别通过G′和G 点垂直施加于心盘边缘,心盘边缘浮沉载荷占每一试验单元总载荷循环的37.5%。
(3)心盘中心浮沉载荷工况。
心盘中心浮沉载荷通过Q 点垂直施加于心盘面上,心盘中心浮沉载荷占每一试验单元总载荷循环的37.5%。
2.3 各工况试验载荷值和循环载荷曲线试验载荷汇总如表1 所示。
循环载荷曲线图,如图3所示。
图2 加载与约束示意图表1 摇枕疲劳试验载荷值载荷类型 B1 B2 R载荷值/kN 1379.4 193.6 627.4图3 循环载荷曲线图3 动应力测试3.1 动应力布点根据有限元分析结果和静强度试验结果,选择应力较大的点布置应变片测量各个工况下的动态应力。