铁路货车转向架关键零部件失效分析与对策研究

发表时间:2020/8/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:季相驰 宋宏伟
[导读] 摘要:为了从根本上改变我国货车的高速重载,对车辆的结构可靠性提出了更高的要求。
        中车哈尔滨车辆有限公司  黑龙江哈尔滨  150056
        摘要:为了从根本上改变我国货车的高速重载,对车辆的结构可靠性提出了更高的要求。注意质量设计、制造、维修和操作条件,以及货运车辆及其关键零部件交易中存在的质量问题,其中有些是造成交通事故的,是铁路运输的安全威胁。在此基础上,分析了铁路货车转向架关键零部件的故障,提出了相应的对策。
        关键词:货车转向架;关键零部件;失效分析;措施
        前言
        转向架的主要部件,如车轮、轴、行走臂和外侧腿,在使用过程中受到高推力、牵引力、压缩和弯曲的交变载荷,导致高工作压力。通过对铁路货车转向架关键部件故障的详细分析,提出了设计、制造和应用方面的解决方案。
        一、铁路货车转向架概述
        货车是铁路运输的重要基础。随着国民经济的发展,货运列车的技术装备取得了相当大的进步。我国目前有70多万辆铁路货车。所有新卡货车的商业生产速度为120克朗/小时。现有货车以120公里/小时的速度升级,120公里/小时的货车占总载货量的85%。为了从根本上改变我国货车的高速重载,对车辆的结构可靠性提出了更高的要求。对于转向架部件,不同路段的装载条件因车辆而异,轨道的不规则性使其承受极其复杂的随机载荷。然而,出于质量设计、制造、维修和操作条件,许多隐患突出的设计以及货运车辆及其零部件的质量存在问题时,其中有些是造成交通事故的,是铁路运输的安全威胁,货车及其主要部件的建造和维修方面也存在较多问题。
        二、失效与失效分析
        根据国际通用的定义,“产品失去规定功能的状况被认为是无效的”。失效和故障有不同的含义:故障通常意味着可以删除和恢复初始功能,而失效则意味着产品失去了规定的功能,不能再使用。事故和故障有时是密切相关的,但它们是不同的概念。事故强调后果,即损失和伤害,而故障则强调产品本身的功能状态。例如,轴的冷切被认为是疲劳断裂,由此产生的列车脱轨被认为是事故。
        1.失效分析
        失效分析很重要。只有通过分析失效部件,才能识别货车零部件故障的根本原因,识别问题,解决问题,防止同样的事故再次发生。失效分析可以将事故造成的损失和伤害转化为技术进步的动力,解决过程中出现的问题,提高产品质量,促进技术进步。
        2.车辆零部件的失效分析
        零部件是车辆的基础。对故障的详细科学分析直接关系到铁路运输的安全运行。近年来的道路交通事故统计数据是由主管部门编制的,不仅直接影响人身安全,也直接影响财产安全。与此同时,将会有相当大的经济损失和非常消极的社会后果。因此,对汽车零部件故障进行必要的分析,可以提高汽车零部件的质量,延长零部件的使用寿命,甚至减少维修次数,具有相当大的经济效益。同时,故障分析可以有效地提高铁路运输的速度、负荷和安全性。
        3.失效模式和失效机理
        失效机制通常由车辆的失效模式表示。通过研究各种物理或化学性质及其反应得出结论。同时,它可以通过不同材料的组成、结构、性能等来识别故障的原因。此外,该机制还包括在模型中。但只有将两者结合起来,才能真正揭示部件失效的物理化学性质,从而提供更科学有效的解决方案或预防措施。
        三、失效分析的一般思路以及相关步骤
        1.失效分析的重要性
        失效分析通常是解决问题的首要任务。有时,由于整个结构的损坏,火车可能会脱轨,这不仅可以通过单个部件的损坏来实现,还可以通过大量或多或少损坏的部件来实现。更复杂的是,导致事故的因素是多种多样的。一般来说,只有一个抽样是允许的,分析过程中的错误,即使是很小的错误,也会导致整个分析的失败。因此,仔细的科学思考和分析是缺陷分析正确执行的保证。可以说,科学理性的分析思维是整个失效分析顺利进行的必要条件。


        2.常用的失效分析思路
        损伤零部件分析方法是失效分析中常用的方法。分析的重点是零件的操作条件、断裂特性和机械特性。损坏部件的理化性质、设计和工艺分析通常在损坏部件上进行。事实上,在相同的工作条件下,各种形式的零部件失效可能以不同的方式出现和存在。此外,即使是相同的模式也会导致不同工作条件下的故障。换句话说,作为相应故障分析的输入指标的行为条件通常只会减少分析的范围。故障及故障分析的形式表现出来的机械部件,其中的关键是明确了解程度和操作条件,剧中的断裂,然后通过分析判断,并分析其物理和化学成分中最引发深沉、一级故障,并确定是否有一个与材料和织物。裂纹是裂纹分析最重要的基础,是裂纹形成分析的重要通道。
        3.失效分析的一般步骤
        在分析破损部件时,通常遵循以下步骤。通过详细的调查和研究收集关于损坏的原始部件的数据和信息。进行定量解剖学分析。首先对裂纹和断裂进行了分析。其次,根据各部件之间的摩擦、冲击和损坏程度,来确定是哪些部件首先受到损坏,在此基础上,确定了反思和分析的优先次序和优先次序,并编制了最后的摘要。对裂缝和裂缝进行了详细的分析。断裂构件的应力是通过对构件受力的分析来计算的。然后对报告进行总结,利用实验技术确定故障分析所需的相关数据和信息。例如,通过对构件的常规性能和韧性的测试,即确定构件材料、夹杂渣、气泡和裂纹原因,对断裂进行了详细的分析。分析了应力类型和可能的失效原因。最后,通过一份综合报告提出新的预防和修复方案。
        四、铁路货车转向架结构的优化策略
        本文介绍了铁路货车转向架的几种检验和修理方法。我认为,将设计优化作为铁路货车转向架结构优化的一部分,可以减少铁路货车转向架运行中的故障。
        1.首先,交叉支撑的技术设备和改进了振荡运行机制和结构的整体铁路货车转向架的设计和优化,使用了橡胶缓冲支架与十字军的铆接X和U型。特别是,振动技术设备和技术设备的支持可确保在发生故障的情况下,铁路货车可以在临界速度条件下稳定直线运行。实践证明,该技术可以显著提高我国铁路货车转向架的横向动态性能和抗菱性。
        2.其次,利用技术装置的总体结构框架,对铁路货车转向架结构进行了优化设计。同时,整个转向架的强度可以提高。因此,使用轴向弹簧可以合理有效地防止机车小翼的磨损。
        3.此外,组合制动梁应使用优化车辆转向支撑的整体结构和设计。实践中发现的制动梁相结合,可提高刹车性能以及技术设备折旧和摩擦板可以更换和理性的方式进行调整,从而全面优化设计的铁路货车转向架结构。
        4.此外,还应考虑外部环境变化对热处理工艺的适应和改进的影响,成品车轮的残余应力应保持在合理的无故障范围内。此外,应注意不要过度淬火,以免在边缘产生过多的残余应力。同时,车轮半径的残余拉应力应控制在合理的范围内。在淬火过程中,架子的表面必须保持干燥,否则它们的抗冲击性太低。此外,回火温度不能太低。当温度过低时,淬火后残余应力不能释放,射线的抗冲击性也可以降低。因此,建议对车轮残余应力的形成、其振幅和可能影响其形成的因素进行详细分析。修订的车轮制造标准中有关残余应力的有关规定,制定了合理有效的残余应力分布指标。
        结束语
        铁路货车的安全可靠使用是一个永恒的主题。本文分析了货车关键部件的故障,探讨了在设计、制造、维护和应用方面应采取的措施,为货车的安全运行提供保障基础。分析转向架主要部件的故障原因,识别设计问题,有助于改进新型货车转向架的设计。为研究转向架主要部件的故障而制定的对策可以提高货车的安全性和可靠性,在目前铁路货车应用的背景下具有更实际的意义。
        参考文献:
        [1]王世俊,马波.基于横向稳定性的快速货车转向架研究,甘肃科技纵横.2017
        [2]任菲.铁路货车转向架修造车间的设计工艺分析,科技风.2012
        [3]郑志宏.铁路货车转向架关键零部件失效分析与对策研究,2015.
        [4]张强.货车转向架零部件的故障规律分析及预测,2015
        [5]宋国义.铁路货车转向架检修新技术,2016
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