张志宇
中国中车大连机车车辆有限公司 辽宁省大连市
摘要：随着经济社会的不断发展和汽车时代的不断进步,交通工具的技术程度逐步得到进步,特别特别是重型机车交通工具的研发制造和设计技术程度已经有了很大幅度进步。机车中的其车轴锻造是重要的组成局部,是经过传动悬架和执行车架直接相连,其传动功用主要是用于传送执行车架与传动车轮之间各一个方向互相作用力的重要部件,因而,需求高度注重其车轴锻造制造工艺和产质量量。本文通过探究机车车辆的车轴主要缺陷提出合理化的对策倡议和处理措施,以提高机车传动车轴的机械锻造工艺程度。
关键词：机车 车轴锻造 制造工艺
铁路交通运输业开展是一项国家大力扶持和引导开展的国家重点运输行业,关系着推进我国自主市场经济开展的宏大空间和应用范围。随着我国现代化经济社会的快速开展和汽车时期的不时进步,交通运输业也在不时快速开展,传统的40钢柴油车轴已经难以完整满足我国现代高速铁路列车柴油车轴的运用请求,必需要不断加大柴油车轴的运用强度,加强柴油车轴的连续运用寿命,防止柴油机车在高速铁路运作中可能呈现振动车轴产生裂纹等不良现象,大力维护我国铁路运输的平稳和高效运装。
一.机车车轴的主要缺陷
新制车轴的主要缺陷有:夹杂物严重不易聚集、残余的晶粒疏松、缩孔、未完全切割殆尽的小孔缩管、晶粒粗大、锻造形成裂纹、热处理形成裂纹、发纹,有时也可能会直接生产黑色白点。在役战中车轴的主要两个缺陷:疲劳度和裂纹，压装部位裂纹。
据统计,车轴和齿轮液压阀元装件等焊接部位的横向焊接带有裂纹95%以上都分别主要呈现在近或远间隔位于车轴内部外缘(10~35)mm和近或远间隔位于车轴外部内缘(5~30)mm的两个横向焊接维护带上的裂纹风险区内,并且多数特殊状况下都是裂纹属于存在风险性较大的间隔车轴内部横向外缘焊接带的裂纹[1]。
根据断裂力学的理论分析,裂纹原理是沿着与物体应力关系垂直的一个方向不断发展。
在车轴压装传动部位,车轴除了承受弯曲应力外,还要承受车轴扭转运动应力,其主应力运动方向不与其主车轴旋转轴线严格保持平行,因此车轴裂纹分布平面也不与主车轴侧面严格保持垂直。
通过对法兰裂纹的化学解剖和温度测量,发现了在裂纹上的平面与法兰轴线和侧面上的法兰曲线间形成10°~25°的温度夹角。有一定规律地外侧向内、内侧向外倾斜。
1.1卸荷槽裂纹
车轴冷切机在采用这种冷切新标准之后,断裂处的主要部位已经开始发生了很大的振动幅度大小变化,即使在但是此时车轴冷切主要变化还是可能发生在位于车轴内部卸荷槽靠近断裂处的部位。
1.2轴身裂纹
由于四轮车轴自身受力缺陷的相互影响和车轮扭转轴承应力的相互作用,在汽车轴身内部会自动产生一定程度数量的横或纵向圆形裂纹。特别针对是旧车轴型号中的车轴,裂纹线的长度有时甚至会增加长达1m。
二.机车车轴锻造工艺
针对新型铁路电力机车车辆而言,车轴完整直接承当着铁路车辆的荷重与自重,同时它在列车运转与车辆停车运动过程也完整承当着铁路车辆的轴向制动力与轴向冲击力,此外铁路车辆的车轴受力运动状况随着列车行驶线路状态的不时改动而有所改动。因而,必需提出要不时进步重载机车车辆传动车轴的运用质量,以便于确珍重载机车车辆正常行驶的运动平安性和运转稳定性。(1)新型车轴的铸造原资料及锻后件的热处置必需完整到达既定的行业技术规范请求;(2)新型车轴铸形成型必需经过了轧制、锻造的塑性变形工艺过程,进步新型车轴的机动力学性能。
目前,我国常用的车轴锻造工艺包括自在锻造工艺和径向锻造工艺,其中前者主要采用水压机,后者主要采用大型数控型径向锻造机。因而,快锻液压机具有较佳的锻透效果[2]。
三.机车车辆车轴的锻造检测
车轴断裂是我国铁路运输机车车辆中直接触及货物运输平安的重要组成部件之一,任何一根货物车轴的发作断裂,都会直接形成铁路列车轨道推翻、运输线路中缀、以至车毁人亡的恶性事故,这些恶性事故给我们国度生命财富平安形成的经济损失上极端严重的。
做好铁路机车车辆安全防断保护工作,对于有效确保我国铁路运输安全能力和广大铁路旅客的财产生命安全,具有重要的指导意义。对运用中的车辆定期进行超声波检测是确保机车车辆安全运行的一个重要的、且必不可少的手段。
目前国内外车轴的要的超声波探伤主要方法有:
3.1纵波直探头贯通探伤法
检测每个车轴的传动综合性和透声传动性能,发现内部具有危害性的小缺陷和大的疲劳性和裂纹。
3.2横波斜探头探伤法
发现制动轮座内外部两侧、制动轮和盘座内外部两侧均有横向疲劳纹和裂纹。
探测的研究目的主要是为了发现制动轮座内外的两侧、制动轴和盘座内外的两侧以及横向疲劳处的裂纹。
探测防尘面和板座探头在汽车轴颈、防尘面和板座、轴身、轮座与汽车制动面和盘座之间。
根据每辆车轴结构型式和探头尺寸在车轴k0.7~k1.6之间进行选择,探头工作频率2.5mhz。对于特定位置的缺陷,选择好探头的角度非常重要。在实际工作中,如果有新轴型需要探伤时,应主要对探头角度进行核算和验证,不能简单地套用或照搬原来的工艺和方法。
3.3近端纵波小角度斜探头法
发现主轴轮座内外部两侧、制动轴和盘座内外部两侧、轴颈和轮根部(主轴卸荷槽)均有横向疲劳点等裂纹。探测的研究目的主要是为了发现制动轮座内外的两侧、制动轴和盘座内外的两侧、轴颈齿轮根部(纵向卸荷槽)以及横向疲劳处的裂纹[3]。
3.4纵波直探头径向探伤法
发现新的车轴内部没有轴向轴的缺陷(一般只需要应用于或全新制造的车轴)。探测的研究目的主要是通过新制新型车轴可以发现旧制车轴内部两个轴向轴的缺陷。
探头和前端车轴自动探测器两个平面分别位置是2.5p20z直流管自动探头或者前端是一个双晶体管直流探头,从全部双管探头移到车轴外侧的一个圆面开始进行自动检测。由于手动径向声波探伤探头检测应用范围较大,径向在超声波损伤探头上的检伤通常都是需要直接使用大型化的超声波自动摸头水浸或者超声波自动径向摸头探伤检测机构探头来辅助进行,采用手动声波水浸或纵及横波直接局部自动声波水浸,纵或手动横波直接式损伤探头或直接采用手动纵或横波自动双接式晶体管声波探头检测方式等来进行径向探伤探头检测。
3.5.相控阵斜探头横波探伤法
控制超声探头中不同单元之间的触发延时时序,在精确的延时时序控制下,不同单元发出的超声波在空间发生干涉,产生所需要的合成波束。
相控超声波的这种特性非常适合于无损检测。
首先是它可以通过多种电子单元切换方式选用不同的电子单元,实现波束的快速定向移动(这也即微波电子移动扫查),明显大大提高了对缺陷的电子检测工作效率,比单个电子单元的一种常规电子探头可以检测缺陷速度快一个亿的数量级。
其次使用相控探头超声波的光束很容易轻松实现各个波段光束动态偏转,不用用手移动相控探头就一样可以轻松实现波束动态"扇扫"。
因为汽车轮轴的内部几何性和形状受到限制,车轮和轮轴制动盘的内部间隙太窄,因此车轮只能沿一个圆周轴的方向左右运动,无法实施轴向移动探头,要对轮座、制动盘座进行检测,常规的超声检测技术有很大的限制[4]。
四.结束语
综上所述，要高度注重我国铁路柴油运输业的当前开展最新情况,做好机车车轴的质量检测工作和锻造工艺，车轴质量是我国铁路柴油机车车辆主要运行的重要组成部件,其车轴质量的优劣好坏直接地都会极大影响关系到我国铁路运输的平稳运转。
五.参考文献
[1]杨军,佘毅云.高速电力机车车轴锻造工艺探讨[J].电力机车技术,2000(03):29-31.
[2]杨振辉.机车车轴锻坯加热炉的设计[J].锻压机械,1998(04):50-51+55.
[3]张春红,杨接明,唐雪萍.300mm×300mm EA4T车轴钢坯生产工艺实践[J].特殊钢,2012,33(01):38-40.
[4]关大伟. HXD3B机车车轴加工工艺研究[D].大连交通大学,2010.