论文部分内容阅读
针对机车经过一定里程的运用后,在相关修程实施过程中暴露出的一定比例车轴轮座处裂纹的问题,通过车轴轮座处裂纹特征、裂纹产生的机理分析并结合裂纹产生的表象及以往关于车轴轮座处微裂纹的分析数据,可知下文中提及探伤中发现的车轴磁痕显示特征与微动磨损疲劳裂纹特征相符。机车车轮与车轴是通过过盈配合的方式连接的,当承受旋转弯曲载荷的作用时,在车轴轮座的边缘,配合面间将发生微小的循环往复的相对滑动,从而导致微动损伤的产生。该部位的微动疲劳是机车车轴失效的主要形式之一。车轴轮座附近的卸荷槽能够极大的缓解轮轴配合边缘的应力集中程度,从而对车轴轮座微动疲劳性能产生影响。与此同时,过盈量的大小也是影响车轴轮座微动疲劳的重要因素。TB/T1463-2015标准仅规定了过盈量的取值范围(轮座直径的0.9‰~1.5‰),但并未给出车轴轮座微动疲劳性能与过盈量大小的关系。因此非常有必要研究过盈量以及卸荷槽深度对车轴轮座抗微动疲劳能力的影响,从而对该部位的结构进行改进。(1)研究轮轴间过盈量对微动疲劳的影响,分别选取过盈量标准要求的上限值、标准要求的中值、标准要求的下限值,进行疲劳性能影响的对比。最终确认了当前过盈量满足要求,无需调整。(2)对原始车轴轮座处的疲劳强度进行计算(卸荷槽深度1mm,轮轴间过盈量0.26-0.33),确认初始设计可满足材料最大疲劳强度。(3)对原有车轴轮座卸荷槽深度进行研究,由原有深度1mm加深至2mm、4mm,研究轮座处卸荷槽深度是否对微动疲劳性能产生影响,可否提高轮座处车轴疲劳强度,并通过计算评价应力水平。综合考虑加深卸荷槽深度对卸荷槽本身应力水平的影响,卸荷槽太深会造成卸荷槽自身裂纹产生,最终选取将卸荷槽深度加深为2mm的结构改进方案。(4)对最终确认的结构改进方案进行质量工艺卡控(排除方案执行不良造成的影响),并对调整后的车轴进行跟踪验证,确认结构改进效果良好,可减少或避免车轴轮座裂纹情况出现,也可通过该方案将车轴已有的微裂纹(深度小于1mm)消除,减少更换新车轴的成本。(5)目前已在机车C5\C6修程(机车大修修程)中陆续实施,已完成1345台份,8070根车轴改进方案实施,未出现结构改进后的车轴裂纹情况。