关于铁路货车车轴常见故障探伤分析方法研究张学辉

北 京 交 通 大 学 现 代 远 程 教 育毕 业 论 文论文题目 关于铁路货车车轴常见故障探伤分析方法研究 姓 名 张学辉 专 业 铁道车辆（铁道车辆方向） 层 次 专升本 入学时间 15 春 管理中心 直属 学习中心 太原 指导教师 吕杰 2015 年 5 月 7 日学号 15650702 中南大学网络教育毕业论文（设计）任务书学生姓名 张学辉 学号 15650702 管理中心 直属 入学时间 2015 年 3 月 专业 铁道车辆 学习中心 太原 毕业论文（设计）题目 关于铁路货车车轴常见故障探伤分析方法研究 题目类型 1 工程技术研究 题目来源 2 学生自选题 毕业论文（设计）时间 2017 年 2 月 17 日至 2017 年 6 月 15 日1毕业论文（设计）内容要求（或内容纲要；字数>500 字）：内容纲要：大秦线重载铁路是世界单条铁路年运量最大的铁路线，它是晋、陕、蒙煤炭运输的大动脉。对国民经济持续发展起着举足轻重的作用。随着我国铁路煤炭运输向着重载、高速方向的不断发展，特别是大秦线 25t 轴重 C80 型系列专用货车的大量投入使用，对车辆重要零部件的检修质量提出了更高的要求。轮轴作为铁路货车的重要零部件之一，其技术状态直接关系到车辆的运行安全，而探伤作为保证轮轴检修质量的主要技术手段，其质量状况直接关系到轮轴的检修质量，因此货车 50 钢车轴探伤常见故障的分析与预判成为我们首要课题之一。本文通过 50 钢车轴探伤常见故障的分析和调查统计，分析了 50 钢车轴探伤常见故障预判的技术难题原因，提出了解决措施。本文主要结构框架及内容如下：一、概述二、货车 50 钢车轴探伤常见故障的发现和预判的技术难题三、货车 50 钢车轴探伤常见故障的分析与预判及解决措施1. 50 钢车轴的结构特点1）50 钢车轴分类；2）50 钢车轴各部尺寸；3）50 钢车轴损伤形式及部位。2. 50 钢车轴检修过程的卡控1）车轴机加工质量控制。 2）车轴探伤重点故障分析。3. 50 钢车轴探伤常见故障的分析与预判及解决措施1）采用先进技术装备；2）技术统计和车轴失效分析；3）探伤检测技术互补。四、结论与展望对论文所完成的工作和结论，以及论文存在的不足进行总结，最后还需要说明进一步研究的问题和方法。1 题目类型： 理论研究，实验研究，工程设计，工程技术研究，软件开发。2 题目来源： 工作任务题，生产实际题，模拟或虚构题，学生自选题。本任务书必须网上报送学院，学院审批通过后，下载放置在学生论文首页。2主要参考资料：期刊文献书写规范：作者，论文篇名，刊物名，出版年，卷（期），论文在刊物中的页码。图书文献书写规范：作者，书名，出版地，出版社，出版日期，引用内容所在页。1 刘吉远、陈雷，铁路货车轮轴技术概论，北京，中国铁道出版社， 2009 年 10月，第一、七、八、九篇。2 陈雷，铁路货车技术与管理，北京，中国铁道出版社，2010 年 4 月，第四章。3 铁路货车轮轴组装、检修及管理规则， 铁总运【2016】191 号，2017 年 1 月 1日起施行。4 铁路货车厂修规程，铁运【2011】207 号，2012 年 7 月 1 日起施行。5 铁路货车段修规程，铁运【2012】202 号，2013 年 1 月 1 日起施行。6 袁清武，车辆构造与检修，北京，中国铁道出版社，2009。3毕业论文（设计）进度安排：起 止 时 间 阶 段 内 容2015 年 1 月 17 日2015 年 3 月 25 日 收集有关论文（设计）资料，选题、填报任务书并上传2015 年 3 月 26 日2015 年 4 月 10 日 修改毕业论文（设计）任务书，并上传2015 年 4 月 11 日2015 年 5 月 10 日 撰写论文、提交初稿，指导老师进行论文指导和评阅2015 年 5 月 20 日2015 年 5 月 30 日 上传毕业论文（设计）终稿，指导老师进行指导和评阅2015 年 6 月中旬 毕业论文（设计）答辩指 导 教 师 网络教育学院主管院长吕杰2017 年 4 月 12 日北京交通大学网络教育毕业论文（设计）I目 录摘要.第 1 章 绪论.11.1 论文选题背景 .11.2 车轴探伤的发展状况 .11.3 本文的主要研究工作 .1第 2 章 50 钢车轴探伤常见故障的发现和预判.22.1 50 钢车轴分类.22.2 50 钢车轴探伤方法的分类及探测要求.22.2.1 50 钢车轴探伤方法的分类.22.2.2 50 钢车轴探测要求.22.3 50 钢车轴型式、基本尺寸和理化性能.32.3.1 车轴型式和基本尺寸.32.3.2 车轴的理化性能和机械性能.32.4 车轴的损伤形式及部位.42.5 50 钢车轴检修过程的卡控.42.5.1 车轴机加工质量控制.42.6 车轴探伤重点故障分析.62.6.1 车轴内部缺陷.62.6.2 轴颈裂纹.62.6.3 轴颈根部粗糙度超标.72.6.4 轴颈根部的局部腐蚀.82.6.5 轴颈根部疲劳累积损伤.82.6.6 轮座内侧微动摩擦腐蚀与车轴冷切.92.6.7 轮座粗糙度超标.92.6.8 轮座压装损伤与车轴裂断.92.6.9 轮座局部接触及透声不良.102.6.10 轴身铲痕与轴身碰伤.11第 3 章 货车 50 钢车轴探伤常见故障的分析与预判及解决措施.11北京交通大学网络教育毕业论文（设计）II3.1 50 钢车轴探伤故障的预防.11 3.1.1 车轴内部缺陷的预防.123.1.2 轴颈部位故障的预防.123.1.3 轮座部位故障的预防.123.1.4 轴身部位故障的预防.123.2 50 钢车轴探伤故障的改进措施.133.2.1 加强探伤检测的技术管理.133.2.2 采用先进的技术装备.133.2.3 加强技术统计和车轴失效分析.14 3.2.4 探伤检测技术互补.14第四章 结论与展望.144.1 论文结论.144.2 论文展望.15参考文献 .16致谢 .17北京交通大学网络教育毕业论文（设计）- 1 -内容摘要大秦线重载铁路是世界单条铁路年运量最大的铁路线，它是晋、陕、蒙煤炭运输的大动脉。对国民经济持续发展起着举足轻重的作用。随着我国铁路煤炭运输向着重载、高速方向的不断发展，特别是大秦线 25t 轴重 C80 型系列专用货车的大量投入使用，对车辆重要零部件的检修质量提出了更高的要求。本论文首先阐述了铁路货车轮轴是货车的重要部件，承担着货车承载、走行的功能，是直接关系到铁路货车安全的最关键部件之一。车轴是轮轴的重要组成部分，通过对50钢车轴探伤常见的故障的分析。发现冷切是车轴断裂的主要形式之一，因此防止车轴冷切是铁路安全防范的重点工作。做好车轴防冷切工作，要从车轴的设计、制造、组装、运用、检修及管理等方面不断地进行总结和改进。必须采用先进的手段加以监控，及时地发现车轴上各种异常现象和事故苗头，并使各类故障在萌芽状态予以排除，通过对导致车轴冷切的各类故障进行分析，查明产生这些故障的原因，有针对性的提出预防措施和改进对策，真正做到对冷切事故的提前预防。我作为湖东车辆段轮轴车间的技术员。从现场检修工作实际来看，通过分析 50 钢车轴探伤的常见故障。发现目前现场对车轴冷切事故缺乏足够的敏感性，对导致车轴冷切的各类故障及原因没有足够的认识，也缺乏有效的从事预防措施，因此我觉得有必要将导致车轴冷切的故障种类、原因分析和预防措施进行一些探讨，以利于现场人员了解和掌握。关键词: 车轴，故障，冷切，分析，措施。 北京交通大学网络教育毕业论文（设计）- 2 -第 1 章 绪论1.1 论文选题背景铁路运输是我国主要的运输方式，在我国国民经济中起着举足轻重的作用。在 21 世纪，中国铁路将逐渐跨入以“高速客运、重载货运”为特征的新时代。随着铁路现代化的发展，传统的运输系统将不断面临许多新难题。货车行车速度越高、载重越大，安全问题越显突出。当前，随着我国铁路煤炭运量的逐年递增，特别是大秦线 C80 等系列新型重载货车的大量投入使用，对车辆重要零部件的检修质量提出了更高的要求。轮轴作为铁路货车的重要零部件之一，其技术状态直接关系到车辆的运行安全，而探伤作为保证轮轴检修质量的主要技术手段，其质量状况直接关系到轮轴的检修质量，因此对轮轴的探伤质量也提出了更高的要求。1.2 车轴探伤的发展状况货车车轴的发展历经了 40 钢车轴和 50 钢车轴，随着铁路货车车轴材质的不断优化。以及探伤设备的不断更新和探伤工艺的逐步完善。自 2000 年铁路货车50 钢车轴的全面投入运营以来，铁路货车车轴冷切事故得到了全面的杜绝。因为轮轴质量问题导致货车行车事故有效的减小。加之探伤人员的选拔不断严格，探伤人员的素质不断提高。因此货车车轴探伤在保证铁路货车安全运行中起着举足轻重的作用。1.3 本文的主要研究工作如前说述，车轴是轮轴的重要组成部分，冷切是车轴断裂的主要形式之一，因此防止车轴冷切是铁路安全防范的重点工作。做好车轴防冷切工作，要从车轴的设计、制造、组装、运用、检修及管理等方面不断地进行总结和改进。必须采用先进的手段加以监控，及时地发现车轴上各种异常现象和事故苗头，并使各类故障在萌芽状态予以排除，通过对导致车轴冷切的各类故障进行分析，查明产生这些故障的原因，有针对性的提出预防措施北京交通大学网络教育毕业论文（设计）- 3 -和改进对策:1.综述国内 50 钢车轴常见的探伤方法及特点。2.利用 50 钢车轴探伤的常见故障，分析导致车轴冷切的故障种类、原因分析和预防措施。第 2 章 50 钢车轴探伤常见故障的发现和预判车轴的损伤可能发生在整个轴的所有部位，主要表现形式有：内部材质不良、表面加工不良、腐蚀、微动摩擦损伤和轴身表面外来损伤等。这些伤损最终导致车轴上疲劳裂纹的萌生和扩展，最后就可能造成车轴的疲劳裂断冷切。2.1 50 钢车轴分类50 钢车轴分为 RE2A 和 RE2B 车轴两种。2.2 50 钢车轴探伤方法的分类及探测要求2.2.1 50 钢车轴探伤方法的分类车轴在检修过程中须施行复合磁化荧光磁粉探伤检查和超声波探伤检查。2.2.2 50 钢车轴探测要求车轴必须按下列规定施行超声波探伤和复合磁化荧光磁粉探伤检查：1 .新制车轴再加工部位。2 .轮对解体后的再加工部位及车轴各部位。3. 轮轴、轮对在施行段修及以上修程时，车轴外露部位（轮轴如不退轴承或轴承内圈时，防尘板座及轮座外侧的外露部位除外） 。4 .轮对不解体时，轴颈、防尘板座及轴身再加工部位。5. 车辆颠覆及脱轨事故卸下轮对的车轴外露部位。6 .新制车轴组装前必须对车轴施行全轴穿透探伤检查。7. 50 钢车轴的轮轴、轮对第一次组装时间达到 6 年， 每次施行段修及以上修程时，均须对车轴施行全轴穿透探伤检查、对轮座镶入部施行超声波探伤检查；如不退轴承或轴承内圈时，还须对轴颈根部或卸荷槽部位施行超声波探伤检查。8 .车辆颠覆或重车脱轨（包括机冷车脱轨）时，均须对全车轮对车轴施行全轴穿透探伤检查和轮座镶入部超声波探伤检查。北京交通大学网络教育毕业论文（设计）- 4 -9. 轮轴不退卸轴承时须施行两次超声波探伤检查，第二次须采用手工作业方式对全轴施行超声波穿透探伤检查、轴颈根部或卸荷槽施行小角度超声波探伤检查，两次探伤作业不得由同一探伤人员完成。10.轮对组装后，须对轮座镶入部施行超声波探伤的检查。11 轮轴检修时，凡打开轴承前盖作业的（经外观检查状态良好，需旋轮者除外） ，须对车轴施行超声波穿透探伤检查和轴颈根部施行超声波探伤检查。2.3 50 钢车轴型式、基本尺寸和理化性能2.3.1 车轴型式和基本尺寸车轴型式如图 基本尺寸如下表 尺寸（mm）车轴型号d1 d2 d4 d5 L1 (L2) L3 (l1) L2 L4计算重量（kg）RE2B 150+0.068 +0.043180+0.085 +0.058210+1 -2184+2 02181+1 01981 17611 210 83 266.5 451RE2A 150+0.068 +0.043180+0.085 +0.058210+1 -2184+2 02191+1 01981 17311 230 48 229 4512.3.2 车轴的理化性能和机械性能车轴的理化性能如下表 单位： P S Cr Ni Cu TAl车轴钢钢种 C Mn Si 不大于 不小于50 钢 0.470.570.60O.900.170.40 0.030 0.030 0.30 O.30 0.25 0.020北京交通大学网络教育毕业论文（设计）- 5 -注：50 钢车轴化学成分的成品分析允许偏差如下（）：C±0.02，Mn±0.03，Si±0.02，P±0.005，S±0.005。车轴的机械性能如下表 表 F2.3-4 抗拉强度 Rm 下屈服强度 ReL 断后伸长率 A 断面收缩率车轴钢钢种N/ 2 50 钢 610 345 22 372.4 车轴的损伤形式及部位裂断位置部位主要在轮座嵌镶轮座内外侧 30MM 惯性裂纹发生部、轴颈根部和轴身中处。车轴的损伤形式及部位如图 1 所示：图 1 车轴的损伤形式及部位2. 5 50 钢车轴检修过程的卡控2.5.1 车轴机加工质量控制 1.车轴相关尺寸轮座、轴颈、防尘板座尺寸及圆弧度，详见下表 50 钢车轴相关尺寸 单位：mm修程项目 原型 厂修