铁路应用轮组和转向架车轮产品要求.doc

CEN TC 256 日期 2003 10 prEN 13262 CEN TC 256 秘书处 DIN 铁路应用铁路应用 轮组和转向架轮组和转向架 车轮车轮 产品要求产品要求 O 标准化 tc256 SC2 WG11 WI 114 EN13262 d 49 草案 prEN13262 49 D doc STD 2 0 版本 前言前言 4 导言导言 5 1 使用目的使用目的 5 2 标准化参引标准化参引 6 3 产品规定产品规定 6 3 1 化学成分 6 3 2 机械特性 7 3 3 热处理的均匀性 12 3 4 纯度 12 3 5 残余应力 15 3 6 表面特性 16 3 7 尺寸公差 18 3 8 静态的剩余不平衡 21 3 9 防腐 21 3 10 标识 21 附录附录 A 标准化的 标准化的 整体轮熔炼时氢的确定整体轮熔炼时氢的确定 22 A 1 取样 22 A 2 分析方法 22 A 3 确定实施 22 附录附录 B 仅用于信息 仅用于信息 确定疲劳特性实验方法的举例确定疲劳特性实验方法的举例 23 B 1 试品 23 B 2 试验设备 23 B 3 实验的实施 23 B 4 结果的评估 23 附录附录 C 仅用于信息 仅用于信息 用应变计滚动面下深度圆周剩余应力变化的测定方法用应变计滚动面下深度圆周剩余应力变化的测定方法 24 C 1 方法原理 24 C 2 方法 24 C 3 垂直于滚动面圆周固有应力的变化计算 25 附录附录 D 仅用于信息 仅用于信息 超声波试验确定轮缘残余应力状态 无破坏方法 超声波试验确定轮缘残余应力状态 无破坏方法 29 D 1 引言 29 D 2 测量方法 29 D 3 结果的评估 30 附录附录 E 仅用于信息 仅用于信息 产品鉴定产品鉴定 31 E 1 通则 31 E 2 要求 31 E 3 鉴定方法 32 E 4 鉴定证书 34 E 5 技术资料原件 35 附录附录 F 仅用于信息 仅用于信息 产品的供货规定产品的供货规定 36 F 1 通则 36 F 2 供货状态 36 F 3 个别试验 37 F 4 批量的检验 37 F 5 质量计划 40 F 6 允许再次改善 40 附录附录 ZA 仅用于信息 仅用于信息 欧洲标准内的章节 与欧洲标准内的章节 与 EU 方针有关的基本要求或其它规方针有关的基本要求或其它规 定定 41 文献说明文献说明 43 第 4 页 prEN 13262 2002 前言前言 本文件 PrEN 13262 2002 由技术委员会 CEN TC256 铁路业 制定 由 DIN 的秘书处管理 同时出示本文件用于正式表决 本文件在授权范围内 由欧洲委员会和欧洲自由贸易区给予 CEN 制定并且支 持 EU 方针的基本要求 与 EU 方针的相关情况见附录 ZA 文件的组成部分提供的资料 prEN 13262 2002 第 5 页 导言导言 标准化文件 UIC 说明书 国际化标准 至今在欧洲用于车轮交货的使用 首先是一个验收方法以及用于检验的车轮特性的完整陈述 虽然要考虑产品鉴定的几个观点 然而不做鉴定方法的说明和鉴定时要检验产品 特性的说明 本标准论述如下几点 本标准论述如下几点 a 一个车轮的所有特性的定义 产品在鉴定时或交货时检验这些定义 b 鉴定方法的定义 见附录 E 提供的信息 c 交货条件的定义 见附录 F 提供的信息 同时听凭厂家在下列两者之间决定 交货条件的定义 一种传统的含批量验收在内的交货方法 正如在现有文件中的实际应用 F4 一样 或者 在质量保证方案基础上的供货方法 见 F5 本标准规定车轮的产品鉴定 容许方法不是本标准的题材 1 使用目的使用目的 本欧洲标准规定在欧洲铁路网线使用的车轮特性 本标准定义了四个钢种 ER6 ER7 ER8 ER9 规定的特性被分类在 2 个种类中 种类 1 和种类 2 如果运行速度超过 200 公里 小时 通常选择种类 1 因为几个特性还可再进行划分 本标准有效于锻制和轧制的 由真空排气的钢制成的 并且轮缘获得调制的整体 轮 本标准必须已经有一定意义的数量在商业条件下欧洲的铁路网络上使用或者设计 必须经受 PrEN13979 1 的一项允许实验 备注 1 特殊使用或环境条件的车轮描述可采用其他文件如 UIC 说明书或 ISO 标准 备注 2 允许方法不是本标准的题材 第 6 页 prEN 13262 2002 备注 3 轮缘的调制通过热处理完成 它的目的是 轮缘的淬硬和固有应力的处理 2 标准化参引标准化参引 本欧洲标准包含标定日期的或未标定日期的其他出版物的参引规定 该标准化参 引在相应的地方以文字引征 并且随后列出出版物 标定日期的参引属于后期的本欧 洲标准的变更和修订 如果本欧洲标准通过变更和修订 未标定日期的参引 涉及标 准化最后版本的出版物 包括变更在内 有效 EN10002 1 金属材料 抗拉试验 第 1 部分实验方法 环境温度时 EN10045 1 金属材料 按照夏比缺口冲击抗弯试验 第 1 部分实验方法 ISO377 2 1989 1 热形成的钢试品选择和准备 第 2 部分确定化学成分的试品 ISO1101 技术图纸 形状和位置公差 形状 方向 位置 运行公差 通 则 定义 符号 图纸的登记 ISO2632 1 通过视觉 触觉粗糙度比较的样品 第 1 部分车 修整 钻孔 铣 锯和平整 ISO2632 2 通过视觉 触觉粗糙度比较的样品 第 2 部分电腐蚀 球状和角状喷 砂和磨光 ISO4967 1998 钢 非金属夹杂部分的确定 借助于比较图的显微方法 ISO5948 1994 滚动的列车 超声波验收试验 EN ISO6506 1 金属材料 硬度试验 布氏硬度 第 1 部分试验方法 ISO6506 1 19rr 99 ISO6933 1986 滚动的列车 磁粉方法的验收试验 ISO TR9769 2 钢和铁 可供使用的分析方法纵览 ASME399 90 金属材料平度变形的断裂粘度试验 3 产品规定产品规定 3 1 化学成分化学成分 3 1 1 要达到的值要达到的值 不同元素最大的百分比含量在表 1 中说明 1 被 ISO14284 1996 钢和铁 确定化学成分的试品采用和准备 代用 prEN 13262 2002 第 7 页 2 也见 CR 10261 1995 第 8 页 prEN 13262 2002 表表 1 不同元素的最大百分比含量不同元素的最大百分比含量 最大含量最大含量 1 钢种钢种CSiMnP 2 S 2 3 CrCuMoNiV Cr Mo Ni ER60 480 400 750 0200 0200 300 300 080 300 060 50 ER70 520 400 800 0200 0200 300 300 080 300 060 50 ER80 560 400 800 0200 0200 300 300 080 300 060 50 ER90 600 400 800 0200 0200 300 300 080 300 060 50 1 对于特殊的使用 在最大含量范围内可变化规定 2 记录时或订货时可协商最大含量 0 025 3 记录时或订货下达时可根据炼钢法协调最低的硫含量 为防止氢 裂纹的形成 3 1 2 试品状态试品状态 确定化学成分的试品采用滚动面下的 15mm 视作额定直径 3 1 3 化学分析化学分析 化学分析必须按照 ISO TR9769 中描述的方法和规定进行 3 2 机械特性机械特性 3 2 1 抗拉试验的结果抗拉试验的结果 3 2 1 1 要达到的值要达到的值 轮缘和轮桥的特性在表 2 中说明 prEN 13262 2002 第 9 页 表表 2 轮缘和轮桥的特性轮缘和轮桥的特性 轮缘轮缘轮桥轮桥 钢种钢种 ReH N mm2 1 Rm N mm2 A5 Rm的缩小化 N mm2 2 A5 ER6 500 780 900 15 100 16 ER7 520 820 940 14 110 16 ER8 540 860 980 13 120 16 ER9 580 900 1050 12 130 14 1 如果无突出的弹性极限 应测定惯用的极限值 R 0 2 f 2 与相同车轮的轮缘抗拉强度相比 减少轮桥的抗拉强度 3 2 1 2 试品状态试品状态 从轮缘和轮桥上取试品 他们的位置在图 1 中说明 插图说明 1 抗拉试验的试品 2 抗拉试验的试品 3 缺口冲击抗弯试验试品 4 磨损界限 5 缺口 图图 1 试品状态试品状态 3 2 1 3 试验方法试验方法 试验方法按照 EN10002 1 要求进行试验 试品直径在精整部分最少 10mm 并且试 样长度是直径的 5 倍 第 10 页 prEN 13262 2002 如果不能在在轮桥上采用试品 应在供货商和客户之间协商最小直径 3 2 2 轮缘上的硬度特性轮缘上的硬度特性 3 2 2 1 要达到的值要达到的值 表 3 中说明了的布氏硬度最小值 用于每次测量 有效于轮缘的磨损区 如果磨损 范围的厚度必须大于 35mm 表 3 中的值必须达到滚动面下的 35mm 的深度 轮缘和轮桥过渡时 图 2 中的点 A 硬度值必须约最少 10 点小于磨损区的值 表表 3 轮缘硬度特性要达到的值轮缘硬度特性要达到的值 布氏硬度最小值布氏硬度最小值 钢种钢种种类等级种类等级 1种类等级种类等级 2 ER6 225 ER7245235 ER8245245 ER9 255 3 2 2 3 测量点的位置测量点的位置 硬度在轮缘径向端面的 4 个点上测量 如图 2 所示 插图说明 1 轮廓最后再加工的直径和磨损极限 按照客户的建议 2 加工轮的内表面 3 额定直径 图图 2 轮缘径向截面的测量轮缘径向截面的测量 3 2 2 2 试验方法试验方法 实验方法应按照实验方法应按照 ISO6506 1 进行 球径为进行 球径为 5mm prEN 13262 2002 第 11 页 3 2 3 缺口冲击抗弯实验缺口冲击抗弯实验 3 2 3 1 要达到的值要达到的值 要达到的值在表 4 中说明 说明每个实验温度和按照 3 2 3 2 的 3 个试品的平均值 和最小的单个值 20 时使用 U 形缺口的试品 20 时使用 V 形缺口 表表 4 缺口冲击抗弯实验要达到的值缺口冲击抗弯实验要达到的值 KU 焦耳 焦耳 20 时时KV 焦耳 焦耳 20 时时 钢种钢种 平均值平均值最小值最小值平均值平均值最小值最小值 ER61712128 ER71712107 ER81712105 ER913985 3 2 3 2 试品状态试品状态 试品状态采用图 1 基本缺口在图 1 中平行于 A A 向 3 2 3 3 试验方法试验方法 试验方法按照 EN10045 1 进行 3 2 4 疲劳强度疲劳强度 3 2 4 1 要达到的值要达到的值 不取决于钢的品种 轮桥经受表 5 中 107负荷变换的应力延伸率 并且 99 7 不出现裂纹 表表 5 疲劳强度要达到的特性值疲劳强度要达到的特性值 桥的交货状态桥的交货状态 N mm2 加工的450 未加工的315 备注 该值的目的应保证 产品的特性应好于轮桥设计时使用的有关疲劳性设计 的允许应力 因为强度计算有许多近似的步骤 在这 4 个钢种之间区分是无意义的 3 2 4 2 疲劳强度试验试品疲劳强度试验试品 采用交货状态下的车轮作为疲劳强度试验的试品 轮桥表面必需同 3 6 段中列出的 规定相符 第 12 页 prEN 13262 2002 3 2 4 3 试验方法试验方法 试验方法必须尽可能使弯曲应力发生在轮桥上 试验应如此进行 试验为了测定疲劳度试验结果 使用统计求值法 试验方法监控轮缘裂纹危险区通过测量径向应力 这种方法的举例见附录 B 提供信息 3 2 5 轮缘的粘性特性轮缘的粘性特性 3 2 5 1 通则通则 仅在种类 1 和种类 2 的闸块制动车轮 运行制动器或停止制动器 上检验特性 3 2 5 2 要达到的值要达到的值 对于钢种 ER6 在 6 个试品上测定的平均值必须大于或等于 100N mm2 同时单个 值应必须相同于或大于 80N mm2 对于钢种 ER7 在 6 个试品上测定的平均值必须大于或等于 80N mm2 同时单个值 应必须相同于或大于 70N mm2 对于其它钢种应在客户和供货商之间协商这个值 3 2 5 3 试品状态试品状态 6 个试品必须按照图 3 从轮缘上采取 试品段在轮周上均匀分布 插图说明 1 额定直径 图图 3 轮缘上采取的试品轮缘上采取的试品 prEN 13262 2002 第 13 页 3 2 5 4 试验方法试验方法 试验必须按照 ASTM E399 90 进行 如下特殊条件有效 坚固的 CT 试品 厚度 30mm CT30 试品 含人字型缺口开角为 90 ASTM E399 90 图 4 试验温度在 15 和 25 之间 试品上的裂纹增长测量 ASTM E399 90 图 3 中描述 负荷梯度 K 对于抗拉强度试验应处于 0 55N mm2 m s 和 1N mm2 m s ASTM E399 第 8 3 段 张力之内 由抗拉试验曲线负荷 FQ计算出要考虑断裂粘性值 KQ值 3 3 热处理的均匀性热处理的均匀性 3 3 1 要达到的值要达到的值 对于种类 1 中的车轮 必须在检查车轮的轮缘端面上测量的布氏硬度值必须小于 或等于 30HB 3 3 2 试品试品 硬度值必须是轮缘外表面 120 度的 3 点 压痕必须图 F1 中指定的一个区域内的相 同直径上进行 3 3 3 试验方法试验方法 实验应按照 EN ISO6506 1 10mm 的球径进行 3 4 纯度纯度 3 4 1 显微照相技术下的纯度显微照相技术下的纯度 3 4 1 1 要达到的纯度要达到的纯度 按照 4 1 2 要求通过一个显微照相试验测定纯度 要达到的值在表 6 中说明 表表 6 显微照相试验要达到的纯度显微照相试验要达到的纯度 种类种类 1种类种类 2 夹杂类型夹杂类型厚系列厚系列 最大最大 薄系列薄系列 最大最大 厚系列厚系列 最大最大 薄系列薄系列 最大最大 A 硫 1 51 51 52 B 铝 11 51 52 C 硅酸盐 11 51 52 D 球氧 11 51 52 B C D2334 第 14 页 prEN 13262 2002 prEN 13262 2002 第 15 页 3 4 1 2 显微照相的试品状态显微照相的试品状态 试验范围为图 4 的阴影面 中心点 F 位于滚动面下的 15mm 插图说明 1 测量圆周 图图 4 显微照相的试品状态显微照相的试品状态 3 4 1 2 试验方法试验方法 确定纯度必须按照 ISO4967 1998 方法 A 要求完成 3 4 2 精确度精确度 3 4 2 1 通则通则 通过超声波检验确定它内部缺陷 使用不同平底孔径的试样做为标准缺陷 3 4 2 2 遵守的极限遵守的极限 3 4 2 2 1 轮缘轮缘 轮缘的内部不允许比相同深度平底孔呈现更多或更大的缺陷 该标准缺陷的直径 应包含在表 7 中 表表 7 标准缺陷的直径标准缺陷的直径 种类种类 1种类种类 2 标准缺陷的直径标准缺陷的直径 mm 123 轴向试验时 后壁回波的衰减不允许等于或大于 4dB 3 4 2 2 2 轮桥轮桥 轮桥不允许呈现 一个高度不多于 10 个缺陷指示大于或相等于 3mm 标准缺陷的指示 一个高度的缺陷指示大于或等于 5mm 标准缺陷的指示 两个允许缺陷的间距最小必须是 50mm 第 16 页 prEN 13262 2002 3 4 2 4 轮毂轮毂 轮毂不允许呈现 一个高度不多于 3 个缺陷指示大于或相等于 3mm 标准缺陷的指示 一个高度的缺陷指示大于或等于 5mm 标准缺陷的指示 两个允许缺陷的间距最小必须是 50mm 经过圆周试验时 后壁回波的衰减不允许等于或大于 6dB 3 4 2 3 试品试品 试验在完整的车轮上 热处理后 要么机械加工前 要么机械加工后 然而在防 腐涂层前自己进行 3 4 2 4 试验方法试验方法 3 4 2 4 1 通则通则 超声波实验实施的常规条件应包含在 ISO5948 中 该条件将由如下特殊条件进行 补充 3 4 2 4 2 轮缘轮缘 轮缘的试验按照 ISO5848 1994 表 1 中的 D1和 D2方法进行 评估缺陷应按照 ISO5848 1994 图 1 和图 2 将轮缘可比试样同人工缺陷进行对比 3 4 2 4 3 轮桥轮桥 轮桥的实验可从两方面完成 照射方向垂直于表面 评估缺陷通过同标准轮桥的人工缺陷对比完成 轮桥应作为符合图 7 的两个直径 m 和 n 之间车轮部分定义 轮桥的厚度定义为 2 nm e 人工缺陷的状态是作为一项 e 性能的说明 在周长方向上两个人工缺陷间距上最 小必须为 100mm e 10mm 一个 3mm 平底孔轮桥内表面下 5mm 一个 5mm 平底孔轮桥内表面下 5mm 10mm e 20mm 两个 3mm 平底孔轮桥内表面下 5mm 和 e 5 mm 两个 5mm 平底孔轮桥内表面下 5mm 和 e 5 mm e 20mm prEN 13262 2002 第 17 页 三个 3mm 平底孔轮桥的内表面下 5mm mm 和 e 5 mm 2 e 三个 5mm 平底孔轮桥的内表面下 5mm mm 和 e 5 mm 2 e 3 4 2 5 轮毂轮毂 轮毂的试验将从两个侧面进行 照射方向垂直于表面 评估缺陷同图 5 轮毂比较试样同人工缺陷进行比较 备注 调整标准为 3mm 不同深度的 3 个缺陷 5mm 不同深度的 3 个缺陷 间距如上所诉 图图 5 超声波的轮毂试样超声波的轮毂试样 3 5 残余应力残余应力 3 5 1 通则通则 车轮的热处理必须使压力内应力在轮缘的切线方向上产生 3 5 2 要达到的值要达到的值 临近滚动面切线方向测量的压力内应力的高度必须在 80 和 150N mm2之间 滚动 面下 35 至 50mm 深度内 高度必须为 0 滚动接触曲线图 6 再次给出压力内应力分配 第 18 页 prEN 13262 2002 插图说明 1 圆周应力 N mm2 图图 6 圆周应力高度的分配圆周应力高度的分配 3 5 3 试品试品 试品是热处理后完整的车轮 3 5 4 测量方法测量方法 测量方法应允许在滚动面下的深度内确定圆周应力的分配 该方法必须在厂家和 客户之间协商 附录 C 仅用于信息 包含一个测量方法的举例 对于这种方法应使用图 6 附录 D 仅用于信息 其他的无破坏的测量方法 对于这种方法图 6 中说明的值 无效 用这种方法要达到的值再次给出如图 6 所述同样的应力分配 对此必须提供证明 3 6 表面特性表面特性 3 6 1 表面状态表面状态 3 6 1 1 要达到的特性要达到的特性 考虑到运行使用 应将车轮完整加工或分部加工 车轮的表面不允许有在标准中 描述点上相反的其它印痕 那些作为 锻件 和 或 轧制件 约定的零件照射并且应完整保护 通过塑性的 好的连接过渡引入加工区 加工的和用于总装的成品件表面中等粗糙度在表 8 中说明 prEN 13262 2002 第 19 页 表表 8 供货状态时车轮的表面粗糙度供货状态时车轮的表面粗糙度 粗糙度粗糙度 Ra m 车轮的范围车轮的范围交货状态交货状态 1 种类种类 1种类种类 2 加工的 孔 总装的 2 0 8 3 2 轮桥和轮毂加工的 3 3 2 12 5 滚动表面加工的 6 3 12 5 4 轮缘表面加工的 6 3 12 5 4 1 见 F 2 2 如果必须把一个车轮连接到一个空心轴上 为了在运行中能实施超声波试验可规定 其他的值 3 只要遵守本表的粗糙度公差 通过订货时协商可不加工这个部分 4 如果一个标准缺陷为 2mm 6 3 3 6 1 2 测量方法测量方法 表 8 供货状态车轮表面的粗糙度 Ra 必须同 ISO2632 1 和 2632 2 粗糙度试品比 较或用一个测量仪在平整表面上测量 3 6 2 表面无缺陷性表面无缺陷性 3 6 2 1 通则通则 表面的无缺陷性通过磁粉检验证明 3 6 2 2 要达到的值要达到的值 如果订货时无其他协商 如下缺陷指示的最大长度被视作允许的 加工面 2mm 毛坯的 锻件或热轧的表面 6mm 3 6 2 3 试品试品 防腐涂层涂附前 完整的加工状态下 热处理后在车轮上进行检验 3 6 2 4 试验方法试验方法 磁粉试验按照 ISO6933 描述的通用条件进行 磁粉感应高度应等于或大于 4mT 第 20 页 prEN 13262 2002 超声波紫色光的强度应必须等于或大于 15W m2 磁化的选择方法应包含在 ISO6933 1986 中的图 C 中 使用的试验设备必须扫描车轮的整个表面 并且发现缺口不受它的取向影响 3 7 尺寸公差尺寸公差 车轮的几何形状和尺寸在订货件的图纸中描述 尺寸公差必须相符于表 9 中的说明 符号的意义在图 7 中说明 prEN 13262 2002 第 21 页 插图说明 1 按图纸要求的尺寸 图图 7 符号符号 第 22 页 prEN 13262 2002 表表 9 尺寸公差尺寸公差 公差公差 符号 见图符号 见图 7 种类种类 1 值值种类种类 2 值值 名称名称 尺寸的几何的未加工的加工的 外径a0 4 2 0 4 2 内径 滚动圆侧面 b10 20 4 内径 度盘侧面 b20 20 60 4 轮缘宽度d 1 1 滚动面轮廓v 0 5 0 5 滚动面的圆度s 0 1 0 2 端面侧摆t 0 2 0 3 高度侧摆j 0 2 0 2 轮缘 滑动槽外径W0 20 2 外径 滚动圆侧面 f10 20 100 5 外径 度盘侧面 f20 20 100 5 g10 20 2孔径 预钻孔 3 总装 3 g2 为了保证在轮组上较好的接合 要结合图 纸和标准 轮毂内径的圆整性 预钻孔 3 总装 3 x1 x2 0 1 0 02 4 0 2 0 024 长度H0 2 2 0 2 2 对比轮缘凸出的 轮毂 R0 2 2 0 2 2 轮毂 孔的不圆度 预钻孔 3 总装 3 q1 q2 0 2 0 1 0 2 0 1 至轮缘和轮桥过渡 的轮桥状态 k 4 8 8 至轮缘过渡的轮桥 厚度 m 2 0 8 0 5 0轮桥 轮毂过渡的轮桥厚 度 n 2 0 10 0 5 0 1 见 ISO1101 2 对于机动车 不同总装方法基础上的其它值是必要的 3 5 2 的概念同轮毂孔有关 4 公差之内稍微缩小孔时 最大直径必须在孔的轮组轴出现的末端 5 从凸缘的上棱边至外斜面 prEN 13262 2002 第 23 页 3 8 静态的剩余不平衡静态的剩余不平衡 表 10 规定了成品车轮交货状态或总装状态的允许不平衡性 确定的方法应在客户 和厂家之间协商 表表 10 总装和交货状态加工的成品车轮静态的最大不平衡总装和交货状态加工的成品车轮静态的最大不平衡 汽车的速度汽车的速度 v km h 静态的不平衡静态的不平衡 g m 符号符号 V 120 125 E3 120 v 200 75 E2 200 v 250 50 E1 V 250 25 E0 3 9 防腐防腐 规定防腐 在所有的加工范围上 除了轮缘表面 在其它车轮未加工的轮桥和轮毂上 3 10 标识标识 每个车轮至少有如下标识 厂家符号 熔炼号 钢种 月份和生产年的最后两个数字 不平衡的位置和符号 热处理后的批号 可在轮桥轮毂的过渡上盖印章或同客户协商在其它地点盖章 应除了不平衡其它的不同的标识外 打印该标记 印章不允许有锋利的棱 第 24 页 prEN 13262 2002 附录附录 A 标准化的 整体轮熔炼时氢的确定整体轮熔炼时氢的确定 因为本题目未谈及欧洲标准 本附录规定测量实施的要求 A 1 取样取样 取样应在浸液槽内进行 取样必须符合如下 4 个方法的专用要求 铜结晶 耐火的硅潜管 石英吹管 由于它的吸湿性不允许透光性的石英 侧锤的浸入方法 通过带探测装置的气体载体热传导方法 A 2 分析方法分析方法 仅同意采取如下两种方法 温度在 650 和 1050 之间真空提取 650 20 液态钢内气体载体 N2 的喷射 A 3 确定实施确定实施 见 ISO377 2 1989 6 5 备注 实施方案必须通过上述方法组成 prEN 13262 2002 第 25 页 附录附录 B 仅用于信息 确定疲劳特性实验方法的举例确定疲劳特性实验方法的举例 B 1 试品试品 试品是车轮自身 B 2 试验设备试验设备 试验设备的原理在图 B1 中描述 车轮固定在随后形成的车轮组轴上 并且车轮组夹紧在一个底板上 力通过液压制动器导入轮缘 车轮保持固定夹紧 B 3 实验的实施实验的实施 激励器加载监控力 在破裂危险区内应力调整 每次试验的最高力和最小力对称 于平均负荷 0 牛顿 B 4 结果的评估结果的评估 按照 NF A03 405 要求可使用 BASTENAIRE 方法 图图 1 原理图原理图 第 26 页 prEN 13262 2002 附录附录 C 仅用于信息 用应变计滚动面下深度圆周剩余应力变化的测定方法用应变计滚动面下深度圆周剩余应力变化的测定方法 C 1 方法原理方法原理 可导致轮缘残余应力累进分离的分断操作法 每次分断操作后产生的内应力状态的变化 借助于表面的应变计 DMS 测量零 件的变形来确定 轮缘内状态的变化通过表面测定状态的直线性插补来获得 仅做径向截面的计算 因为通过热处理产生一个 经验所熟悉的 均匀的圆 周应力值 C 2 方法方法 C 2 1 车轮分断前用应变计装备在轮缘截面上 图车轮分断前用应变计装备在轮缘截面上 图 C 1 应变计应有如下尺寸 切线上和径向上 滚动面点 1 时 在轮缘上轮桥磨合的平面内 切线上和径向上 在轮圈外面的点 2E 和轮圈内面的 2l 上 轮桥过渡的点 3E 外面 和 3l 内面 C 2 2 分离面的实施分离面的实施 图图 C 2 分离截面必须按照一个方法完成 这种方法不产生残余应力 除了在一个较薄的 断面范围以外 三个分离面必须按照如下步骤进行 a 从轮缘将工件抽出分离 长度至少等于或两倍于轮胎的宽度 步骤 1 见图 C 2a b 在轮缘轮桥开始过渡时 截面沿着一个与轴向平行的面 步骤 2 见图 C 2b c 断面沿着一个与轴向平行的面作为通过轮缘的筋 步骤 3 见图 C 2c 该端面仅在厚度大于 30mm 的轮缘时进行切断 prEN 13262 2002 第 27 页 C 2 3 分断时进行的工作分断时进行的工作 1 按照 1 号步骤的分断后测量延伸率 2 分断的轮缘断面的末端准确记录径向轮廓 3 DMS 4 的粘贴 图 C 2b 4 2 号分断后 DMS1 和 4 的应变计的变形测量 厚度 h1和 h2的测量 图 C 2b 5 DMS 5 的粘贴 段 C 2c 6 3 号分断后 DMS1 和 4 的应变计的变形测量 厚度 h1和 h2的测量 图 C 2c C 3 垂直于滚动面圆周固有应力的变化计算垂直于滚动面圆周固有应力的变化计算 测量点 j 每次分断操作 i 后圆周剩余应力变化计算 i j i j vee E i j 圆周2 1 其中 E 210 000Mpa 0 28 测量的圆周变形 i j e圆周 测量的轴向和径向变形 i j e C 3 1 1 号分断操作后圆周应力变化的计算号分断操作后圆周应力变化的计算 应力的计算 和 l l l E2 l I2 l E3 l I3 点 2 和点 3 的应力值 图 C 3a 按照如下公式确定 1 2 1 2 1 2Ei ba b ba a 1 3 1 3 1 3Ei dc b dc a 第 28 页 prEN 13262 2002 应力径向变化描绘了一条曲线 通过滚动面下点 1 至点 3 相应的间距内所属 的纵坐标 在应力图上分配的直线 点 2 的计算应力值 图 C 3 必须在 20N m2这个直线偏差范围内 C 3 2 2 号分断操作后圆周应力变化的计算号分断操作后圆周应力变化的计算 应力和 然而点 A 的应力 图 C 2b 将按如下公式计算 2 1 2 4 2 211 2 422 2 1121 2 hhS ShShh A 应力径向分布描绘一条直线 该直线通过滚动面下点 1 和点 A 相应的间距内所属 的纵坐标上分布在应力图上 图 C3 b C 3 2 2 号分断操作后圆周应力变化的计算号分断操作后圆周应力变化的计算 应力和 然而点 A 的应力 图 C 2c 将按如下公式计算 3 1 3 5 3 5 211 2 2 3 1 21 21 3 2 hhh h hh hh B 应力径向分布描绘一条直线 该直线通过滚动面下点 1 和点 B 相应的间距内所属 的纵坐标上分布在应力图上 图 C3 c C 3 4 滚动面深度圆周应力分配最终的图表滚动面深度圆周应力分配最终的图表 应力值和将借助于图 C 3A 和图 C 3b 的图表确定 1 B 2 B 点 1 圆周固有应力值等于每个截面测量值代数总和 3 1 2 1 1 11 同时点 B 的值等于 B 321 BBBB 深度圆周应力分配最终图表 通过相应点 1 和 B 的纵坐标和 不取决于点至 1 B 滚动面间距的直线规定 prEN 13262 2002 第 29 页 图图 C 1 应变计的安装应变计的安装 20 1 号分断面号分断面 2b 2 号分断面号分断面 图图 C 2 分断面分断面 第 30 页 prEN 13262 2002 图图 C 3 滚动面内圆周固有应力变化的确定滚动面内圆周固有应力变化的确定 prEN 13262 2002 第 31 页 附录附录 D 仅用于信息 超声波试验确定轮缘残余应力状态 无破坏方法 超声波试验确定轮缘残余应力状态 无破坏方法 D 1 引言引言 为保证新车轮的轮缘达到希望的固有应力 必须在每个车轮上测量固有应力值 按 3 5 3 要求协商测量轮缘物体圆周应力的方法应 D 2 测量方法测量方法 车轮轮缘内的应力测量应用一个超声波 运行时间测量方法实施 弹性延伸状 态对超声波扩散速度有影响的这种声学效应应充分利用 剩余应力状态 新车轮轮缘体积 应按照双折射方法计算 两个横波之间 其 中一个为径向偏振 另一个为切线方向的偏差 轴向运行时间的相对差直接同轴的振 荡方向作用的两个主要应力差成正比 切线方向 切线方向径向 径向切线方向 t tt k 切线方向和径向主要应力 切线方向 径向 径向和切线方向横波运行时间 径向 t 切线方向 t k 弹性声学系数 在一个测量点上获得的结果描述了声场范围发生作用的主要应力之差的平均值 虽然这个结果考虑径向范围的应力并且测量得出应力相当小 并且其他按照这个 测量方法进行的测量被视作对圆周应力具有代表性的测量方法 为了检验 3 5 的规定应 使用该方法 为确定该值与材料有关的声学弹性系数的知识是必要的 必须考虑材料结构对这种系数的影响 沿着轮缘径向测量轨迹设置多个测量点 为此产生了一个应力轮廓 应注意结构纹理对测量结果的影响 锻造的和热处理的车轮通常不呈现结构纹理 第 32 页 prEN 13262 2002 D 3 结果的评估结果的评估 测量的最大应力值必须位于滚动面旁边的压应力范围内 记录的应力轮廓不允许超出 100N mm2的平均应力值 深度和等于零应力值必须符合 3 5 2 要求 prEN 13262 2002 第 33 页 附录附录 E 仅用于信息 产品鉴定产品鉴定 CEN TC256 是一种理解 为利用现有标准评估一系列产品的相符性 如下章节陈 述了最好的办法 然而也可使用一个其它的质量体系作为 EN ISO9001 鉴定过的质量体 系 E 1 通则通则 在欧洲铁路公司使用车轮前 必须要鉴定该产品 本章节定义了产品鉴定应使用的要求和规定 车轮的鉴定同厂家有关 如果厂家满足 E 2 要求 仅可鉴定一个车轮 仅在车轮上应用的要求和方法 已经在设计许可中完成的 要么在欧洲铁路公司早期使用过 要么通过一个肯定的技术许可方法 2 本要求在如下方法中有效 新厂家的一个车轮 一个未许可的厂家车轮 如果他的几何形状基本上不同于同一个厂家许可的车 轮 轮桥的厚度 形状 直径等 厂家许可车轮生产方法变更时 E 2 要求要求 E 2 1 对厂家的要求对厂家的要求 E 2 1 1 总则总则 如果在要鉴定的车轮上由不同的厂家进行加工步骤 必须满足如下的每个条件 E2 1 2 质量组织质量组织 供货商必须按照 EN ISO 9001 启动一个质量管理体系 见 prEN 13979 1 第 34 页 prEN 13262 2002 E 2 1 3 人员鉴定人员鉴定 无破坏实验的人员鉴定必须依照 EN 473 E 2 1 4 装备装备 厂家必须有生产 实验和监控的办法 尽可能地满足了本标准中规定的要求 超声波检验应使用自动的方法 E 2 2 产品上的要求产品上的要求 产品必须符合第 3 段规定的产品要求 热处理后必须保证每个车轮的反跟踪性 E 3 鉴定方法鉴定方法 E 3 1 通则通则 鉴定方法包括 4 个紧密的步骤 厂家技术资料的原件 加工方法加工设备的评估 实验室试验 带车轮的运行试验 为在运行中试验车轮 三个步骤后暂时授予鉴定书 E 3 2 技术资料的原件技术资料的原件 鉴定申请的同时厂家必须提供如下资料 产品的描述 申请物品 含如下说明的企业描述 企业的规模 员工数量 加工 检查和质量保证工作的员工比例说明 各个产品的生产年 生产方法和实验方法清单 相应的组织图说明组织机构 含不同生产阶段生产方法描述 带不同供货商清单的原材料说明书 申请鉴定产品试验结果 产品前期鉴定的鉴定书 prEN 13262 2002 第 35 页 如果厂家已经提交资料用于其它车轮的鉴定 由厂家提供的新申请车轮的资料必须 包含企业或新车轮的说明 E 3 3 加工设备和加工步骤的评估加工设备和加工步骤的评估 评估包括 工件的检查和加工步骤的检查 原材料工件的检查和加工步骤的检查 借助于 E 2 1 要求厂家机构的检查 按 E 3 2 提交的厂家资料的检查 最后一项是制定一份报告 它必须陈述所有基本的生产方法包括原材料的质量 这 对最终产品起决定性意义 以及申请鉴定 这份报告可证明满足 E 2 1 条件 同时实施 了鉴定方法 E 3 4 加工设备和加工步骤的评估加工设备和加工步骤的评估 除疲劳特性外所有 3 段中叙述的特性必须要进行检验 并且在两个惯例厂家的加 工工艺生产制造的车轮上进行证明 疲劳强度必须如下证明 如果在轮桥上最大径向应力按照 PrEN13971 1 中规定的方法计算 疲劳强度的 极限位于 50 和 100 之间 如果制作的表面粗糙度大于表 8 中的说明 如果使用的制造方法基本上区别于欧洲铁路网上鉴定使用的车轮 为证明疲劳强度特性已经符合 3 2 4 1 必须借助于 3 2 4 3 规定的试验方法 在 2 个车轮上证明 但不含统计的近似值 一个相同应力水平的对称负荷 如表 E 1 说明 107负荷循环无疲劳裂纹出现 表表 E 1 径向应力状态径向应力状态 负荷报告负荷报告毛坯的轮桥毛坯的轮桥加工的轮桥加工的轮桥 用于检验的径向应力 168N mm2 240N mm2 第 36 页 prEN 13262 2002 要鉴定的产品的可靠评估 在这个阶段继续进行第 3 段提到的试验检查 微观和 宏观 该试验结果对最终鉴定无决定性影响 这个阶段末 必须写出一份报告 该报告应说明和描述试样和进行的各种实验是 否同要求相符 如果情况是这样 可公布暂时的鉴定 E 3 5 车轮运行的试样车轮运行的试样 E 3 5 1 产品的放宽检查产品的放宽检查 目前鉴定后 要鉴定产品企业加工的第一批材料 每个批次必须是相同熔炼的车 轮 并在相同条件下热处理 每个批次必须最少包含 24 个车轮 E 3 5 2 开始使用开始使用 第一个车轮 目前鉴定提交的车轮 在运行时必须经受特殊检查 出于这个目 的 客户和厂家之间必须协商一个程序 该程序必须包含下列内容 确定要监控的车轮数量 中间试验和最终实验的描述 疲劳试验 E 3 5 3 运行试品的结果运行试品的结果 第 1 个车轮运行使用后 最早的 2 年鉴定该产品 如果验收检验不再出现与表 11 不同的产品 按照表 F1 车轮 鉴定 栏提供的车轮数量限制为 1000 个车轮或 10 批 必须制定一份包含如下内容的新报告 车轮数量和批量 运行试品的结果 实验和其他驳回理由之间驳回车轮的数量 E 4 鉴定证书鉴定证书 E 4 1 有效范围有效范围 鉴定证书中至少包含如下说明方才有效 钢的品种 车轮直径 轮桥厚度和形状 prEN 13262 2002 第 37 页 E 4 2 变更和增加变更和增加 厂家申请时可变更或增加鉴定有效范围 应纳入其他产品 基本参数的变化 加工方法 质量组织等等 E 4 3 委托委托 只要存在相应的申请 所有者更换的情况下可将现有的鉴定委托给另一家企业 前提是 形成鉴定相应的内容和条件不可变更 E 4 4 废除废除 如果 2 年内都没有完成鉴定产品的制造 提供最新制作的第一批轮子必须相符于 表 F1 鉴定 栏 E 4 5 收回收回 如果客户查明产品上明显的缺陷 必须重复鉴定方法中相应的部分 如果供货商 不遵守基本的鉴定条件 可取消证明书 如果供货商不遵守鉴定的基本规定 可收回鉴定证书 E 5 技术资料原件技术资料原件 对于每个鉴定的产品要制定鉴定文件 该文件必须包含如下信息 厂家申请 由厂家提供的技术资料 见 E 3 2 评估报告 见 E 3 3 实验室实验报告 见 E 3 4 运行使用的报告 见 E 3 5 鉴定证明 见 E 4 第 38 页 prEN 13262 2002 附录附录 F 仅用于信息 产品的供货规定产品的供货规定 CEN TC256 是一种理解 为利用现有标准评估一系列产品的相符性 如下章节陈 述了最好的办法 F 1 通则通则 客户订货时必须规定 车轮的结构和尺寸 车轮种类 见表 1 最大含磷量 如果必要 其它元素最小和最大含量 见表 1 制动器方式 闸块制动或非闸块制动 见 3 2 5 种类 2 轮缘内部无缺陷的标准缺陷直径 见表 7 防腐方式 见 3 9 标识的准确位置 见 3 10 滚动圆周的额定直径可能的标识 供货状态 厂家报价时提供一个建议 产品加工时质量监控的建议 要么通过批量验收 如 F 4 1 描述 要么将许可的质量由客户计划 F 5 如下几点 必须在客户和供应商之间协商 试样直径 见 3 2 1 3 测量方法 见 3 5 4 3 8 F 4 3 外表面无缺陷性控制 见表 F 1 备注 6 和 F 4 4 不平衡 见 F 4 F 2 供货状态供货状态 车轮必须在如下供货状态下提交 prEN 13262 2002 第 39 页 毛坯件 锻造或轧制 如果不加工车轮 除了加工外 厂家为满足交货条件 进行的加工 预加工 由订货者要求 如果要加工车轮并且是必须后期还要加工 半成品 如果车轮部分加工 成品件 如果车轮的每个部分都完成了加工 除钻孔外 安装件 如果车轮的每个部分包括钻孔处于最终状态 并可安装 F 3 个别试验个别试验 不取决是否质量监控通过批量的验收 S F 4 或通过质量计划完成 S F 5 轮缘的内部无缺陷性 S 3 4 2 无缺陷的表面 S 3 6 2 或 F4 4 不平衡 S3 8 测量圆周直径 孔径 车轮轮廓 F 4 批量的检验批量的检验 F 4 1 试验试验 实施实验的方式和种类在表 1 供货栏 中列出 一批由一次熔炼和相同热处理的 车轮形成的 第 40 页 prEN 13262 2002 表表 1 实施试验方式和数量实施试验方式和数量 每批车轮实验的数量每批车轮实验的数量 实验的特性实验的特性鉴定鉴定 见见 E 3 5 供货供货 见 见 F 4 段落段落 批量的数量 100 250 250 化学成分1113 1 氢的含量 1 1 1 2 抗拉强度 轮桥1123 2 1 轮毂1123 2 1 轮缘的硬度分配1123 2 2 轮缘的硬度 批量的均匀性 100 100 100 F 4 2 缺口冲击1123 2 3 破裂粘性 3 1113 2 5 热处理的均匀性 10 4 3 3 微观纯度 1 123 4 1 内部无缺陷性 轮缘100 100 100 3 4 2 轮毂100 3 4 2 轮桥20 5 3 4 2 残余应力方向112 9 表面状态100 100 100 3 6 1 表面无缺陷性100 100 100 6 3 6 2 结构和尺寸100 7 100 7 100 7 3 7 静止不平衡100 100 100 3 8 补充实验 8 E 2 3 1 每次熔炼分析取样必须是安全的 测量的含量具有代表性的最大熔炼氢含量 2 按照标准化附录 A 描述的方法确定氢含量 种类 1 的车轮它必须低于 2ppm 种类 1 的车轮它必须低于 2 5ppm 3 闸块制动车轮 4 种类 1 的车轮 5 如果一批量返回一个车轮 100 检查总件的特性 6 客户和厂家协商 通过抽样完成验磁试验 如 F 4 中描述 7 测量圆周直径 孔径 轮缘轮廓 8 在实验结果研究后决定 E 3 6 9 3 5 用于鉴定并且 F 4 3 用于交货 prEN 13262 2002 第 41 页 F 4 2 测量轮缘硬度批次的均匀性测量轮缘硬度批次的均匀性 布氏硬度值 10mm 球 是热处理后在每个车轮的轮缘上实验获得的 试验按照 ISO6506 相对于凸缘在滚动圆侧面的端面上进行 如图 F1 所示一样 一批轮子轮缘上较大的硬度区分不允许超过 30HB 布氏实验的硬度压痕允许在表面上 在加工前允许进行试