日本新干线车轴淬火技术应用综述

介绍了日本新干线车轴采用的淬火技术的起源、原理以及应用改善情况.长期运用表明,新干线自采用高频淬火以来,基本杜绝了因疲劳造成的断轴事故.     

高频淬火车轴

介绍了新干线电气列车用高频淬火车轴的特点、高频感应淬火的作用原理,回顾了此类车轴的发展历程。     

车轴微振磨损的对策

介绍了为减轻新干线电动车车轴轮座微振磨损所采取的措施：一是压装车轮时使内轮毂端呈悬臂状安装；二是将车轴轮座端的圆角半径由１００ｍｍ缩小６０ｍｍ；三是对车轴表面进行感应淬火。要取上述措施后，因微振磨损引起的裂纹发生率大幅度下降。还介绍了在不改变车轮压装状态条件下进行精确探伤的新方法。以及用于镗孔车轴的超声波探伤法和表面ＳＨ波探伤法的原理和装置。     

空心车轴轮座处的裂纹扩展性评价

以往以既有线车辆使用的非高频淬火车轴的轮座为对象,探讨过裂纹的扩展性。车轴上通常装有车轮或齿轮、制动盘等其他匹配件。本文就车轴上装有车轮的轮座及靠近轮座处有匹配部（如齿轮、制动盘等）的非高频淬火镗孔车轴进行裂纹扩展性评价,同时介绍超声波探伤试验的结果。     

高速动车用车轴

随着运行速度的提高，车轴所承受的垂直载荷和水平载荷也相应增加，因此必须十分重视车轴的疲劳设计问题。日本在修订ＪＩＳ（日本工业标准）车轴疲劳设计基准时，得出了车轴运行时的实际作用应力σａ与静态应力σｓｔ之比的最大值与走行速度之间的关系式。按此式计算，新干线高速动车在速度为３００ｋｍ／ｈ时的实际作用应力σａ＝６５ＭＰａ，而经高频淬火处理的新干线动车车轴发生微细疲劳裂纹时的极限应力约为１００ＭＰａ，说明     

机车车辆车轴的安全性评价

为了对新干线动车车轴进行安全性评价，通过采用断裂力学的疲劳裂纹扩展特性计算以及实物疲劳试验，确定了车轴上两个关键部位－齿轮侧轮座和中央平行部，其裂纹停止扩展极限深度分别为３ｍｍ和２ｍｍ。为了确保运行中的车轴能够在上述极限范围内安全运转，日本新干线制定了严格的定期探伤检查规范，规定在每运转３万ｋｍ、４５ｋｍ和９０万ｋｍ要进行超声波探伤或磁粉探伤，从而确保了新干线动车车轴的运转安全性。     

SS3B及SS4型机车整体轮对车轴轮座显微裂纹分析及对策

对SS3B、SS4型机车车轴进行受力分析,结合微动疲劳理论分析车轴轮座内侧产生显微疲劳裂纹的原因,提出了增大轮座直径、增加卸荷槽、设计车轮突悬,采用使车轴表层形成压应力和提高车轴强度的方法,以提高机车车轴寿命的对策。     

不落轮状态下的空心车轴的裂纹探伤

新干线车辆的车轴采用中心镗孔的空心车轴。在交替检查时,列车在不落轮状态下进行车轴的超声波探伤检查。由于车辆的质量,且车轴上作用着弯曲载荷,裂纹的反射波高度可能会发生变化。本文叙述空心车轴在不落轮状态下的超声波探伤特征。另外,作为确认反射高度变化的方法。介绍了采用实体轮轴进行超声波探伤的试验及其结果。     

改善新干线车辆车轴常规检测

用实尺寸车轴进行断裂力学计算、疲劳试验，对目前超声波探伤的精度进行测定，以提高新干线车辆车轴常规检测的效率而又不降低其安全性。作为许可的裂纹，提议对车辆最重要的部位，齿轮侧轮座内端3mm深的裂纹，对可能在运动中损伤的车轴中间无配合部位2mm深的裂纹进行检测，发现只要运用应力和残余应力保持现有水平，就有可能省去新干线车辆的转向架磁粉检测。     

考虑车轮谐波磨耗的动车组车轴疲劳寿命

以CRH380BL型高速动车组为研究对象,基于车轮谐波磨耗的实测结果,建立刚性轮轨、刚性轮柔性轨、柔性轮刚性轨以及柔性轮轨4种不同轮轨关系下的车辆-轨道耦合动力学模型,通过对比分析4种模型的轮轨振动特性,得到最能反映真实情况的轮轨耦合动力学模型;基于车轴受力分析,采用有限元软件ANSYS进行车轴静强度计算;采用多体动力学软件计算考虑车轮谐波磨耗的车轴载荷时间历程;根据疲劳累积损伤理论,采用FE-SAFE软件分析考虑车轮谐波磨耗的车轴疲劳寿命。结果表明:柔性轮轨关系更能反映轮轨的真实接触状态;车轴轮座内侧圆弧过渡处的应力最大,为114.4 MPa;考虑车轮谐波磨耗的车轴疲劳寿命约为19.2 a;车轮谐波磨耗导致轮轨振动加剧,对车轴疲劳寿命产生明显不利的影响。     

铁道车辆空心车轴裂纹的超声波检测

本文在试验的基础上,研讨了孔径为30 mm空心车轴的超声波检测装置。为补偿因孔径太小而导致的探测灵敏度下降,设计了一种压电复合聚焦探头。业已表明,所研发的超声波技术,可检测出非配合中间部位深度为0.15 mm的人工裂纹以及轮座(配合部位)内深度为0.3 mm的裂纹。对装用这种空心车轴的车辆来说,车轴的检查精度符合新干线铁道车辆的要求。     

高速铁路车辆车轴的疲劳设计方法

从19世纪早期铁路运营开始,车轴的疲劳设计就是工程设计人员在材料的疲劳研究方面的一个难点。为了保证高速铁路系统的安全,一些杰出的研究人员进行了大量的投资和试验,并且在材料、制造、热处理和设计方法等方面取得了很大进步。比较欧洲和日本在高速铁路车辆车轴疲劳设计上的原理,认为在新干线车辆和TGV,ICE之间存在一些区别。疲劳强度的危险部位主要是容易受到磨损和疲劳损伤的压装配合部位,如轮座、齿轮座和制动盘座等部位。在欧洲,车轴压装部位采用大直径使危险部位平滑;在日本采用高频硬化的方法提高压装部位的疲劳强度,同时在车轴的压装部位附近设置了应力释放槽。多年来,新干线的车轴经过磁粉探伤没有发现疲劳磨损裂纹,这表明高速铁路车轴的安全性多年的改进是成功的。     

新干线车辆车轮压装作业改进

新干线熊本车辆事业所在车轴上压装车轮时,利用尺寸控制装置将车轴推压到基准值位置,有时会出现车轴错动的情况.因尺寸控制装置不具备限制器(锁挡)的功能,此时需要拔出车轮,然后再重新压装.通过查明原因,制作了突出尺寸调整工装,解决了上述问题,达到了改善作业效率、安全性以及节省经费的目的 .     

高速动车组车轮车轴疲劳试验方法标准分析

在调研国际铁路联盟、欧盟、北美铁道协会和我国铁路轮对试验相关标准或技术条件的基础上,对比分析欧洲标准和我国铁路技术条件中有关高速动车组车轮和车轴的疲劳试验方法,分析动车车轮和车轴、拖车车轮和车轴的受力状态和标准合理性。针对欧洲标准和我国铁路技术条件存在的问题,提出对高速动车组轮对高频疲劳试验应开展工作的建议。     

高速列车车轮多边形磨耗安全限值研究

通过车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,研究不同阶次车轮多边形磨耗的安全限值.车辆-轨道动力学模型中考虑了构架、轮对、轴箱以及轨道系统的弹性振动,在高频激振试验台上测得车轴动应力,对动力学模型计算结果进行对比验证,说明该模型的准确性.然后计算不同阶次、不同波深和不同速度下车轴应力的变化趋势,结果发现,轮对的一阶弯曲模态82 ...     

和谐1型系列交流传动重载高速电力机车轮对技术

和谐1型(含HXD1、HXD1B、HXD1C)系列交流传动重载高速电力机车是目前国内高速重载运输的主型机车,机车轮对重载技术的突破至关重要。文章主要介绍了和谐1型系列大功率交流传动重载货运机车轮对技术及相关标准规范的适用性,通过对车轮、车轴分析,材料研制及相关试验验证,表明机车轮对技术完全能够满足高速重载情况下的运用要求,并为今后机车向更高技术发展奠定了坚实的基础。     

大功率机车部件裂损及探伤现状

文章对大功率机车零部件裂损现状进行了分析,阐述了轮对车轮、车轴和车钩探伤存在的问题,指出大功率机车轮对探伤是重中之重,并提出整改建议。     

换轮作业实现压装作业稳定化

铁路机车换轮时,在车轴上压装、退卸车轮会频繁地发生车轴擦伤,造成作业时间及生产成本增加。日本铁路货运公司大宫车辆所通过引进简易的珩磨装置,可实现稳定的车轮压装作业,抑制擦伤,提高换轮效率。本文介绍换轮作业流程、珩磨装置概况及应用效果。     

防尘板座清洗不良的原因及处理办法

《铁路货车轮对和滚动轴承组装及检修规则》规定，轮对厂修、段修时必须清除各部位表面的油漆及锈垢，车轴外露表面必须露出基本金属面。现在各车辆段采用的都是水轮除锈。但对于防尘板座部分除锈效果普遍不理想，多数单位还需角磨机配钢丝轮或用砂纸打磨，严重影响生产效率。     

采用永磁直驱技术的客运电力机车轮对设计分析

介绍了国内外永磁直驱技术的发展现状,以中车大同电力机车有限公司研发的采用永磁直驱技术大功率客运电力机车轮对为分析对象,着重从轮对的结构特点、车轮和车轴结构设计、材料选择及强度校核分析进行了阐述,提出了轮对设计理念和思路,总结了车轮和车轴的计算参数、计算方法、各受力工况的荷载情况及强度校核结果,说明了需重点关注部位及注意...