鐵路貨車輪對(duì)輪座鑲?cè)氩砍暡ㄌ絺嬖趩栴}

付國(guó)瑞

摘要：鐵路貨車是鐵路貨物運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)載工具，輪軸是鐵路車輛上關(guān)系運(yùn)行安全的重要部件。為滿足鐵路貨車運(yùn)輸提速、重載的要求，以及在役車輛車軸的運(yùn)用狀況日趨惡劣，相應(yīng)對(duì)鐵路車輛廠段修車軸的探傷技能及車輛超聲波探傷技術(shù)也提出了更高的要求。然而，目前使用的超聲波探傷工藝及探傷設(shè)備仍存在一定的問題，特別是對(duì)輪座鑲?cè)瞬康入[蔽部位的探傷問題還待解決。

關(guān)鍵詞：鐵路貨車；輪對(duì)；輪座鑲?cè)氩?；超聲波探?/p>

一、存在問題分析

（一） 微機(jī)控制超聲波探傷機(jī)未對(duì)探頭定位進(jìn)行即時(shí)監(jiān)控

探頭定位關(guān)系到車軸被探測(cè)部位是否被超聲波主聲束完全覆蓋，探頭固定在油缸傳動(dòng)桿端部，輪座鑲?cè)氩坎捎?°、45°、54.4°三晶片組合探頭在軸身上探測(cè)，探傷工對(duì)探頭人工定位后，探頭油缸被固定在曲軸連桿上，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)探頭移動(dòng)。當(dāng)探傷機(jī)工作中由于連接處松動(dòng)，探頭定位發(fā)生偏移，而探傷機(jī)不能自檢此故障。軸頸卸荷槽部位采用0°、23.3°、27.3°端面組合探頭在車軸端面探測(cè)，探頭油缸通過重錘和感應(yīng)接近開關(guān)進(jìn)行定位，當(dāng)探頭未對(duì)準(zhǔn)車軸縱向中心線時(shí)，探傷機(jī)不能自檢。探頭定位發(fā)生偏移，造成車軸被探測(cè)部位漏探。

（二） 輪對(duì)壓裝油膜對(duì)鑲?cè)氩刻綔y(cè)聲波的影響

為防止輪座拉傷及起壓裝潤(rùn)滑作用，有關(guān)文件規(guī)定“輪對(duì)組裝前，輪座表面及輪毅孔內(nèi)徑面須潔凈，均勻涂抹純植物油?！睂?duì)于剛壓裝好的輪對(duì)，壓裝面上都有一層油膜，在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)輪座鑲?cè)瞬刻絺麢z查時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的界面（油膜）反射波，而且分布不均勻，但該反射波隨著輪對(duì)的運(yùn)用會(huì)逐漸減弱，就是說檢修輪對(duì)探傷不存在這樣的問題，但新壓裝的輪對(duì)油膜反射波卻很強(qiáng)，這就很容易導(dǎo)致探傷工誤判成輪座壓裝拉傷，進(jìn)而退輪檢查，造成輪對(duì)造修成本的增加和浪費(fèi)。

（三）微機(jī)控制超聲波探傷機(jī)工作中不能對(duì)輪對(duì)轉(zhuǎn)速監(jiān)控和調(diào)整

輪對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部分采用微型擺線減速機(jī)和一對(duì)1∶1的傳動(dòng)鏈輪，帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪器轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)線速度為1850mm/min，固定不可調(diào)。輪對(duì)車輪滾動(dòng)圓直徑為840mm時(shí)，軸身探測(cè)面的旋轉(zhuǎn)線速度為405mm/min；車輪滾動(dòng)圓直徑為760mm時(shí)，軸身探測(cè)面的旋轉(zhuǎn)線速度為447mm/min，當(dāng)車輪滾動(dòng)圓直徑過小時(shí)，軸身探測(cè)面轉(zhuǎn)動(dòng)線速度過快，輪座鑲?cè)氩坎荒鼙恢髀暿耆珤卟?，易造成車軸輪座部位局部漏探。

（四） 探傷儀靈敏度校驗(yàn)達(dá)不到檢測(cè)實(shí)際缺陷的要求

根據(jù)超聲波探傷原理，輪軸超聲波探傷是用當(dāng)量對(duì)比法來確定缺陷大小的，即以lmm人工裂紋反射波高達(dá)滿幅80%的當(dāng)量值為基準(zhǔn)，并進(jìn)行人工裂紋補(bǔ)償10db～12db，以此作為橫波斜探頭的探傷靈敏度，探傷中的缺陷波與該值進(jìn)行比較，小于該值時(shí)判定為輪對(duì)正常，大于該值時(shí)判定為輪對(duì)裂紋。經(jīng)實(shí)踐證明在相同缺陷深度的情況下，無論是輪座鑲?cè)瞬勘砻娴目v向拉傷還是橫向拉傷，其反射波幅都會(huì)比人工裂紋小，都需要比1mm人工裂紋更高的檢測(cè)靈敏度才能發(fā)現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)試塊、半軸實(shí)物試塊或樣板輪對(duì)的人工裂紋與輪座鑲?cè)瞬坎课坏膶?shí)際裂紋或拉傷的溝槽相比較，在裂紋部位、裂紋走向或拉傷部位的狀態(tài)等方面都存在較大的差異，而且這些因素都會(huì)影響缺陷的回波高度，因此用現(xiàn)行試塊校驗(yàn)出來的探傷靈敏度在回波上幾乎難以辨認(rèn)出缺陷來。

二、改進(jìn)建議

（一） 改變輪座鑲?cè)氩刻絺椒?/p>

當(dāng)在軸身上探測(cè)輪座鑲?cè)瞬堪l(fā)現(xiàn)有可疑回波時(shí)，為避免將縫隙波或油膜反射波誤判為缺陷波，同時(shí)確認(rèn)裂紋或拉傷的真實(shí)深度，建議使用橫波斜探頭在軸頸上對(duì)該部位進(jìn)行探傷檢查（如檢修輪對(duì)帶有軸承須退卸軸承）。當(dāng)用橫波斜探頭（K）I在軸頸上對(duì)輪座鑲?cè)瞬客鈧?cè)探測(cè)時(shí)，超聲波主聲束與裂紋夾角趨近于垂直，這樣，裂紋在超聲波主聲束垂直方向的投影基本不變，探測(cè)到的裂紋比較接近真實(shí)裂紋，同時(shí)在底波前也不會(huì)出現(xiàn)縫隙波，探測(cè)結(jié)果能有效地反映裂紋的危害程度，有利于行車安全。

（二） 對(duì)微機(jī)控制超聲波探傷機(jī)性能進(jìn)行改進(jìn)

（1）在微機(jī)控制超聲波探傷機(jī)曲軸連桿的油缸的固定部位安裝感應(yīng)接近開關(guān)或光控開關(guān)，在軸端組合探頭側(cè)面安裝距離檢測(cè)裝置，檢測(cè)探頭距軸端部距離，這些裝置要被探傷機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)探頭定位發(fā)生偏移時(shí)監(jiān)控停止工作，保證車軸探測(cè)部位被探頭超聲波主聲束完全掃查而不會(huì)漏探。（2）在軸端組合探頭鋼骨架斷面加工3條凹槽，加裝供油脂管路，探傷機(jī)工作中管路不停地將軸承脂供給軸端部，保證探頭與軸端面耦合良好。（3）增設(shè)控制系統(tǒng)對(duì)輪對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，使車軸軸身探測(cè)面旋轉(zhuǎn)線速度均為405mm/min，保證輪座鑲?cè)氩勘惶筋^主聲束完全掃查。（4）將微機(jī)控制超聲波探傷機(jī)中的單通道數(shù)字式超聲波探傷儀改為多通道數(shù)字式超聲波相控陣技術(shù)，并編程各通道一致的探傷靈敏度和判傷辨別系統(tǒng)。

（三） 完善探傷設(shè)備

由于A型脈沖反射式超聲波探傷儀在探測(cè)輪座鑲?cè)瞬繒r(shí)存在探測(cè)盲區(qū)和缺陷，在目前鐵路的安全形勢(shì)如此嚴(yán)峻的情況下，為更好地對(duì)缺陷的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，確保萬無一失，建議增加既能夠觀察“A”型掃描波形的反射波，同時(shí)又能夠顯示車軸各壓裝部位狀況，“B”型掃描圖像的車軸超聲波探傷設(shè)備，這樣無論是組裝輪對(duì)還是檢修輪對(duì)，車軸的各部橫截面及縱截面上的所以缺陷的聲像都直觀地顯示出來，這樣可以彌補(bǔ)單獨(dú)使用A型顯示超聲波探傷的缺陷，同時(shí)探傷工也可以完全可靠地判定缺陷的危害程度，以提高車軸探傷的準(zhǔn)確性、可靠性和探傷精度，有效地發(fā)現(xiàn)車軸的疲勞裂紋和縮短檢測(cè)時(shí)間，確保鐵路運(yùn)輸安全。

三、結(jié)束語：

鐵路安全運(yùn)輸問題始終是鐵路工作的重中之重，隨著鐵路運(yùn)輸向高速、重載方向的發(fā)展，運(yùn)輸量逐步增長(zhǎng)，在役輪對(duì)的性能也面臨嚴(yán)重考驗(yàn)，鐵路貨車輪對(duì)探傷結(jié)果的有效性，將影響到鐵路運(yùn)輸是否安全。為了避免和減少由這種因素引發(fā)的故障，對(duì)輪對(duì)探傷的質(zhì)量要求將越來越高。本文針對(duì)鐵路貨車車輛輪對(duì)輪座鑲?cè)氩刻絺ぷ髦写嬖诘膯栴}進(jìn)行分析并提出相關(guān)的建議，希望通過此文可以與相關(guān)的研究者進(jìn)行交流與學(xué)習(xí)，進(jìn)而達(dá)到改進(jìn)車軸探傷工藝、提高車軸探傷可靠性的目的。

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