轮轴强度及热负荷试验

2012-10-13 14:45:44 来源:中华铁道网

目前中国铁路尚无实物轮轴强度试验规范,各有关单位只能根据各自的需要采用各种不同的方法对机车、车辆轮轴部件进行试验研究及检测,并依据各自的试验目的确定响应的载荷功况及评定准则,归纳起来主要有下述几种试验。
轮轴强度及热负荷试验(strength test and thermal load test目前中国铁路尚无实物轮轴强度试验规范,各有关单位只能根据各自的需要采用各种不同的方法对机车、车辆轮轴部件进行试验研究及检测,并依据各自的试验目的确定响应的载荷功况及评定准则,归纳起来主要有下述几种试验。
 
轮轴机械载荷下静强度试验 (1)试验目的与测试内容。测试在机械载荷作用下车轮辐板及车轴各部位的应力,以校核轮轴的静强度。(2)试验方法与试验工况。通常将轮轴组成实物轮对,采用电测法进行试验,试验工况有两种:a、垂直载荷工况:单独垂直载荷作用在轴颈上;b、合成载荷工况:垂直载荷与横向载荷同时作用。
 
横向载荷作用在轮缘或轮辋外侧(作用在轮缘还是轮辋取决于试验台型式,对结果影响不大),为加载方便,垂直载荷与横向载荷可分别施加并测试,然后将结果进行叠加,横向载荷亦可反向加在轮辋内侧,合成应力时,横向载荷作用下的结果乘以-1后再进行叠加。
 
试验台有多种型式,其主要区别在于横向载荷的施加方式。
 
车轴疲劳试验 通常采用悬臂式旋转弯曲疲劳试验台对车轴的局部进行1∶1的疲劳试验,用这种方式进行试验,不是所有情况都能直接用实物轴进行试验的,有时需根据不同的试验部位及试验台的连接方式制作车轴试件,此时对车轴被试部位的型式尺寸和加工工艺应按实物轴制作要求。试验载荷恒定地施加在悬臂端。
 
车轮疲劳试验 对于车轮的疲劳试验,目前国内的试验方法有两种。第一种是采用结构疲劳试验台对单个车轮进行疲劳试验,车轮平放在试验台上,轮缘侧朝上,外侧轮辋由两点支撑,在内侧轮毂端面施加脉动载荷。这种方法简单易行,只是车轮对受力状态与实际运用差别较大。第二种方法是利用整个轮对在轮对试验台上进行,由试验台的轨道轮带动被试轮对转动,垂直载荷施加在车轴轴颈上,但横向载荷很难施加,这也正是该种试验方法的不足之处,另外由于受试验台轴承寿命及承载能力的限制,即使是垂直载荷也很难施加到较高数值。
 
车轮制动热负荷试验 该试验的目的是可以有多种多样,而试验方法也因其目的的不同而各异,归纳起来主要有以下几种:1、车轮抗热裂性能试验。为了解不同型式尺寸及材质的车轮的抗热裂性能,需在1∶1制动试验台上对车轮施行多次紧急制动和模拟长大坡道上的连续拖曳制动,测试内容以测试车轮辐板热应力及观察车轮热裂纹的扩展情况为主。2、确定车轮所允许的制动功率限度。为合理地制定列车制动规范,需要考虑车轮对紧急制动及长大坡道制动的承受能力,因此需在1∶1制动试验台上对车轮进行制动热负荷试验,以确定各种车轮所能承受的制动功率。a、紧急制动试验:对车轮反复进行紧急制动,通过测试车轮踏面温度及对试验后的车轮的踏面进行金相分析,以此评定所进行的试验工况对车轮踏面的损伤程度,从而确定在紧急制动条件下车轮所允许的最大制动功率。b、连续拖拽制动试验:对车轮进行模拟长大坡道制动的连续拖曳制动,制动的同时测试车轮辐板或轮辋的热力及变形等,并以此来确定车轮所能承受的最大制动功率。(刘会英 郑伟生)

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