Samenvatting: Oppervlaktescheuren op spoorlagerrollen werden geanalyseerd met behulp van methoden zoals inspectie van magnetische deeltjes, het wassen van koudzuur en metallografisch onderzoek. De resultaten toonden aan dat secundaire blusbrandwonden gegenereerd tijdens het rollerproductieproces de belangrijkste oorzaak waren van kraken op het rollende oppervlak van de rollen. Door maatregelen te nemen, zoals het verminderen van de slijptoeslag van het roller -uiteinde gezicht, het verhogen van de onderste diameter slijpandoheid en het versterken van het beheer van de mouw, is de brandwond veroorzaakt door secundaire blussen geëlimineerd.
Sleutelwoorden: spoorlagers; Rol; Slijpen; brandwond; scheur
Tijdens het normale onderhoud van de NJ (P) 3226X1 Railway Passagier Car Roller Lager na een onderhoudsperiode onthulde magnetische deeltjesinspectie een of meerdere scheuren die ruwweg verdeeld over de axiale richting op het rollende oppervlak van individuele rollen. Het rolmateriaal is GCR15 en de langste installatie en gebruikstijd van de rol is 18 maanden. De maximale kilometerstand van de bus heeft 700000 kilometer bereikt. De volgende tekst biedt een gedetailleerde analyse van vier gebarsten rolmonsters.
1. Inspectie en analyse
1.1 Macroscopische morfologieobservatie
Macroscopische observatie en magnetische deeltjesinspectie werden uitgevoerd op de scheurmorfologie van rollen in 4 monsters (genummerd 1 # tot 4 #), en er werden geen andere vormen van schade gevonden op hun rollende oppervlakken en eindvlakken behalve voor scheuren. De scheurmorfologie van rollen 1 # tot 4 # wordt getoond in figuur 1, waaronder 10 scheuren met een lengte van 4. 7-9 mm werden waargenomen op rol 1 #; Vier scheuren met een lengte van 4-9. 5 mm werden waargenomen op Roller 2; Een totaal van 11 scheuren met lengtes variërend van 3 tot 20 mm werden waargenomen op Roller 3; Twee scheuren met lengtes van 40 en 45 mm werden waargenomen op rol 4.
1.2 Routinematige projectinspectie
The chemical composition, hardness, inclusions, and quenching and tempering structures of the four rollers were inspected in accordance with TB\/T 3010-2001 "Technical Conditions for Ordering High Carbon Chromium Bearing Steel for Railway Rolling Bearings", JB\/T 1255-2001 "Technical Conditions for Heat Treatment of High Carbon Chromium Bearing Steel Rolling Bearing Parts", and TB\/T 2235-2010 "Kwaliteitscontrolestandaarden voor het wegen van de spoorwegrol". De resultaten toonden aan dat de grondstoffen en warmtebehandelingskwaliteit van de rollen binnen het gekwalificeerde bereik lagen en voldeden aan de relevante standaardvereisten.
Figuur 1 Crack Morfology of Roller
1.3 Zuurwasinspectie
Vier gebarsten rollen werden onderworpen aan koudzuur wassen volgens JB\/T 1255-2001 standaard, en er werd waargenomen dat er meerdere lichtgrijs wit of heldere witte vlekken langs de omtrekrichting waren op het rollend oppervlak van de vier rollen. De randen van de heldere witte gebieden waren omgeven door donkere zwarte strepen en de scheurposities waren allemaal in de lichtgrijs wit of heldere witte gebieden, die typische brandmorfologie waren. De brandmorfologie van rollers 3 # en 4 # na het wassen van zuren wordt getoond door de pijlen in figuur 2 en figuur 3.
Afbeelding 2-3 # Roller Koudzuur Wasbrandmorfologie
Afbeelding 3 4 # Roller Koudzuur Wasbrandmorfologie
1.4 Fractuuranalyse
Met behulp van een draadsnijapparaat werd de 4 # roller horizontaal gesneden. Terwijl het beschermen van de originele scheur door schade, werd het andere uiteinde van de scheur op de 4 # roller handmatig verbroken. De breukmorfologie na opening wordt getoond in figuur 4. Het breukoppervlak observeren, het kan worden gevonden dat er radiale ribbels zijn aan beide zijden van de elliptische doos (overeenkomend met het grijze witte oppervlak van het oppervlak gemarkeerd door de elliptische box in figuur 3), zoals aangegeven door de pijl in de richting van de figuur. Op basis van hun richting kan worden vastgesteld dat het verbrande gebied op het roloppervlak het scheurbrongebied is.
Figuur 4: Fractuurmorfologie van rollercrack # 4
Metallografisch onderzoek aan beide zijden van de 1,5 crack
Selecteer het heldere witte gebied langs de omtrek van de 4 # rol, snijd en maal deze horizontaal en gebruik 4% salpeterzuuralcohol om het te corroderen voordat u het onder een microscoop plaatst voor observatie. Het bleek dat er geen decarburisatie was aan beide zijden van de scheur. De extreem dunne witte heldere laag op het oppervlak was een secundaire gebluste martensitische structuur met een diepte van ongeveer 10-30 μm, en de geharde structuur met hoge temperatuur onder het oppervlak was ongeveer 70-140 μ m. De kern van de matrix was een normale metallografische structuur. De scheur begint met de witte heldere laag van secundair gebluste martensiet op het oppervlak en strekt zich uit naar de matrix. De metallografische structuur aan beide zijden van de 4 # rol wordt weergegeven in figuur 5.
Uit de bovenstaande inspectieresultaten is te zien dat een of meerdere scheuren die op het rollende oppervlak van individuele rollen in spoorlagers verschijnen, gerelateerd zijn aan secundaire blusbrandwonden op het roloppervlak.
Figuur 5: Metallografische structuur aan beide zijden van Roller 4 #
2. Analyse van verbrandingsoorzaken
2.1 Onderzoek en analyse van het gebruik van gebarsten rollers
Spoorbanen zijn belangrijke componenten van het voertuig Bogie, geïnstalleerd in paren in de asdoos en gesmeerd met spoorweg IV -vet. Ze moeten bestand zijn tegen bepaalde radiale en axiale belastingen, en gemeenschappelijke fouten zijn onder meer peeling van het werkoppervlak, vermoeidheidsscheuren, putjes en elektrische corrosiemerken. Wat betreft het optreden van rolscheuren, bleek uit onderzoek ter plaatse dat, behalve enkele rollen met brandwonden en scheuren, er geen afwijkingen waren in het uiterlijk, de kleur van de smeermiddelen en de smeerstatus van andere delen van het lager. Magnetische deeltjesinspectie bevestigde dat er geen scheuren werden gevonden op de binnen- en buitenringoppervlakken; Volgens de temperatuurgegevens die zijn geregistreerd door het temperatuuralarm van het voertuigas, is te zien dat de temperatuurstijging van de asbox -lager ook normaal is. Corrosie van het gebarsten rollerroloppervlak werd uitgevoerd met behulp van een 3% salpeterzuuralcoholoplossing, en observatie onder een 400x microscoop bevestigde dat er geen tekenen van elektrische corrosie op het roloppervlak waren. Vanwege het feit dat de scheurmorfologie van de defecte rol een longitudinale rechte scheur van verschillende lengtes is, en de locaties van voorkomen liggen ook op het rollend oppervlak, het distributiepatroon van de brandlaag is anders dan die veroorzaakt door elektrische erosie (het distributiepatroon van de elektrische erosielaag is meestal cirkelvormige boog). Daarom kan worden uitgesloten dat het verbranden en het barsten van het rollenoppervlak worden veroorzaakt door slechte smering of elektrische erosie tijdens de werking van het lager. Daarom kan worden geconcludeerd dat de brandwond op het rollende oppervlak van de rol plaatsvond tijdens het productieproces, en het kraken van het rollende oppervlak van de rol kan te wijten zijn aan de initiatie en verspreiding van vermoeidheidsscheuren op de brandwond onder afwisselend contactstress.
2.2 Vormingsmechanisme en kenmerken van het slijpen van brandwonden
Wanneer lageronderdelen worden gemalen na warmtebehandeling, worden hoge temperaturen gegenereerd op het oppervlak van de delen als gevolg van de maalwarmte, waardoor lokale veranderingen in de oppervlaktestructuur en eigenschappen worden veroorzaakt. Dit type defect wordt meestal aangeduid als slijpbrand. Slijpen brandwonden zijn over het algemeen verdeeld in twee soorten: één is hoge temperatuur tempertende brandwonden; Het andere type is secundaire blussen verbranding.
Het temperatuurbereik voor het temperen van verbrandingen op hoge temperatuur is van boven de temperatuurtemperatuur van het onderdeel tot onder de kritieke temperatuur AC1 van de staalfase-overgang, ongeveer tussen 200 en 745 graden. Bij deze temperatuur zullen de oppervlakkige martensiet- en resterende austenietstructuren ontleden en transformeren in martensiet- of martensietstructuren, die een slechte zuurcorrosiebestendigheid hebben en donker zwart lijken na het wassen van koudzuur. Daarom staan tempertende brandwonden op hoge temperatuur ook bekend als "zwarte brandwonden".
De lokale momentane hoge temperatuur gegenereerd door brandende verbrandingen van secundaire blussen vindt plaats boven de kritieke temperatuur AC1 van staaltransformatie, die ongeveer 800 graden of hoger is. De oppervlakkige martensitische structuur ondergaat fasetransformatie en transformeert in austeniet, die vervolgens wordt gekoeld door vloeistof te snijden en opnieuw geblust te worden om een secundaire blussende martensitische laag te vormen. Deze structuur is niet gemakkelijk gecorrodeerd door zuur, dus na het wassen van koudzuur is het oppervlak van de brandwond grijs wit of helder wit en is de omgeving donker zwart. Daarom worden brandende branden van het secundaire uitdoving ook wel "witte brandwonden" genoemd. Het verbrandingsweefsel van het secundaire uitdoving zal aanzienlijke trekspanning op het oppervlak van het werkstuk genereren, dat onder bepaalde omstandigheden scheuren kan veroorzaken. Tijdens het slijpproces is het secundaire blusverbrandingsgebied gevoelig voor het genereren van slijpscheuren onder de werking van slijpstress. Gewoonlijk zijn de slijpscheuren erg klein en kunnen ze niet worden gedetecteerd door blote oogobservatie. Magnetische deeltjesinspectiemethode moet worden gebruikt om ze te identificeren.
2.3 Onderzoek naar brandwonden op het oppervlak van de rolverwerking
Het oppervlak van rollerslijpen omvat het oppervlak van de buitenste diameter en twee eindvlakken. Het oppervlakte -slijpproces van de buitenste diameter maakt gebruik van een middenloze molen door type voor continu slijpen, die is verdeeld in vier processen: grof slijpen, fijn slijpen, fijn slijpen en ultra precisie. In totaal zijn 10 slijp- en ultra -precisieprocessen voltooid. Het oppervlak van de buitendiameter van de rol wordt verwerkt met behulp van een middenloze molen door type, met een kleine voedingssnelheid en goede koelcondities, en veroorzaakt over het algemeen geen secundaire blusbrandwonden. Het precisie -slijpende buitendiameterproces hanteert een volledig automatische CNC -centrumloze molen, die automatische diagnose, alarm- en beschermingsfuncties heeft. Zodra een afwijking tijdens het bewerkingsproces optreedt, zal de apparatuur een stopcommando afgeven en is het ook onmogelijk om circulaire slijpbrandwonden te produceren. Onderzoek naar het ruwe slijpperbuitendiameterproces, in totaal 5009 inspectierecords van rollenbakken werden beoordeeld en er werd geen slijpen brandwondfenomeen gevonden. De roller -end gezichtsverwerking neemt een horizontale dubbele uiteinde gezichtsmolen aan om beide eindvlakken tegelijkertijd te malen, verdeeld in grof slijp- en fijne slijpprocessen. Na onderzoek bleek dat er sporen van stamstam stam waren op de buitenste diameteroppervlak van de rollen van de rollen door de M775B1 horizontale as dubbele eindmolen. Na een fijn slijpen van de buitendiameter en de inspectie van zure wassen, bleek dat er brandstekens waren op het oppervlak van de buitendiameter van de rollen.
2.4 Reproductietest
Een simulatie -slijptestplan is ontwikkeld voor de kenmerken van centrumloos door middel van slijpen, waarbij de slijphoeveelheid en de snelheid kunstmatig wordt verhoogd, niet tijdig aan het slijpwiel aankleden, het afsluiten of verminderen van de stroomsnelheid van de snijvloeistof of plotselinge stroomuitval tijdens het slijpen. Deze testomstandigheden zorgen ervoor dat de temperatuur in het slijpgebied snel stijgt. Na meerdere tests werden alleen krassen en spiraalvormige zwarte brandwonden op de buitendiameteroppervlak van de rol gevonden. Simulatietests werden echter uitgevoerd op de dubbele uiteinde gezichtsmolen onder harde slijpomstandigheden (met behulp van verhoogde eindwandslijpen, versleten oude mouwen, verminderde snijvloeistofstroming, wielpassivering, enz.), En de resultaten toonden brandmarkeringen van een bepaalde breedte van de buitenkant van de roller (figuur 6), wat het dubbele eindgezicht op de horizontale gezichtsface op het gebied van de horizont rand op de horizontale gezichtsklinder op de bodem van de buur van de rollus van de roller aan de horizontale gezichtsklinder toon Outterdiameteroppervlak van de rol.
Figuur 6 brandtekens gegenereerd door het slijpen van dubbele uiteinde gezichten
Door een diepgaande analyse van het slijpprincipe en kenmerken van het dubbele eindvlakslijpproces, wordt vastgesteld dat bij het slijpen rollen de rollers de 25 cilindrische mouwen binnenkomen op de cirkelvormige slijpschijf van de molen. De slijpschijf roteert en stuurt de rollen in het slijpgebied van het slijpeltje. De slijpende schijf en het slijpeltje roteren ten opzichte van elkaar, en de linker en rechter slijpwielen malen tegelijkertijd de twee eindvlakken. Tijdens het slijpen genereren het buitendiameteroppervlak van de rol en de binnenwand van de stalen mouw een grote wrijving, waardoor een onmiddellijke hoge temperatuur wordt gevormd. Vanwege de kleine opening tussen de mouw en de rol is de snijvloeistof moeilijk te afkoelen in de tijd. Wanneer de slijpvoorwaarde verslechtert (zoals overmatige bewerkingstoeslag op het eindvlak), zal de temperatuur snel boven de kritische temperatuur van de stalen fase -overgang stijgen. Wanneer de rol roteert met de slijpschijf op de reflux van de snijvloeistof in het onderste deel, wordt deze snel afgekoeld, wat resulteert in secundaire blustype brandwonden als de oppervlaktestoelage van het buitendiameterproces te klein is, werd het brandwond niet verwijderd en bleef op het oppervlak van de rol.
3. Preventieve maatregelen
Bij gebruik van een horizontale as met dubbele uiteinde om het roller -uiteinde gezicht te malen, is het oppervlak van de buitendiameter van de rol gevoelig voor brandwonden. De methode om brandwonden te voorkomen, is om de wrijvingswarmte -generatie tussen de binnenwand van de mouw en het buitendiameteroppervlak van de rol te verminderen. De aanbevolen preventieve maatregelen zijn onder meer: (1) het aanpassen van de processtroom en het verhogen van de slijpoelage van de buitendiameter van de rol na het slijpen van het dubbele uiteinde gezicht. Voeg het ruwe slijpende buitendiameterproces toe en pas het oorspronkelijke ruwe slijpper met dubbele uiteinde van het dubbele uiteinde aan en fijn slijpen met dubbele uiteinde gezichtsproces aan na het ruwe buitendiameterproces; Stel vóór het ruwe slijpt van het buitendiameterproces de slijpando van de buitendiameter aan na het slijpen van de dubbele uiteinde van de originele {{0. 06-0. 0 8 mm tot 0. Outterdiameteroppervlak van de rol; (2) Verminder de slijptoeslag van de dubbele uiteinde gezichten van de rol. De klaring van het dubbele eindvlak is aangepast van 0. 45-0. 60 mm tot 0. 20-0. 40 mm en een redelijke dimensie voor bewerkingslengte is geformuleerd. De dimensionale veranderingssnelheid na warmtebehandeling wordt strikt geregeld om ervoor te zorgen dat de lengte -afmeting van de rol die het dubbele uiteinde gezichtslijpproces binnengaat, wordt geregeld binnen het standaardtolerantiebereik, waardoor de snijkracht en wrijving op de binnenwand van de huls worden verminderd; (3) Verbeter de mouwstructuur. Maak een snijvloeistof gietpoort op het buitenoppervlak van de mouw, waardoor de snijvloeistof tijdens de verwerking glad in de binnenwand van de mouw kan stromen, wrijvingswarmte vermindert en oppervlaktebrandwonden vermijd; (4) Versterk het beheer van belangrijke armaturen zoals mouwen en implementeren strikt de voorschriften voor het vervangen van mouwen. Wanneer het aantal rollers dat wordt verwerkt in het schermproces met dubbele uiteinde, 200000 tot 250000 bereikt of de roller -uitstraling van de roller -uiteinde de tolerantie overschrijdt, moeten alle mouwen worden vervangen; Als er nog steeds verbrandingsmarkeringen zijn op het oppervlak van de buitendiameter van de rol na inspectie met dubbele uiteinde en zure wassen (tot het ruwe slijpende buitendiameterproces), moeten alle mouwen worden vervangen; (5) Verbeter procesdocumenten en standaardiseer de inspectienormen van zure wassen. Specificeer de timing, frequentie en hoeveelheid zure wasseninspecties, verduidelijk de vereisten voor het omgaan met verbrandingsgevallen die zijn ontdekt tijdens zure wassen en identificeren onmiddellijk en nauwkeurig verbrandkwaliteitsproblemen.
2025 mei3eWeek WBM -productaanbeveling:
Snijder:
WBM produceert Taper Roller -sterft met veel efficiëntie en automatisering. Rollers worden gevormd op een enkele automatische koude koppers en worden gedurende vijf stappen gevoed, gesneden en geslagen in de dobbelsteen.
We kunnen verschillende typen en maten Taper Roller -sterft met kwaliteitsborging, inclusief: Combinatiepunch, buitenhuls, mes, combinatieponsen, feedcilinder, combinatiedies, dubbele laaghuls, inzetstuk.
