Vedruklambrite parem väsimuse kestus ja optimeeritud kohanemine kõrge{0}}sagedusliku vibratsiooniga
- Tavalistel raudteedel kiirusel 120 km/h töötavate I tüüpi vedruklambrite väsimisiga on vaid 2,8 miljonit tsüklit (standardne 3 miljonit tsüklit või rohkem). Testimine näitas, et martensiidi sisaldus on 88% (standard 95% või suurem). Kuidas saab kuumtöötluse optimeerimine parandada martensiidi sisaldust ja väsimust? Millised on optimeeritud protsessiparameetrid ja elustandardid?
Ebapiisav martensiidisisaldus põhjustab vedruklambrite tugevuse ja sitkuse vahelise tasakaalustamatuse, muutes need vastuvõtlikuks väsimuspragude tekkele kõrge{0}}sagedusega vibratsiooni korral (mõranemissagedus 8% aastas). Optimeerimisplaan: ① Tõstke karastustemperatuur 870 kraadini (850 kraadilt) ja pikendage hoidmisaega 30 minutini (alates 20 minutist), et tagada piisav austeniidi muundumine; ② Suurendage jahutuskiirust (kasutades 20 kraadi soolast vett ja suurendades jahutuskiirust 20 kraadilt / s kuni 30 kraadi / s), et pärssida perliidi sademeid; ③ Reguleerige karastamistemperatuur 400 kraadini ja hoidke 40 minutit, et kõrvaldada sisemine pinge, säilitades samal ajal martensiidi struktuuri. Optimeeritud standardid: martensiidi sisaldus suurem või võrdne 96%, tõmbetugevus suurem või võrdne 1350 MPa, voolavuspiir 1200 MPa või suurem, väsimusiga 3,2 miljonit tsüklit või sellega võrdne, pragunemissagedus Vähem või võrdne 1% aastas. Optimeeritud vedruklamber sobib tavalistele raudteedele, mis töötavad kiirusel 120 km/h, vähendades väsimusmurru tõrkeid ja alandades hoolduskulusid 40%.
- III tüüpi kiirraudtee vedruklambrid kogesid kiirusel 350 km/h suure-sagedusega vibratsiooni (25 Hz) mõjul väsimusmurde (murdepinnal tekkisid väsimustriibud). Katsetamine näitas, et karastustemperatuur oli liiga kõrge (450 kraadi), mille tõttu kõvadus langes tasemele HB320 (standard HB340-380). Kuidas saab karastamistemperatuuri reguleerida, et murdumisprobleem lahendada? Millised on kohandatud kõvaduse ja väsimuse nõuded?
Liiga kõrge karastamistemperatuur lagundab martensiiti, vähendades vedruklambri kõvadust ja tugevust, muutes selle talumatuks{0}}kõrgsageduslikule vibratsioonile (löögikoormus kuni 18 kN). Reguleerimisplaan: ① Martensiidi lagunemise vähendamiseks alandage karastamistemperatuuri 410 kraadini (450 kraadilt) ja lühendage hoidmisaega 35 minutini (45 minutilt); ② Mikrostruktuuri ja omaduste stabiliseerimiseks tehke pärast karastamist madalal-temperatuuril vananemistöötlus (180 kraadi x 2 tundi); ③ Pinna kõvaduse suurendamiseks tehakse haavli läbimõõt (haavel läbimõõt 0,8 mm, tugevus 0,3 mmA) pingutatud{12}}klambri (nt konksu) aladele. Järel-reguleerimise nõuded: kõvadus HB350-370, pinna kõvadus HB20 südamikust kõrgem, väsimise eluiga 5,5 miljonit tsüklit või sellega võrdne ja murdumismäär Vähem kui 0,5% aastas kiirusel 350 km/h. Reguleeritud klamber sobib 350 km/h -kiirraudtee jaoks, vastab kõrgsagedusliku vibratsiooni nõuetele ja pikendab selle kasutusiga 5 aastalt 8 aastale.
- Pärast klambri kuumtöötluse optimeerimist on vajalik väsimuskindluse testimine. Millised on testimismeetodid ja vastuvõtukriteeriumid? Testimine näitas, et I tüüpi vedruklambrite partii väsimuse kestus oli 2,9 miljonit tsüklit (standardne 3 miljonit tsüklit või rohkem). Milliseid ümbertöötlemismeetmeid on vaja?
Testimine kontrollib vedruklambrite väsimuskindlust, et vältida kõrge sagedusega{0}}vibratsioonist tingitud rikkeid. Katsemeetod: ① Kasutage pulseeriva koormuse rakendamiseks väsimuse testimise masinat (maksimaalne koormus 80% voolavuspiir, pingesuhe R=0.1); ② Määrake väsimustsüklite arv ja registreerige murdumiseks vajalike tsüklite arv; ③ Tehke kareduse ja mikrostruktuuri testid purunemata proovidega (need vastavad standardsele tsüklite arvule), et tagada jõudluse vastavus standardile. Aktsepteerimiskriteeriumid: I tüüpi vedruklambrid 3 miljonit tsüklit või sellega võrdne, III tüüp 5 miljonit tsüklit või sellega võrdne, murdumiskohad, mis ei ole koondunud pinge{7}}tundlikele aladele (nt kõver) ja martensiidisisaldus 95% või suurem. Ümbertöötlemismeetmed: ① Soojendage ebapiisava elueaga vedruklambreid (karastamine 870 kraadi juures 30 minutit ja karastamine 400 kraadi juures 40 minutit); ② Lisa haavli läbimõõt 0,6 mm; ③ Testige uuesti pärast ümbertöötamist, et tagada väsimuse kestus. Rohkem kui 3 miljonit tsüklit või sellega võrdne. Neid saab saata ainult kvalifitseeritud.
- Millised on vedruklambri väsimuse ja vibratsiooniga ühilduvuse nõuete erinevused erinevatel kiirustasemetel (120 km/h tavaline, 200 km/h reisija{2}}spetsiaalne, 350 km/h -kiirraudtee)? Mis on disaini alus? Millised probleemid võivad tekkida sobimatust ühilduvusest (nt tavapäraste vedruklambrite kasutamine kiirraudteel{7}})?
Erinevused: ① 120 km/h tavaraudtee: I tüüpi vedruklambrid, väsimuse kestus on suurem või võrdne 3 miljoni tsükliga, vibratsiooni sagedus 10-15 Hz, põhineb madalal vibratsioonisagedusel ja piisaval põhiväsimusvõimel; ② 200 km/h reisija{7}}spetsiaalne rööbastee: II tüüpi vedruklambrid, väsimuse kestus on suurem või võrdne 4 miljoni tsükliga, vibratsiooni sagedus 15-20 Hz, mis põhineb keskmise{10}} kuni-kõrge sagedusega vibratsioonil ja keskmise väsimusreservi vajadusel; ③ 350 km/h kiirraudtee: III tüüpi vedruklambrid, väsimuse kestus 5 miljonit tsüklit või sellega võrdne, vibratsioonisagedus 20–25 Hz, põhineb kõrgsageduslikul vibratsioonil ja suure väsimusreservi vajadusel. Konstruktsiooniga seotud kaalutlused: joone vibratsiooni sagedust ja löögienergiat kasutatakse tagamaks, et vedruklambrid ei kogeks erineva vibratsiooniga keskkondades väsimust. Mittevastavus: kiirraudteel kasutatavate tavaliste I tüüpi vedruklambrite (eluiga 3 miljonit tsüklit) puhul tekkis kolme kuu jooksul 12% väsimusmurd, mille tulemuseks oli rööpa külgnihe 0,8 mm. III tüüpi vedruklambrid tuli kiiresti välja vahetada, parandamise kulud suurenesid 500 000 jüaani võrra 100 km kohta.
- Vedruklambrite väsimusjõud ja paigalduse kinnitusjõud peavad olema vastavuses. Kuidas reguleerida kinnitusjõudu, lähtudes väsimusest? Millised stabiilsusstandardid tuleks pärast sobitamist saavutada? Milliseid probleeme võib põhjustada vale sobitamine (nt väikese kinnitusjõu kasutamine suure -väsinud vedruklambri jaoks)?
Koordineeritud reguleerimine tagab, et vedruklambrid on nii väsimiskindlad- kui ka stabiilse kinnitusjõu. Reguleerimisplaan: ① I tüüpi vedruklambrid (väsimisiga 3,2 miljonit tsüklit): paigalduse kinnitusjõuks on seatud 14{11}}16 kN (varem 12{12}}14 kN), mis sobib 120 km/h tavaraudtee jaoks, tasakaalustades kinnitusjõudu ja väsimuskadu. ② III tüüpi vedruklambrid (väsimisiga 5,5 miljonit tsüklit): kinnitusjõudu suurendatakse 18-20 kN-ni (varem 16-18 kN), mis sobib 350 km/h kiirraudtee jaoks, mis vastab rööpa stabiilsusnõuetele kõrgsagedusliku vibratsiooni korral. ③ Paigaldamise ajal jälgib rõhuandur kinnitusjõudu reaalajas tolerantsiga ±5%, et vältida ülerõhust tingitud kiirenenud väsimust. Vastavad standardid: kinnitusjõu hälve ±5 või väiksem, kinnitusjõu vähenemise määr 3% või väiksem pärast 6-kuulist töötamist, vedruklambris ei esine väsimuspragusid (pragunemise määr Vähem või võrdne 0,5% aastas) ja rööpa külgnihe 0 või 3 mm/aastas. Ebaõige sobitamise tagajärjed: III tüüpi vedruklambritega väikese 14 kN kinnitusjõu kasutamine toob kaasa rööpa pikisuunalise libisemise 0,8 mm aastas. Kuigi vedruklambrid on piisavalt vastupidavad, ei suuda need rööpaid kinnitada, mistõttu on vaja reguleerida kinnitusjõudu standardvahemikku. See suurendab paranduskulusid 25% ja mõjutab liinide sujuvust.