Аннотация: Поверхностные трещины на железнодорожных подшипниках были проанализированы с использованием таких методов, как проверка магнитных частиц, промывка холодной кислоты и металлографическое обследование. Результаты показали, что вторичное гашение ожогов, генерируемых во время процесса производства роликов, были основной причиной растрескивания на катящейся поверхности роликов. Принимая меры, такие как уменьшение откладывания линейки на вершине ролика, увеличение пособия на внешнем диаметре и укрепление управления рукавом, был устранен сжигание, вызванное вторичным утихом.
Ключевые слова: железнодорожные подшипники; Ролик; Шлифование; гореть; трескаться
Во время нормального поддержания железнодорожного пассажирского пассажирского автомобиля NJ (P) 3226x1 после периода технического обслуживания проверка магнитных частиц выявила один или несколько трещин, примерно распределенных вдоль осевого направления на поверхности катания отдельных роликов. Роликовый материал - GCR15, а самое длинное время установки и использования ролика составляет 18 месяцев. Максимальный пробег автобуса достиг 700000 километров. Следующий текст содержит подробный анализ четырех разряженных образцов роликов.
1. Проверка и анализ
1.1 Macroscopic Morphology Наблюдение
Макроскопические наблюдения и проверка магнитных частиц были проведены на морфологии трещин роликов в 4 образцах (пронумерованные от 1 до 4 #), и на их катящихся поверхностях и конечных поверхностях не было обнаружено никаких других форм повреждения. Морфология трещин роликов от 1 до 4 # показана на рисунке 1, среди которых 10 трещин с длиной 4. 7-9 мм наблюдались на ролике 1 #; Четыре трещины с длиной 4-9. 5 мм наблюдали на ролике 2; В общей сложности 11 трещин с длиной от 3 до 20 мм наблюдались на ролике 3; Две трещины с длиной 40 и 45 мм наблюдались на ролике 4.
1.2 Рутинная проверка проекта
Химический состав, твердость, включения и конструкции для гашения и отпуска четырех роликов были проверены в соответствии с TB\/T 3010-2001 «Технические условия для упорядочения высокого уровня углеродного хрома для стали для подшипников с высоким содержанием углерода. 2235-2010 "Стандарты управления качеством для железнодорожных подшипников". Результаты показали, что сырье и качество термической обработки роликов находились в пределах квалифицированного диапазона и соответствовали соответствующим стандартным требованиям.
Рисунок 1 Морфология трещин ролика
1.3 Инспекция кислотной промывки
Четыре треснутые ролики подвергались промыванию холодной кислоты в соответствии со стандартом jb\/t 1255-2001, и было отмечено, что вдоль кружной поверхности четырех роликов было несколько светло -серого белых или ярко -белых отметок. Крамы ярко -белых областей были окружены темными черными полосками, а все положения трещины были в светло -серо -белых или ярко -белых областях, которые были типичной морфологией ожогов. Морфология ожогов роликов 3 # и 4 # после промывки кислоты показана стрелками на рисунке 2 и на рисунке 3.
Рисунок 2-3 # Роллер холодный кислотный промывка морфология ожога
Рисунок 3 4 # Роллер холодный кислотный промывка морфология ожога
1.4 Анализ переломов
Используя проводное резервное устройство, ролик 4 # был вырезан горизонтально. Защищая исходную трещину от повреждения, другой конец трещины на ролике 4 # был вручную отключен. Морфология разрушения после отверстия показана на рисунке 4. Наблюдая за поверхностью разрушения, можно обнаружить, что на обеих сторонах эллиптического ящика существуют радиальные гребни (соответствующая серой белой области поверхности, отмеченные эллиптическим ящиком на рисунке 3), как указано стрелкой в направлении, показанной на рисунке. Основываясь на их направлении, можно определить, что сгоревшая область на поверхности ролика представляет собой область источника трещин.
Рисунок 4: Морфология переломов роликовой трещины № 4
Металлографическое обследование по обе стороны 1,5 трещины
Выберите ярко -белую область вдоль окружности ролика 4 #, обрежьте и измельчите ее по горизонтали и используйте 4% азотной кислоты, чтобы коррозировать его, прежде чем поместить его под микроскоп для наблюдения. Было обнаружено, что по обе стороны трещины не было декарбализации. Чрезвычайно тонкий белый яркий слой на поверхности представлял собой мартенситную структуру вторичного гашения с глубиной примерно 10-30 μ M, а высокотемпературная структура под поверхностью составляла 70-140 μ m. Ядром матрицы была нормальной металлографической структурой. Трещина начинается с белого яркого слоя вторичного гашника мартенсита на поверхности и распространяется на матрицу. Металлографическая структура с обеих сторон ролика 4 # показана на рисунке 5.
Из приведенных выше результатов проверки видно, что одна или несколько трещин, появляющихся на катящейся поверхности отдельных роликов в подшипниках железной дороги, связан с вторичным гасительными ожогами на поверхности валлеров.
Рисунок 5: Металлографическая структура по обеим сторонам ролика 4 #
2. Анализ причин ожогов
2.1 Исследование и анализ использования трещинных роликов
Железнодорожные подшипники представляют собой ключевые компоненты автомобиля Bogie, установленные в парах в ящике оси и смазываются смазкой железной дороги IV. Они должны выдерживать определенные радиальные и осевые нагрузки, а обычные разломы включают рабочую поверхность, усталостные трещины, ямы и электрическую коррозию. Что касается возникновения роликовых трещин, то на месте исследования показали, что за исключением нескольких роликов с ожогами и трещинами, не было аномалий в внешнем виде, цвете смазки и статусе смазки других частей подшипника. Инспекция магнитных частиц подтвердила, что на внутренних и внешних кольцевых поверхностях не было обнаружено трещин; Согласно данным температуры, записанным сигналом температуры оси транспортного средства, можно видеть, что повышение температуры подшипника оси также является нормальным. Коррозию поверхности катания на роликовом ролике проводили с использованием 3% -ного раствора азотной кислоты, а наблюдение под микроскопом 400X подтвердило, что на поверхности катания не было никаких признаков электрической коррозии. Из -за того, что морфология трещин неисправного ролика представляет собой продольную прямую трещину различной длины, а местоположения вхождения также находятся на поверхности катания, картина распределения слоя ожога отличается от той, вызванной электрической эрозией (паттерн распределения электрического эрозионного слоя в основном является круговой дугой). Следовательно, можно исключить, что ожог и растрескивание поверхности катью роллера вызваны плохой смазкой или электрической эрозией во время работы подшипника. Следовательно, можно сделать вывод, что ожог на катящейся поверхности ролика произошел в ходе производственного процесса, и растрескивание катания на поверхности ролика может быть связано с инициацией и распространением усталостных трещин в месте ожога при переменном контактном напряжении.
2.2 Механизм образования и характеристики ожогов шлифований
Когда подшипники заземляются после термической обработки, на поверхности деталей генерируются высокие температуры из -за шлифовального тепла, вызывая локальные изменения в структуре и свойствах поверхности. Этот тип дефекта обычно называют ожогом шлифования. Шлифовальные ожоги, как правило, делятся на два типа: один-высокотемпературные ожоги; Другим типом является вторичное гашение ожога.
Диапазон температуры для высокотемпературных сжиганий с большей температурой отпуска в детали до ниже критической температуры AC1 перехода стальной фазы, приблизительно от 200 до 745 градусов. При этой температуре поверхностные мартенситные и остаточные аустенитные структуры разлагаются и трансформируются в структуры мартенсит или мартенсит, которые имеют плохую кислотную коррозионную устойчивость и выглядят темно -черными после промывки холодной кислоты. Следовательно, высокотемпературные сжигания также известны как «черные ожоги».
Локальная мгновенная высокая температура, генерируемая вторичным ожогами типа гашения, происходит выше критической температуры AC1 преобразования стали, которая составляет около 800 градусов или выше. Поверхностная мартенситная структура подвергается фазовой трансформации и превращается в аустенит, который затем охлаждается резкой жидкостью и повторно гасит, образуя вторичный гашение мартенситного слоя. Эта структура нелегко коррочить кислотой, поэтому после промывки холодной кислоты поверхность ожога является серо -белым или ярко -белым, а окружающая область темно -черная. Следовательно, вторичные ожоги гашения типа также известны как «белые ожоги». Ткань сжигания вторичного гашения типа будет создавать значительное растягивающее напряжение на поверхности заготовки, которая может вызвать трещины в определенных условиях. Во время процесса шлифования область сжигания вторичного гашения склонна генерировать измельчающие трещины под действием напряжения шлифования. Обычно измельчительные трещины очень маленькие и не могут быть обнаружены с помощью наблюдения за обнаженными глазами. Метод проверки магнитных частиц должен использоваться для их идентификации.
2.3 Исследование травм ожогов на поверхности обработки роликов
Поверхность шлифования роликов включает в себя поверхность наружного диаметра и две конечные грани. В процессе шлифования поверхности внешнего диаметра используется шлифовальная шлифовальная шлифовальная шлифовка для непрерывного шлифования, которая разделена на четыре процесса: грубое шлифование, тонкое измельчение, тонкое измельчение и ультра -точность. Всего завершено 10 процессов измельчения и ультра -точности. Поверхность внешнего диаметра ролика обрабатывается с использованием шлифовальной мельки без типа, с небольшой скоростью подачи и хорошими условиями охлаждения и, как правило, не вызывает вторичного гашения ожогов. Процесс точного шлифования наружного диаметра принимает полностью автоматическую мельницу бесконечной ЧПУ, которая имеет автоматическую диагностику, сигнализацию и защиту. Как только ненормальность происходит во время процесса обработки, оборудование выпустит команду остановки, а также невозможно создать круговые ожоги. Исследование процесса грубого измельчения наружного диаметра, в общей сложности 5009 записей проверки осаждения ролика были рассмотрены, и не было обнаружено феномена ожога шлифования. Обработка вершины роликового конца принимает горизонтальную двукоренную мельницу, чтобы одновременно измельчить оба конечных грани, разделенные на грубые шлифовальные процессы и тонкие процессы шлифования. После исследования было обнаружено, что на поверхности наружного диаметра на поверхности заземления роликов были следы стальной нагрузки на поверхность наружного диаметра на горизонтальной оси M775B1. После тонкого шлифования наружного диаметра и осмотра кислотной промывки было обнаружено, что на поверхности роликов были отметки ожогов.
2.4 Тест на размножение
Был разработан план тестирования шлифования имитации для характеристик беспрессатого шлифования, что включает в себя искусственное увеличение количества шлифования и скорости, а не своевременной одевания шлифовального руля, выключения или уменьшения расхода потока режущей жидкости или внезапных отключений электроэнергии во время шлифования. Эти условия испытания приводят к быстрому повышению температуры в области шлифования. После нескольких испытаний были обнаружены только царапины и спиральные черные ожоги на поверхности внешнего диаметра. Тем не менее, моделирующие тесты проводились на двойной кожух измельчительной поверхности в условиях суровых шлифований (с использованием увеличенного измельчения конечной поверхности, изношенных старых рукавов, уменьшенного потока режущей жидкости, пассивации колес и т. Д.), И результаты показали следы сжигания определенной ширины на поверхности наружного диаметра (рис. Поверхность ролика.
Рисунок 6 сжигает следы, генерируемые измельчениями двойного конечного грани
Посредством углубленного анализа принципа шлифования и характеристик процесса шлифования с двойной конечной линейкой обнаружено, что при шлифовании ролики ролики входят в 25 цилиндрических рукавов на круглом шлифовальном диске шлифовальной шлифовки. Шлифовальный диск вращается и отправляет ролики в область шлифования шлифовального колеса. Шлифовальный диск и шлифовальное колесо вращаются относительно друг к другу, а левые и правые шлифовальные колеса одновременно измельчают два конечных грани. Во время шлифования поверхность внешнего диаметра ролика и внутренняя стена стального рукава генерируют большое трение, образуя мгновенную высокую температуру. Из -за небольшого зазора между рукавом и роликом резкой жидкости трудно охлаждать во времени. Когда условие шлифования ухудшаются (например, чрезмерное разрешение на обработку на конечной поверхности), температура быстро поднимется выше критической температуры стального фазового перехода. Когда ролик вращается с шлифовальным диском к рефлюксу режущей жидкости в нижней части, он будет быстро охлаждаться, что приведет к тому, что вторичное гасительное ожоги типа, если поверхность процесса внешнего диаметра слишком мала, ожесточенная ткань не удалялась и оставалась на поверхности ролика.
3. Профилактические меры
При использовании двухконечной шлифовальной машины горизонтальной оси для измельчения вершины вершины ролика поверхность наружного диаметра ролика подвержена ожогам. Метод предотвращения ожогов заключается в уменьшении генерации тепла трения между внутренней стенкой рукава и поверхностью внешнего диаметра ролика. Рекомендуемые профилактические меры включают в себя: (1) регулирование потока процесса и увеличение откладывания измельчения внешнего диаметра ролика после шлифования двойной конечной поверхности. Добавьте процесс грубого измельчения внешнего диаметра и отрегулируйте исходный процесс двухконечного обработки грубых шлифований и тонкий процесс с двумя конечными видами с двумя шлифовальными измельчениями после процесса грубых шлифований внешнего диаметра; Перед грубым шлифованием процесса наружного диаметра отрегулируйте пособие по шлифованию внешнего диаметра после шлифования двойных конечных грани из исходного 0. 06-0. 0 8 мм до {8}}. Поверхность ролика; (2) Уменьшите измельчение двойного конечного грани ролика. Зазор двойной конечной поверхности был скорректирован из 0. 45-0. 60 мм до 0. Скорость изменения размеров после термообработки строго контролируется, чтобы гарантировать, что размер длины ролика, попадающего в процесс шлифования с двойной конечной поверхностью, контролируется в пределах стандартного диапазона допусков, уменьшая силу резки и трение на внутренней стенке рукава; (3) улучшить структуру рукава. Сделайте режущую жидкость залить порт на внешней поверхности рукава, что может позволить режущей жидкости плавно течь во внутреннюю стенку рукава во время обработки, уменьшить тепло трения и избегать ожогов поверхности; (4) Увеличьте управление важными приспособлениями, такими как рукава, и строго реализовать правила для замены рукавов. Когда количество роликов, обработанных в процессе шлифования с двойной конечной поверхностью, достигает 200000-250000, или вытекание лицевой поверхности ролика превышает толерантность, все рукава должны быть заменены; Если на поверхности ролика по -прежнему существуют ожоги с ожогами после двойного конец шлифования и осмотра кислотной промывки (до процесса шероховатого шлифования наружного диаметра), все рукава должны быть заменены; (5) Улучшить процессовые документы и стандартизировать стандарты проверки кислотной промывки. Укажите время, частота и количество проверок на промывке кислоты, проясните требования для обработки случаев ожогов, обнаруженных во время промывки кислоты, и быстро и точно определить проблемы качества ожога.
2025 май3 -йНеделя WBM Рекомендация продукта:
Резак:
WBM производит конусные ролики с высокой эффективностью и автоматизацией. Ролики образуются на одном автоматическом прессе с холодным заголовком и питаются, разрезают и пробиваются в матрицу на пять шагов.
Мы можем создавать различные типы и размеры конусочных валиков с обеспечением качества, включают в себя: комбинированный удар, внешний рукав, лезвие, комбинированный удар, цилиндр подачи, комбинированные умирания, двойной рукав, вставка.
