货车断轴机理与失效分析.doc

货车断轴机理与失效分析.doc:..货车断轴机理与失效分析货车断轴机理与失效分析作考:铁道部安全监察司毛庆祥摘要:介绍了两起货车轴颈断裂事故的概况,对断口特征和断裂原凶作了分析并提出防止对策、建议。主题词:货车轴颈断裂原因分析继1986年、1993年各发生-•起客车轴颈卸荷槽部位断裂事故之后,1996年又发生两起货车该部位断裂事故,造成严重后果和巨大损失。这再一次捉醒我们,在防止车轴冷切方面,轴颈卸荷槽部位千万不要忽视。1事故概况(1) 1996年9月3日,7419次货物列车编组60辆、总重50011,运行到京广下行线石桥——临颖间,(装煤60t)第3位轴颈卸荷槽部位断裂后脱轨,使该车及机后26〜43位货车脱轨颠覆,构成重人事故。该事故车于1996年1月15日做段修,装用转8A型转向架、RD2型车轴,断轴轴号15147;该轴1983年7月制造,同年8月第一次(也是最后一次)组装,断裂端轴承为1991年10月压装的人修轴承(至段修H已4a90d),段修时未退卸轴承,应对■轴颈卸荷槽实施超芮波探伤。断裂位置在距轴端约195mm处。(2) 1996年11月3H,2379次货物列车,列车编组42辆,总重3519t0运行到兖石线朱宝——红埠寺间,因机后23位C64型4826680号车(装煤60t)第3位轴颈卸荷槽处断裂后脱轨。事故车装用转8A型转向架,RD2型车轴,断裂端轴承于1994年11月压装,段修时未退卸。该车于1996年10月24口段修,至事故发生Z口运行仅10do车轴是1986年9月日木制造,轴号69393,1987年4月9日国内第一次组装,1994年10月10日第二次纽装。断裂位置距轴端约201mmo2断口特征及材质检验(1) 15147号轴断口形貌及示意图分别见图1、图2。断口由疲劳源区、裂纹扩展区、脆性断裂区三部分组成,其中裂纹扩展区又可分为慢速扩展区和快速扩展区,慢速扩展区疲劳纹细密,也称疲劳核。快速扩展区疲劳纹比较粗,是典型的高周疲劳断裂。疲劳源区范I韦I较人,呈半环型,锈蚀严重、色泽很深(图1中因拍照光线不当而失真)。在该区内可见几个小阶台,是不在同一个截面上的几条裂纹萌生扩展和会后形成的,说明是多源的。仔细观察共有四个裂纹源。按照裂纹扩展的路线确定源区1为主裂纹源,英余为次裂纹源。主裂纹前牛后开始扩展,次裂纹在小范I韦I内独立扩展后与主裂纹交汇。此时次裂纹扩展受到抑制,而主裂纹继续扩展,直至断裂。裂纹扩展区冇明显的贝状疲劳扩展线,由此可看出主裂纹的扩展方向。在扩展区内与脆断区交界处上方有一块明显锈痕,色泽校深,是轴颈断裂Z前形成的。这可能由左边源区(图1)进水,因午轴转动甩开形成这个形状,经过一段时间氧化而成的。图1屮脆断区内的条纹是撕裂棱,不是裂纹。脆断区的面积约占断面面积的34%。观察断口的侧面,即轴颈卸荷槽表面,沿圆周方向有腐蚀麻点,大的呈坑状,直径和深度均小于1mm,统称为腐蚀坑。腐蚀坑与裂纹源有对应关系。主裂纹、次裂纹都是从腐蚀坑底部萌&的。经高倍显微镜观察,在断裂面附近的腐蚀坑底部冇小裂纹存在。-1-(2)69393号轴的断口是单源疲劳断裂,形貌比较特殊。由图3可以看出,在旧痕扩展区下方的新痕区内,仍可看到明显的贝状疲劳扩