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作者: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因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年备发生一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。这再一次提醍我们,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,因机后25位C62M型739221号车(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,构成重大事故。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)纽•装,断裂端轴承为1991年10月压装的大修轴承(至段修日己4a90d),段修吋未退卸轴承,应对轴颈卸荷槽实施超声波探伤。断裂位置在距轴端约195mm处。(2) 1996年11月3日,2379次货物列车,,总重3519—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日段修,至事故发生之日运行仅10do车轴是1986年9月日本制造,轴号69393,1987年4月9FI国内第一次纽装,1994年10月10日第二次组装。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。断口山疲劳源区、裂纹扩展区、脆性断裂区三部分组成,英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。疲劳源区范围较大,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相会后形成的,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,其余为次裂纹源。主裂纹萌生后开始扩展,次裂纹在小范围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。裂纹扩展区有明显的贝状疲劳扩展线,山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,色泽较深,是轴颈断裂之前形成的。这可能山左边源区(图1)进水,因车轴转动甩开形成这个形状,经过一段时间氧化而成的。图1中脆断区内的条纹是撕裂棱,不是裂纹。脆断区的而积约占断而而积的34%。观察断口的侧面,即轴颈卸荷槽表而,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生的。经髙倍显微镜观察,在断裂而附近的腐蚀坑底部有小裂纹存在。图115147号轴断口形貌图215147号轴断口示意图图369393号轴断口形貌图469393号轴断口意图⑵69393号轴的断口是氓源疲劳断裂,形貌比较特殊°山图3可以看岀,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展线,因此也是扩展区,不包括在脆断区