内燃机车辅助传动部件磁粉探伤漏检的对策研究

内燃机车辅助传动部件磁粉探伤漏检的对策研究

薛彦 ,辛馨

中国济南铁路局集团有限公司济南机务段  山东济南  250000

摘 要：为了确保铁路内燃机车运行具有更高的安全可靠性，本文阐述了机车辅助驱动零件断裂的成因及磁迹特性，通过对磁迹缺陷的定性和定性的分析，指出合理选用磁化规范，合理确定磁化电流，改进磁化方式和磁化方向，选用干法探测技术，以增强有效检测能力，保证探伤质量，并希望以此能为今后的工作提供一些借鉴。

关键词：内燃机车；辅助传动部件；磁粉探伤

内燃机车的传动和万向轴总成都是万向耦合器的复杂组合，因其工作环境的严酷，经常启动、停机、速度上下变化等，使得发动机受到了很大的交流和机械碰撞负荷。但由于装配工艺控制不当，装配时尺寸选择不当，导致十字头间隙太大、润滑不畅、油缸与柴油机的轴心偏离太多、或因焊接工艺不当导致轴体残余焊缝产生较大的残余应力，导致零件的疲劳失效，最终导致零件的失效。而在零件装配过程中，由于零件的装配品质较差，以及装配试验方法的欠缺，影响了副传动零件的使用年限。尤其是在大负荷加速后，列车连续高负载运转，使传动轴和万向轴零件的疲劳和磨损更加严重。

1.辅助传动部件裂痕的特征

1.1十字头销

十字头销是全驱动机构中最大的载荷。当研磨过程中的应力发生了很大的改变，从而导致了零件的表面拉伸，使零件在较高的载荷下出现了微小的疲劳开裂。裂缝从圆形根部的一个切割力方向起，初始为很细很浅的发纹形，没有太多的磁性粉末，并呈现出一种模糊不清的状态，沿着轴线的圆周方向均匀地分布，最后在转动的时候，所有的圆根都被切割掉了。从磁迹的表现特征来看，其平直细长，宽窄，两端不锋利，磁性痕迹不多，图像不清晰，分布较为均衡。

1.2传动轴叉接头

叉头断裂由内部向外部扩展，主要有2种类型：第一种是在前缘内侧的腕部软弱区有初始的瑕疵，并沿着转动的角度呈45度的角度逐步增加，并以较快的转速将其撕碎；二是塞焊区中的不完全或细小的裂缝沿着转动的方向向外延伸，而裂缝的另外一端则沿着45度的角度向外延伸，最终由于强大的转矩而导致断裂，从而导致传动轴断裂。

1.3花键轴

花键轴类的裂缝通常沿花键齿根沿剪切力的45度角方向倾斜发展，有时也会出现之字形交错发展。在长期的交流负载下，其热处理过程的品质直接关系着其使用寿命。

1.4花键套

在花键套筒的平衡槽中，裂缝与剪切力成45度倾斜发展，裂缝多为1至数条，也有由沟底周边受切削残留应力引起的微小裂缝，属于典型的疲劳裂缝。在万向轴类中，裂缝最多，且因其应力大而迅速发展。

2. 影响辅助传动部件磁粉探伤的因素

2.1磁化规范选择与探伤灵敏度试验有误区

通常情况下，检测的敏感性除了由磁化方式、磁化方式、磁导率、工件的表面粗糙程度等因素决定之外，还与磁体自身的特性密切相关。由于采用不同的磁化技术，检测出的缺陷具有很大的敏感性和检测性能，因而对相同零件的裂纹检测结果也不尽相同。磁性探测器的提取力只能反映出整体的磁场，而无法反映出最小的磁场强度。所以，每个磁化规格都是有限的，像辅助驱动零件这样的异型零件，解体后材料形状各异，难以用统一的磁化规格来处理。

2.2探伤机的使用及磁化电流选择不当

由于传动轴是一种具有较大的长杆型中空零件，在使用多用途转动磁场进行轴向磁化时，磁极与驱动轴之间的接触不佳而引起的着火，在其两个磁极处都添加了紫铜片或铜丝，但是银铜合金并不是铁磁性物质，所以在磁化过程中并没有导磁。在垂直方向上的磁力经过工件的磁场和磁感应线，经探针到达驱动轴端时，会因紫铜片的阻挡和气隙的磁阻而使其磁性感生能力下降，从而使内环表面的分叉形塞焊区产生裂缝。在最微弱的磁场中，如果磁化电流太低，则会造成某一方向的磁力不够，造成较少的磁性痕迹，在明亮的白光照射下，很难被发现，也很难发现隐藏的细小裂缝，而单独使用剩余磁力的方法，也无法达到令人满意的结果。

2.3磁化方法和磁场方向选择不合理

磁场强度直接关系到裂缝检测的效果，而对具有特殊形状的零件，若不能确保完全的磁性，就会对检测出的缺陷产生不利的作用。磁粉检测的最根本原则是漏磁场对磁粉的吸引力，当磁物质受到外部磁场的影响时，其沿金属表面的扩散与90度垂直时产生的漏电磁场是最大的，如果漏电区域的漏电磁场没有达到足够的强度，将会导致泄漏。通过实地追踪观测，在十字形针孔的检测中，大部分的探伤工在采用检测仪进行检测时，都会在对角线上进行2次磁化，以达到检测的目的。在十字形小圆根的基底裂缝附近，因其磁路方向的存在，使得磁场不能充分地笼罩其周围，从而产生一种有效的漏电磁场。

3.改进探伤方法的有效策略

3.1合理确定磁化电流

选择马蹄铁型磁性检测机，使用了一台交流连续式磁化检测仪，其电流量的选择应以A1-15/50标准试件的清楚性来决定，工作的工作电流值要小于饱和电场的实际工作电流。交流电连续法磁化可以满足各种材质和形状的复合零件的检测，对开口的表面裂纹具有很高的敏感性，并且易于进行退磁。

3.2改进磁化方向和磁场方向

依据裂缝容易出现的部位及特征，选取主要检测表面，在转动的方向上，以15个角度，调整检测装置的磁极孔的间隔，选取2个邻近的针杆进行磁化，并将两个电极分别与试样进行充分的接触，保证磁力线沿着圆形裂缝处扩散，并在裂缝处竖直90度，从而增加漏磁的强度。将驱动轴竖直设置，使得交叉连接及环焊区朝上，在磁化过程中，在十字焊缝处，应尽可能地将磁场线与塞焊区的环形焊缝和内裂缝的纵向方向相平行，以充分地显现出裂缝，确保检测的品质。在其他材料进行磁化时，应尽可能地将磁场的取向与裂缝所在的方向相平行，以达到最大的漏场；通过多个方位的横向磁处理，可以实现磁性粉末的快速流通。

结束语：

综上所述，车间只有能够正确地使用磁化方法，对磁化方向和磁场方向进行改进，才能有效提升车间的裂纹检出能力，从而有效地降低辅助传动部件折裂事故的发生率，使内燃机车能够实现安全运行。

参考文献

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