動力技術學院

鐵道車輛教研室鐵道車輛機械裝置檢修講授：車輛創新團隊

柳州鐵道職業技術學院任務1：輪對的基礎知識任務2：軸承軸箱的基礎知識任務3：輪軸故障分析與技術測量任務4：輪對檢修工藝項目二：輪軸檢修任務4：輪對檢修工藝超聲波探傷/磁粉探傷/輪軸檢修工藝流程知識導圖4學習目標5知識目標了解超聲波探傷的基本原理掌握輪對超聲波探傷的工藝流程了解磁粉探傷的基本原理掌握輪對磁粉探傷的工藝流程掌握輪軸一級修和二級修的基本要求和流程能力目標能夠熟練說出超聲波探傷的基本原理能開展輪對超聲波探傷工作能夠熟練說出磁粉探傷的基本原理能開展輪對磁粉探傷工作能開展輪軸二級修工作6一、

超聲波探傷原理：利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法。

1.超聲波在介質中傳播時，如遇到缺陷，缺陷的尺寸等于或大于超聲波波長時，則超聲波在缺陷上反射回來，探傷儀可將反射波顯示出來；如缺陷的尺寸甚至小于波長時，聲波將繞過缺陷而不能反射；

2.波聲的指向性好，頻率越高，指向性越好，以很窄的波束向介質中輻射，易于確定缺陷的位置.

3.超聲波的傳播能量大，如頻率為1MHZ（1兆赫茲）的超聲波所傳播的能量，相當于振幅相同而頻率為1000HZ（赫茲）的聲波的100萬倍。7一、

超聲波探傷

人們能聽到聲音是由于物體振動產生的，它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內，超過20KHZ稱為超聲波，低于20HZ的稱為次聲波。

超聲波探傷用的頻率為0.25MHz-15MHz，金屬材料超聲波探傷常用頻率為0.5MHz-10MHz，其波長約10mm~0.5mm。8一、

超聲波探傷

按照振動方向與波傳播方向的不同分為縱波、橫波、表面波等。1、超聲波的波型

(1)縱波:質點振動方向與波傳播方向一致的波稱為縱波或壓波，用符號L表示。縱波可在固體、液體和氣體介質中傳播;

(2)橫波:質點振動方向與波傳播方向垂直的波稱為橫波，用符號S表示。

(3)表面波:表面波僅在固體表面傳播月介質表面質點做橢圓運動的聲波，稱為表面波，用符號R表示。9一、

超聲波探傷10一、

超聲波探傷超射波探傷的方法探頭|發射和接收超聲波探頭核心元件|壓電晶體探頭工作原理

|電路產生高頻脈沖→壓電晶片發生高頻振動→產生超聲波超聲波作用于壓電晶體→產生電信號11一、

超聲波探傷逆壓電效應→產生超聲波正壓電效應→接收超聲波12一、

超聲波探傷阻尼塊：吸收晶片的慣性振動和輻射聲能保護膜：保護壓電晶片和電極應用：接收和發射縱波13一、

超聲波探傷斜楔塊：波形轉換和改變聲束傳播方向吸收材料：即阻尼塊應用：發射和接收橫波14一、

超聲波探傷延遲塊：消除超聲波發射持續時間等影響隔聲層：分開接收晶片和發射晶片的聲路應用：近表面缺陷的探測15一、

超聲波探傷車軸超聲波探傷|探測部位探測方式角度探頭位置輪座鑲入部橫波斜探大角度軸頸大角度車輪內側軸頸根部、卸荷槽縱波直探小角度軸端面車軸穿透縱波直探0°軸端面16一、

超聲波探傷車軸超聲波探傷|第一步：校驗儀器性能1.全軸穿透檢查，對0°直探頭進行標定；1.小角度縱波探頭對軸頸根部或卸荷槽部位探傷測距標定和靈敏度確定；2.橫波斜探頭測距標定和靈敏度確定。17一、

超聲波探傷測距標定|

將第5次底面回波調至熒光屏水平滿刻度的第4大格，此時屏幕上每1大格代表車軸的實際長度250mm（全長聲程2500mm）車軸超聲波探傷|確定靈敏度|

使第1次底面回波高度達到熒光屏垂直刻度滿幅的80%，增益30dB，稱為基準波高。在此基礎上，增益8dB～14dB，作為透聲檢查靈敏度。18一、

超聲波探傷車軸超聲波探傷|第一步：校驗儀器性能第二步：外觀檢查第三步：估計探頭放置位置1.全軸穿透檢查，對0°直探頭進行標定；1.小角度縱波探頭對軸頸根部或卸荷槽部位探傷測距標定和靈敏度確定；2.橫波斜探頭測距標定和靈敏度確定。19一、

超聲波探傷第四步：探傷操作1.核對軸端信息（掃描條形碼）；2.探測區域檢查（有無銹蝕、毛刺等）；3.全軸穿透探傷掃查；4.軸頸根部或卸荷槽部位掃查；5.鑲入部掃查。20一、

超聲波探傷車軸超聲波探傷|裂紋波形：裂紋波位置在估算范圍之內，且無雜波。鑲入部可疑波形21一、

超聲波探傷車軸超聲波探傷|透聲不良：直探底波高度達不到滿幅30%、斜探沒有輪轂反射波出現22一、

超聲波探傷車軸超聲波探傷|接觸不良：開始無輪轂反射波，之后出現。鑲入部接觸不良23二、磁粉探傷定義

|通過磁粉在缺陷附近漏磁場中的堆積以檢測鐵磁性材料表面或近表面處缺陷的一種無損檢測方法。常見應用：1：成品檢測，保障工件進行各道加工工序后，表面不產生有害缺陷；2：半成品和原材料（棒材、鋼坯、鍛件）檢測，發現原有表面缺陷；3：在鐵路運輸部門，定期檢修重要鋼制零部件（車鉤、輪對）。24二、磁粉探傷鉤舌磁粉探傷磁粉檢測制動梁磁粉探傷鉤尾框磁粉探傷搖枕磁粉探傷船體探傷25二、磁粉探傷磁粉探傷的工作原理定義

|通過磁粉在缺陷附近漏磁場中的堆積以檢測鐵磁性材料表面或近表面處缺陷的一種無損檢測方法。磁化工件→缺陷部位吸附磁粉→發現缺陷原理

|鐵磁性材料磁化后會產生漏磁26二、磁粉探傷磁粉探傷的工作原理定義

|通過磁粉在缺陷附近漏磁場中的堆積以檢測鐵磁性材料表面或近表面處缺陷的一種無損檢測方法。27二、磁粉探傷這個位置的2處缺陷能否用磁粉檢測出來？為什么？磁力線與缺陷垂直，漏磁場最強，利于檢出缺陷；磁力線與缺陷平行或夾角小于20°，漏磁場最弱，不能檢出缺陷；磁力線與缺陷的夾角大于20°，可檢出缺陷，但靈敏度低。28二、磁粉探傷|電磁探傷幾點結論:磁導率越小，漏磁場強度越強；外加磁場足以磁化零件，才能吸引磁粉，呈現缺陷磁痕；缺陷越深（深寬比越大），漏磁場強度越大，磁粉堆積越多，缺陷顯示越清晰；僅能檢查表面和近表面缺陷；磁力線與缺陷趨于垂直，漏磁通越強，趨于平行，不產生漏磁通；工件表面覆蓋層會影響磁痕顯示。29二、磁粉探傷磁粉探傷的基本流程預處理→磁化工件→施加磁粉或磁懸液→磁痕分析→退磁→后處理清除工件表面油污、鐵銹等打磨非導電覆蓋層封堵盲孔以防磁懸液流入工件表面涂敷反差增強劑，增強磁痕與工件顏色對比

30二、磁粉探傷磁粉探傷的基本流程磁化工件:交流電磁化,通過外加磁場使工件具有磁性。

磁化方法:整體磁化局部磁化（注意磁化方向）磁化方式:整體磁化局部磁化（注意磁化方向）預處理→磁化工件→施加磁粉或磁懸液→磁痕分析→退磁→后處理31二、磁粉探傷磁粉探傷的基本流程預處理→磁化工件→施加磁粉或磁懸液→磁痕分析→退磁→后處理用磁懸液潤濕工件表面通電磁化同時澆磁懸液通電持續時間1-3s停止澆磁懸液繼續通電數次直至形成磁痕

32二、磁粉探傷磁粉探傷的基本流程預處理→磁化工件→施加磁粉或磁懸液→磁痕分析→退磁→后處理保證光照磁痕分析（相關顯示、非相關顯示、偽顯示）磁痕記錄（照相、粘貼膠帶等）33二、磁粉探傷磁粉探傷的基本流程預處理→磁化工件→施加磁粉或磁懸液→磁痕分析→退磁→后處理退磁:將工件的剩磁降到零或最小后處理:清洗工件;脫水防銹處理;去除封堵;標記工件34二、磁粉探傷磁粉探傷的基本流程什么要用紫外線照明？白光燈或者黃光等可不可以？35二、磁粉探傷36二、磁粉探傷磁粉探傷的基本流程為了能勝任磁粉探傷崗位，我們需要具備哪些職業素養或知識？1、設備的操作技能，崗位操作證書；2、熟悉操作流程和作業指導書3、按規則流程操作4、工作仔細認真，能及時發現缺陷37三、輪軸檢修工藝流程

輪軸一級修是對軸承、車輪外觀技術狀態檢查，無需退卸軸承，僅對車輪踏面進行旋修的輪軸檢修，主要結合車輛段貨車站修進行，目的是維護輪軸的基本使用性能，修復后裝用臨修貨車。輪軸檢修實施檢修資質管理，按規定通過一級修資質認證。作業場地相對獨立，配置數控車輪車床及相關檢測器具、樣板，作業人員按專業上崗資質要求持證上崗。38三、輪軸檢修工藝流程

輪軸一級修工藝流程如圖所示。輪軸一級修工藝流程圖39三、輪軸檢修工藝流程

主要工裝設備數控車輪車床普通車床40三、輪軸檢修工藝流程

主要檢測器具游標卡尺軸承軸向游隙測量儀粗糙度比較樣塊41三、輪軸檢修工藝流程

主要檢測器具車輪檢查器輪徑尺輪對內距尺42三、輪軸檢修工藝流程1.外觀技術狀態檢查

（1）建立輪軸卡片，查詢鐵路貨車運用安全監控系統車輛輪軸故障預報信息，確認軸承不需要退卸。

（2）檢查軸承外觀技術狀態，標志板、施封鎖、螺栓等外觀狀態良好、標記清晰，前蓋、后擋、外圈、密封罩無碰傷變形，軸承無甩油、滲油，轉動靈活、無異音卡滯；測量軸承軸向游隙不超過0.75mm；檢查標志板確認各型新造、大修軸承在規定的使用時間或運行里程內，見表。序號軸承型號新造質量保證期限大修質量保證期限1353130B（C353130）8年或80萬km8年或80萬km2353130A8年或80萬km7年或70萬km3CTBU150（SKFItalyVOR-7030A）8年或80萬km8年或80萬km4353130X2-2RZ8年或80萬km7年或70萬km5352226X2-2RZ8年或80萬km7年或70萬km6SKF1977268年或80萬km7年或70萬km7353132A（352132A）8年或80萬km8年或80萬km8353132B（353132X2-2RS）8年或80萬km8年或80萬km43三、輪軸檢修工藝流程1.外觀技術狀態檢查

（3）檢查輪對外觀技術狀態，確認車輪踏面擦傷、局部凹陷、剝離、缺損、碾寬等缺陷情況，測量輪對內側距離、車輪直徑、輪輞厚度、輪緣厚度、踏面圓周磨耗等各部尺寸。

經外觀技術狀態檢查，僅需對車輪踏面及輪緣進行加工時，判定為一級修。44三、輪軸檢修工藝流程2.車輪踏面及輪緣加工

（1）開工前準備。對數控車輪車床進行點檢、潤滑，確認性能良好；對檢測器具進行檢查和校驗，確認技術狀態良好。45三、輪軸檢修工藝流程（2）車輪踏面及輪緣采用數控的方式加工。車輪踏面及輪緣按磨耗型（LM型）踏面的外形加工及測量，外形如圖所示，外形系列尺寸符合表6-1-2的規定。僅輪輞碾寬超限時可只旋除碾寬部分，輪緣高度恢復到27mm±1mm。46三、輪軸檢修工藝流程（3）加工作業。作業前，復測車輪直徑、輪輞寬度、輪緣厚度并確認車輪缺陷情況，確定旋修方案。根據輪緣厚度選擇加工程序、錄入輪輞寬度及旋修后車輪直徑，啟動設備移動刀架在輪輞內側面上進行對刀，對刀完成后退出刀架，設定、調整主軸轉速、Z軸進給速度等參數進行作業。型號ABCRLM16321.250LM-31.51531.51.750LM-3115312.250LM-301530.23.250LM-29.51529.53.750LM-2915294.250LM-281528.25.251LM-27.51527.55.251LM-2714275.251LM-261426.25.251車輪輪緣踏面（LM型）外形系列尺寸47三、輪軸檢修工藝流程（4）加工質量檢查。車輪踏面及輪緣上裂紋、缺損、碾堆、剝離、擦傷、局部凹陷等缺陷全部消除，其加工部位的表面粗糙度達到Ra25μm，各部尺寸符合限度規定。輪緣外側及踏面部位可局部留有黑皮，連接部位平滑過渡。48三、輪軸檢修工藝流程

輪軸二級修是對輪軸外觀技術狀態檢查，無需退卸軸承，但需要探傷的輪軸檢修。主要結合車輛段貨車段修、入段廠修進行，目的是維護輪軸的技術性能，修復后裝用段修及以下修程貨車。輪軸檢修實施檢修資質管理，按規定通過二級修資質認證。建有輪軸檢修工藝線，配備必要的工裝設備和檢測器具，具備輪對清洗除銹、輪軸磁粉探傷、輪軸超聲波探傷、車輪輪緣踏面加工、軸承磨合等功能，輪軸探傷在相對獨立的工作場地進行，配置HMIS輪軸子系統記錄各工序輪軸檢修信息。有專業上崗資質要求的作業人員持證上崗，取得相關單位頒發的資格證書和上崗證。建立完善的質量管理體系，嚴格執行檢驗制度，按規定進行質量檢查和復檢。49三、輪軸檢修工藝流程

輪軸二級修工藝流程如圖所示。輪軸二級修工藝流程圖50三、輪軸檢修工藝流程

主要工裝設備智能力矩扳機輪軸微機控制超聲波自動探傷機輪軸磁粉探傷機51三、輪軸檢修工藝流程

主要工裝設備軸承磨合機數控車輪車床輪對清洗除銹機52三、輪軸檢修工藝流程

車輪檢查器、輪徑尺（儀）、輪對內側距尺、游標卡尺、軸承軸向游隙測量儀、粗糙度比較樣塊等。車輪檢查器輪徑尺輪對內距尺53三、輪軸檢修工藝流程軸承軸向游隙測量儀粗糙度比較樣塊游標卡尺54三、輪軸檢修工藝流程檢修作業：

1.貨車運用安全監控系統信息查詢

建立輪軸卡片，查詢鐵路貨車運用安全監控系統車輛輪軸故障預報信息，并傳遞至輪軸收入崗位。55三、輪軸檢修工藝流程檢修作業：2.輪軸外觀技術狀態檢查及尺寸測量

（a）檢查軸承外觀技術狀態。標志板、施封鎖、螺栓等外觀狀態良好、標記清晰，前蓋、后擋、外圈、密封罩無碰傷變形，軸承無甩油、滲油，轉動靈活、無異音卡滯。測量軸承軸向游隙不超過0.75mm；檢查標志板確認車軸使用壽命不超期，各型新造、大修軸承在規定的使用時間或運行里程內，輪軸超聲波探傷檢查達到探傷規定。

軸承外觀狀態檢查56三、輪軸檢修工藝流程檢修作業：2.輪軸外觀技術狀態檢查及尺寸測量

（b）檢查車輪外觀狀態。有輪轂松動、輻板、輪輞裂紋等故障時判定為四級修，踏面擦傷、局部凹陷、剝離、缺損、碾寬等缺陷判定車輪旋修消除缺陷，輻板孔倒圓角尺寸小于R2mm磨修，軸身打痕、碰傷、磨傷及電焊打火深度不大于2.5mm時打磨光滑。車輪踏面外觀狀態檢查57三、輪軸檢修工藝流程檢修作業：2.輪軸外觀技術狀態檢查及尺寸測量

（c）測量輪對各部尺寸。測量輪對內側距離、車輪直徑、輪輞厚度、輪緣厚度、圓周磨耗等各部尺寸，不符合限度時判定車輪旋修，無法旋修時判定為四級修。輪對尺寸自動測量機58三、輪軸檢修工藝流程檢修作業：

3.軸承開蓋

用虎鉗拆除施封鎖，電動扳手松開軸端螺栓，卸下前蓋，檢查軸端、軸承密封座及油封外觀狀態，確認狀態良好。軸承開蓋59三、輪軸檢修工藝流程檢修作業：

4.輪軸清洗除銹

對輪軸探傷部位進行清洗除銹，清除車軸表面附著的油漆及銹垢等，使其外露表面露出基本金屬面，常用設備是輪對自動清洗除銹機。輪對自動清洗除銹機60三、輪軸檢修工藝流程檢修作業：

5.輪軸磁粉探傷

每班開工前使用樣板輪對磁粉探傷機進行日常性能校驗，由探傷工、探傷工長、質量檢查員、驗收員共同參加，檢測磁懸液濃度、紫外輻照度、白光照度、剩磁符合規定，磁化電流符合規范，A型試片溝槽顯示清晰，校驗合格后開工作業輪軸復合磁化熒光磁粉探傷機61三、輪軸檢修工藝流程檢修作業：

6.輪軸超聲波探傷

每班開工前使用樣板輪對微機控制超聲波探傷機進行日常性能校驗，使用標準試塊及半軸試塊對多通道超聲波探傷儀進行日常性能校驗，由探傷工、探傷工長、質量檢查員、驗收員共同參加，校驗合格后開工作業。超聲波探傷儀62三、輪軸檢修工藝流程檢修作業：

7.車輪踏面及輪緣加工

同輪軸一級修檢修作業中的車輪踏面及輪緣加工，加工后的車輪尺寸不低于二級修限度規定。輪對旋修車間63