和諧型機車彈簧技術(shù)規(guī)范B版.doc
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HJB3-2010(V1.0) 和諧型機車螺旋懸掛彈簧技術(shù)規(guī)范(暫行)Technical Specification,cylindrical helical Spring of HX locomotives (provisional)(征求意見稿)2010年1月前 言為了提高和諧型大功率交流傳動機車關(guān)鍵部件的質(zhì)量和可靠性,明確相關(guān)部件的最低技術(shù)要求,保證相關(guān)部件滿足和諧型機車的運用,特編寫機車關(guān)鍵部件之一螺旋懸掛彈簧的技術(shù)規(guī)范。本技術(shù)規(guī)范生效后,即成為相關(guān)部件上車的必要條件。本技術(shù)規(guī)范總體上不低于歐洲標準EN 13298:2003(懸掛元件鋼制螺旋懸掛彈簧)、EN 10089:2002(用于淬火、回火彈簧的熱軋鋼供貨技術(shù)條件)以及外方提供和諧型機車技術(shù)規(guī)范的要求,能反映我國目前所能達到的最高技術(shù)水平。本規(guī)范主要起草單位:鐵道部機車聯(lián)辦主要起草人:本規(guī)范于XXXX年XX月發(fā)布,于XXXX年XX月實施。目 次 1 范圍 32 規(guī)范性引用文件 33 產(chǎn)品分類 34 運用要求 45 產(chǎn)品技術(shù)要求 46 制造要求 77 試驗方法 88 檢驗規(guī)則 139 質(zhì)量保證與RAMS 1510 制造廠家生產(chǎn)資質(zhì)及能力1611 資料、標志、包裝、儲存與運輸1712 附件清單18附錄A (規(guī)范性附錄)19附錄B (規(guī)范性附錄)24附錄C (規(guī)范性附錄)28附錄D (規(guī)范性附錄)29和諧型機車螺旋懸掛彈簧技術(shù)規(guī)范(暫行) 1 范 圍本技術(shù)規(guī)范規(guī)定了和諧型大功率交流傳動機車螺旋懸掛彈簧的產(chǎn)品分類、運用要求、技術(shù)性能要求、材料選用、制造工藝要求、檢驗試驗方法、質(zhì)量保證、制造商資質(zhì)、標志包裝等內(nèi)容。本規(guī)范適用于和諧型大功率交流傳動機車懸掛裝置鋼制螺旋彈簧。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本規(guī)范的引用而成為規(guī)范的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包含勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本規(guī)范。然而,鼓勵根據(jù)本規(guī)范達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本規(guī)范。 DIN 2077:熱軋彈簧圓鋼,尺寸,尺寸和形狀允許偏差 DIN EN 13906-1:由圓鋼絲或棒材制成的圓柱螺旋壓縮彈簧,計算與設(shè)計 DIN 2096:由圓鋼絲或棒材制成的圓柱螺旋壓縮彈簧,熱卷壓縮彈簧的質(zhì)量要求 EN 10089:需淬火、回火的熱軋彈簧鋼,供貨技術(shù)條件 EN 13298:懸掛元件鋼制螺旋懸掛彈簧 TB/T 1025:機車車輛用熱卷螺旋壓縮彈簧供貨技術(shù)條件 GB/T 1222:彈簧鋼3 產(chǎn)品分類本規(guī)范所包含的螺旋彈簧分為兩類(見表1)。彈簧類別應(yīng)在技術(shù)要求中說明。 表1 彈簧分類類別A類B類定義規(guī)定軸向和橫向剛度(或)彎曲只規(guī)定軸向剛度4 運用要求彈簧要能滿足以下使用要求:4.1 環(huán)境溫度-40+60(短時80),空氣相對濕度099%。4.2 能夠在有鹽、雨、雪、冰、冰雹、灰塵、碎石、工業(yè)廢氣(特別是臭氧)、植物種子纖維的環(huán)境下正常工作。5 產(chǎn)品技術(shù)要求5.1 材料要求本規(guī)范中制造彈簧用材料的牌號、化學(xué)成分、力學(xué)性能等應(yīng)符合EN 10089或GB/T1222的規(guī)定以及以下的要求。尺寸要求按DIN 2077。5.1.1材料牌號及性能要求表2 常用材料牌號及機械性能序號材料直徑適用范圍mm材料牌號Rp0.2Mpa最小RmMpaA%最小Z%最小沖擊韌性在20時KU J最小1d 2461SiCr71400155018505.5208224 d 6052SiCrNi513001450175063510324 d 7052CrMoV4130014501750635104d 4051CrV4120013501650630105d 4046SiCrMo6140015501850635106d 4050SiCrMo61420165019506305720 d 8060Si2CrVA165018606205.1.2材料特殊要求a)用來制造彈簧的棒料應(yīng)剝皮、磨光,表面粗糙度Ra2.0m,外徑公差見表3。 表3 磨光料外徑公差 mm序號材料直徑公差18 d 10 0.05210 d 20 0.08320 d 30 0.10430 d 40 0.12540 150 mm 偏差p 1.0%Lo。(2)數(shù)值彈簧端圈的垂直度偏差應(yīng)小于或等于技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的最大值。(3)控制樣品應(yīng)是彈簧。測量方法:端圈的垂直度偏差通過如下規(guī)定的固定直角尺測量。彈簧放置在一個平面上,且靠著此平面上的一垂直桿。然后,旋轉(zhuǎn)彈簧,直到找到最大偏移所在的位置(見圖A.1)。 測試應(yīng)對彈簧兩個端面分別進行測量。 圖A.1 垂直度A.6 簧圈間的間距A.6.1 方法1 (1) 定義 方法1可以用于確定圓柱螺旋彈簧有效圈之間的間距,該圓柱螺旋壓縮彈簧具有不變的節(jié)距,由圓鋼制成,末端并緊、磨平。有效圈之間的距離由間隙系數(shù)確定,間隙系數(shù)表示簧圈間的距離與圓鋼直徑間的關(guān)系。間隙系數(shù)應(yīng)用下列公式確定: (A.1)其中:(A.2)注:n 有效圈; G 切變模量。技術(shù)規(guī)范中應(yīng)規(guī)定當彈簧承受規(guī)定的靜負荷Fj時其間隙系數(shù)的最小值。 對于安裝在機車車輛上的彈簧,除考慮軸向負荷外,還要考慮承載的具體情況(指有無橫向),建議使用表A.2規(guī)定的數(shù)值:表A.2 間隙系數(shù)軸向載荷彈簧類型minFjA0.4FjB0.3除非另有規(guī)定,力Fj = FB定義:荷重FB由以下得到:機車:mvomg客車:(mvom1.2C2)g貨車:(mvom1.2C3)g其中 C2:按TB/T 1335-1996規(guī)定的客車承載質(zhì)量; C3:車輛可承載的最大質(zhì)量; VOM:機車車輛正常工作。(2) 數(shù)值間隙系數(shù)應(yīng)與技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的值相一致。(3) 試驗方法樣品應(yīng)是彈簧。試驗方法先測量彈簧的Lj、d、Di、De及Ks,再用公式A.1和A.2求出間隙系數(shù)。彈簧承受軸向靜載荷Fj時的高度Lj應(yīng)按7.3.1規(guī)定的方法測量。軸向靜剛度Ks應(yīng)按7.3.2規(guī)定的方法測定。A.6.2 方法2(1) 定義方法2是在彈簧承受負荷Fj時高度LM和壓并高度Lc之間所測量的整個簧圈間剩余變形量e。剩余變形量為: . (A.3)其中 (A.4)注:d包括圓鋼直徑的允許公差以及表面保護層的厚度。最小e值應(yīng)在技術(shù)規(guī)范中規(guī)定。對于B類彈簧,以及rj / D = 0.05和LM / d 2情況下的A類彈簧,建議用以下的剩余變形量:. (A.5)對于其它A類彈簧,可以采用下列推薦值:. (A.6)剩余變形量視彈簧的橫向位移量和細長比而定。(2) 數(shù)值剩余變形應(yīng)與技術(shù)規(guī)范中規(guī)定的值相一致。(3) 試驗方法進行試驗是將彈簧先壓縮到高度LM,然后再壓縮到高度Lc,最后計算出這兩者的高度差。該試驗應(yīng)在彈簧表面防護處理前進行。如彈簧由于設(shè)計原因不能壓縮到壓并高度,計算一下剩余變形就足夠了。附錄B(規(guī)范性附錄)噴丸預(yù)應(yīng)力效果B.1 對象噴丸工藝的參數(shù)控制,對于保證各個彈簧之間以及各批彈簧之間噴丸處理的重復(fù)性和一致性是非常必要的。為達到一致的效果,必須嚴格控制鋼丸的特性,其尺寸、形狀、硬度、噴射速度及角度。為控制噴丸工藝,除了其他檢驗之外,下列兩個參數(shù)必須檢驗: 噴丸強度; 受噴面的覆蓋率。B.2 強度檢查B.2.1 一般性合適的鋼丸噴射能量對于控制噴丸工藝過程是必要的。ALMEN法被認為是有效的方法之一,能確保噴丸工藝過程的強度和重復(fù)性。ALMEN強度的標志應(yīng)包括: ALMEN弧高 試片類型B.2.2 ALMEN法(1) 試片規(guī)定可以使用三種試片(N、A、C)。試樣根據(jù)其厚度區(qū)分如下: N型:0.8 mm; A型:1.3 mm; C型:2.4 mm。試片的特性在表B.1中給出,其使用范圍如下: N型:弧高 0.45 mm; A型:弧高 0.1 mm0.6 mm; C型:弧高 0.15 mm。噴丸后的ALMEN試片,不能重復(fù)使用。注:若有可能,應(yīng)盡可能使用A型ALMEN試片。如A型ALMEN試片的弧高不在要求的范圍內(nèi),則可以使用其它類型的試片。表B.1 試片特性特性參 數(shù)鋼具有以下化學(xué)成分含量(%)的冷軋鋼0.65C0.730.40Mn0.700.15Si0.35P0.035 S0.035硬度44 HRC50 HRC長度(76.2 0.4)mm寬度(19 +0.05 0.10) mm厚度(1.30 +0.02 0.03) mm平面度相對于弧高 0.04(2) 試驗方法ALMEN試片固定在如圖B.1所示的金屬座上,這時試片承受與彈簧相同的噴丸處理。ALMEN試片支座應(yīng)安裝在: 與需檢查彈簧具有相同尺寸的彈簧上; 如沒有相同尺寸的彈簧,則可在具有相似幾何尺寸的彈簧上。試片的安裝的數(shù)量應(yīng)取決于彈簧的自由高度Lo: Lo500mm 安裝6個試片;3片在彈簧內(nèi)側(cè),3片在彈簧外側(cè);試片應(yīng)位于彈簧兩端和中心; 500 Lo300mm 安裝4個試片;2片在彈簧內(nèi)側(cè),2片在彈簧外側(cè);試片應(yīng)位于彈簧兩端; Lo 300mm 安裝2個試片;1片在彈簧內(nèi)側(cè),1片在彈簧外側(cè);試片應(yīng)位于彈簧中心。(3) 數(shù)值 試片從支座上取下后,由于噴丸處理而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和表面的塑性變形使試片表面產(chǎn)生一個朝噴丸方向的曲度。若技術(shù)規(guī)范中沒有規(guī)定其它值,則A型試片上的ALMEN弧(用圖B.2定義的ALMEN系統(tǒng)測量得到的弧高)應(yīng)在0.40.6mm之間。C型或N型試片的ALMEN弧具有特殊的對應(yīng)關(guān)系。圖B.1 ALMEN試驗裝置金屬座的硬度:HRC 62 HRC 65圖B.2 ALMEN測量器注:ALMEN測量器是被設(shè)計用來測定試片的弧高的,它是百分表(精度為0.01mm)安裝在平板上,平板固定有四個淬硬鋼球,形成矩形的四個角,并且要在同一平面上。B.3 檢查覆蓋率(1) 定義如彈簧表面經(jīng)完全、均勻地噴丸處理后,則能獲得100%的覆蓋率。(2) 試驗方法表面覆蓋率的檢查是通過放大倍數(shù)為10倍的放大鏡來觀察進行的,也可以使用客戶能接受的其它方法檢驗。附錄C(規(guī)范化附錄)圓鋼制螺旋彈簧表面缺陷的磁力探傷C.1 對象本附錄規(guī)定了當用磁力探傷方法檢查圓鋼制螺旋彈簧表面完整性的應(yīng)用條件。C.2 方法為探測平行于棒條軸向的缺陷(縱向缺陷)及垂直于軸向的缺陷(橫向缺陷),需要兩種磁化方法。 縱向缺陷:由沿著彈簧縱軸方向電流磁化; 橫向缺陷:由通過輔助導(dǎo)體的電流磁化,該輔助導(dǎo)體置于彈簧螺旋線的軸線上。使用的檢查裝置應(yīng)能夠在前面指出的方向上產(chǎn)生環(huán)狀磁化,每個磁化方向的磁場強度至少是3 kA/m。磁感應(yīng)水平通過磁流的強度識別。缺陷通過含有熒光粉的磁性溶液探測,該溶液應(yīng)對檢查部分不產(chǎn)生有害影響。檢查應(yīng)在光強度至少為15 W/m2的紫外線光下進行,并在距離0.3 m處測量。光強度應(yīng)不大于10 lx。系統(tǒng)敏感性檢驗應(yīng)在現(xiàn)場進行,包括測量場強和使用已知類型、位置、尺寸和分布的真實缺陷的參考環(huán)體。如不能滿足這些條件,可以使用人工制造缺陷的參考環(huán)體。注:與上述不同方向的缺陷可以用相同的方法探測,但應(yīng)使用更大的磁場強度。在此情況下,縱向缺陷和橫向缺陷不可能出現(xiàn)規(guī)律性差異。C.3 特別預(yù)防為避免電流通過彈簧而引起的任何電弧,在彈簧末端使用電極時應(yīng)特別注意。電流通過后,彈簧尤其是末端可能留有很大的殘余磁場。因此,檢查后必須要退磁。退磁可以用一交流電通過彈簧圈。電流應(yīng)穩(wěn)定地從最大值減到零。經(jīng)過此操作后,彈簧表面任何一點的殘余磁場應(yīng)不超過0.3 kA/m。附錄D(規(guī)范性附錄)疲勞試驗D.1 概要當彈簧在下列情況之一時,為保證產(chǎn)品質(zhì)量和裝車后的運行安全,應(yīng)進行疲勞性能試驗:a) 新產(chǎn)品定型或鑒定認證時;b) 當產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)條件、制造工藝發(fā)生重大改變時;c) 客戶提出要求時。本附錄規(guī)定了彈簧疲勞試驗的方法及試驗后的檢查D.2 試驗要求對于只承受軸向負荷的彈簧(B類彈簧)只需進行軸向疲勞試驗。對于要同時承受軸向負荷和橫向負荷的彈簧(A類彈簧)要在軸向及橫向兩個方向分別進行疲勞試驗。疲勞試驗機應(yīng)采用正弦(或近似正弦)的力或位移加載,疲勞試驗機的力、位移及頻率的精度應(yīng)在1.5級以上。疲勞試驗機應(yīng)有自動記數(shù)功能,到設(shè)定的次數(shù)后自動停機以及當彈簧折斷后自動停機功能,以確保安全。疲勞試驗機及承擔疲勞試驗的疲勞試驗室必須經(jīng)過國家計量檢定部門的檢定并認證合格。二系懸掛高圓螺旋彈簧的上下端有時帶有橡膠墊。作軸向疲勞試驗時,允許將彈簧與橡膠墊組裝后(與車上實際組裝情況相同)一起作疲勞試驗,也可不帶橡膠墊試驗。在做橫向疲勞試驗時,必須將橡膠墊與彈簧組裝后(與車上實際組裝情況相同)一起作疲勞試驗。因為有無橡膠墊時彈簧的應(yīng)力相差甚大。D.3 軸向疲勞試驗試驗時,受試彈簧裝在專用支座上,應(yīng)使其與實際機車車輛上工作的條件相同(特別是定心裝置的型式、直徑和高度),并保證在試驗期間上下支承面保持平行且同軸。試驗載荷為 FjKFj其中:Fj彈簧軸向靜載荷;K彈簧的動荷系數(shù)。除技術(shù)要求另有規(guī)定外,取K=0.25。試驗頻率 : 15Hz。試驗循環(huán)次數(shù):2106。試驗加載方法:先施以等于靜載荷的預(yù)加載荷,再逐漸施加動載荷到規(guī)定的數(shù)值及頻率,待力(或位移)的讀數(shù)穩(wěn)定后開始疲勞試驗的記數(shù)。試驗應(yīng)連續(xù)進行,除改變工況及正常檢查試驗機外,不得任意停機。停機原因及時間應(yīng)作記錄。帶橡膠墊試驗的彈簧,若橡膠墊失效或破裂時,允許停機更換橡膠墊后繼續(xù)進行試驗。D.4 橫向疲勞試驗試驗設(shè)備采用與橫向剛度試驗時相同的原理,一般為彈簧上端固定,下端可以在一個方向任意滑動(見圖D.1)。試驗期間彈簧上下支承面應(yīng)保持平行。在軸向加載至軸向靜載荷Fj的條件下再加橫向載荷,橫向加載常用橫向位移表示。除技術(shù)要求中另有規(guī)定外,可按表D.1的加載方式。圖 D.1 橫向疲勞試驗裝置示意圖表D.1 加載方式序號模擬工況橫向加載位移頻率循環(huán)次數(shù)1通過特小半徑曲線橫向大位移rA1=設(shè)計最大橫向位移量0.90.52Hz11042通過大半徑曲線橫向位移rA2=設(shè)計最大橫向位移量0.513Hz30104試驗應(yīng)先試大載荷工況,后試小載荷工況。試驗應(yīng)連續(xù)進行,除改變工況或正常檢查試驗機外不得任意停機。如有停機,停機原因及時間應(yīng)作記錄。帶橡膠墊試驗的彈簧,若橡膠墊失效或破裂時允許停機更換橡膠墊后繼續(xù)進行試驗。D.5 疲勞試驗后的檢查彈簧經(jīng)軸向及橫向疲勞試驗后不得出現(xiàn)疲勞裂紋和斷裂。橡膠墊不得出現(xiàn)裂紋,橡膠與金屬接合處不能有發(fā)粘及脫離等現(xiàn)象,如出現(xiàn)這些情況可視為橡膠件不合格,允許更換橡膠件后繼續(xù)進行彈簧的疲勞試驗直至結(jié)束。疲勞試驗后應(yīng)檢查彈簧的永久變形。試驗前后彈簧自由高差1mm。試驗應(yīng)從一批產(chǎn)品中隨機抽取二個(或二個以上)試樣彈簧,二個彈簧必須同時合格。若二個試樣都不合格,則該批彈簧視為不合格。只有一個不合格時允許復(fù)驗,復(fù)驗是在同批彈簧中再任選二個彈簧作疲勞試驗,兩個同時合格,該批彈簧才算合格。第 32 頁 共 31 頁第 28 頁 共 31 頁- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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