Pesquisa sobre Axle Box Springs em EMUs: Função, Classificação, Causas de fadiga, Detecção & Prevenção

Como principal modelo de transporte ferroviário moderno, a segurança e a estabilidade do funcionamento da UEM têm um impacto importante nas viagens das pessoas, transporte de mercadorias e o desenvolvimento de toda a economia social. Entre as partes importantes da UEM, o mola da caixa do eixo (primavera ferroviária) é um dos componentes mais essenciais. Pode aliviar a força de impacto entre as rodas e a pista e fazer com que as rodas se encaixem na pista, garantindo assim a viagem tranquila e a operação segura do trem. No entanto, devido à operação de longo prazo e de alta carga, o problema de fadiga de contato da mola da caixa do eixo ocorre frequentemente, causando operação instável e riscos de segurança para o trem. Portanto, a pesquisa aprofundada sobre este problema e a exploração de medidas preventivas tornou-se um dos focos atuais de pesquisa em transporte ferroviário e áreas afins.

Função e classificação das molas da caixa do eixo

O papel das molas ferroviárias
A mola da caixa do eixo é um dos principais componentes do sistema de suspensão da UEM. Sua função é aliviar a força de impacto entre as rodas e a pista, reduzindo assim o atrito entre as rodas e os trilhos, garantindo ao mesmo tempo o deslocamento suave do trem; também pode reduzir o desgaste da pista. A mola da caixa do eixo pode aceitar forças multidirecionais, realizando assim absorção de choque multidirecional e funções de suspensão. Em termos de absorção de choque, a rigidez da mola ferroviária e o coeficiente de amortecimento da mola da caixa do eixo afetam diretamente a força de impacto entre a roda e a via, enquanto em termos de suspensão, a estrutura guia e o conector da mola ferroviária são componentes essenciais para alcançar a manobrabilidade de giro de trens ferroviários de alta velocidade com carga pesada.

Classificação das molas da caixa de eixo
De acordo com suas diferentes formas estruturais, as molas da caixa do eixo podem ser divididas em quatro categorias: tipo de mola de lâmina, tipo de mola de disco, tipo de pulso e tipo de mola a gás. A classificação específica é a seguinte：

• Mola de lâmina, eixo, caixa de mola: Sua estrutura é composta principalmente por múltiplas placas de aço finas unidas e conectadas em um conjunto de mola integral com parafusos, nozes, etc.. Tem as características de grande rigidez elástica e forte rigidez, mas é pesado.
• Mola de disco, eixo, caixa de mola: Também conhecida como mola espiral, é uma forma estrutural muito comum. Sua superfície é torcida, que se adapta a diferentes condições da estrada. Tem rigidez moderada e é relativamente leve.
• Mola da caixa do eixo de pulso: Refere-se principalmente à mola com a forma estrutural de uma cabeça esférica ou garfo de costura em anel, junta esférica ou conexão de pulso na superfície do rolamento. Possui as características de uma estrutura compacta, pequena rigidez da mola e forte adaptabilidade.
• Mola de caixa de eixo de mola a gás: foca em molas com gás como elementos elásticos, usado principalmente no sistema de suspensão de trens leves de passageiros sobre trilhos. Suas vantagens são a elasticidade estável do sistema, reversibilidade do fluido, e até mesmo a capacidade de alterar o coeficiente elástico ajustando o tamanho da pressão do ar.

Causas e fatores que influenciam a fadiga de contato

Causas da fadiga de contato

O efeito de acumulação de atrito e pressão constantes na pequena deformação da superfície de contato causa a fadiga de contato da mola de amortecimento. Depois de um certo número de ciclos, esta pequena deformação ultrapassará o limite de fadiga do próprio material e causará a falha da mola da ferrovia. Entre eles, a resistência à fadiga e a vida útil da mola do eixo afetam diretamente o tamanho e a probabilidade de fadiga de contato. Os principais fatores incluem a qualidade do aço da mola, forma estrutural, processo de fabricação, temperatura ambiente e outros fatores.

Fatores que afetam a fadiga de contato

• Qualidade do material da mola: As propriedades e a qualidade do material da mola desempenham um papel vital na incidência da fadiga de contato. Com a melhoria contínua da tecnologia e otimização do aço, algumas molas de caixa de eixo fizeram grande progresso em materiais de mola, processos de fabricação, etc., reduzindo efetivamente o risco de fadiga de contato.
• Tamanho e frequência da carga: O tamanho e a frequência da carga são um dos principais fatores que levam à fadiga de contato da mola da caixa do eixo. Com o aumento da carga e a aceleração da frequência, as condições de trabalho da mola de amortecimento se tornarão mais complexas e severas, e a probabilidade de fadiga de contato também aumentará.
• Temperatura ambiente: A temperatura ambiente tem uma influência crítica no coeficiente elástico e na dureza da mola da caixa do eixo. Especificamente, quando em um ambiente de alta temperatura, a mola da caixa do eixo está sujeita a deformação plástica ou afrouxamento, e quando em um ambiente de baixa temperatura, a mola da caixa do eixo pode sofrer fratura frágil.

Métodos comuns de detecção e medidas preventivas

Método de detecção comum

• Método de teste não destrutivo: Ele usa principalmente tecnologia de testes não destrutivos, como ultrassom, pó magnético, corrente parasita e outros métodos para detectar defeitos de mola, bem como medir parâmetros como dureza superficial e resistência à fadiga da mola.
• Método de teste de carga dinâmica: Ele usa principalmente testes de carga reais para analisar a resposta de frequência da mola da caixa do eixo sob seu estado de funcionamento e medir as mudanças de tensão e deformação da mola sob diferentes condições de carga..
• Método de teste de carga estática: principalmente através de carregadores de gravidade, compressores de mola e outros equipamentos para testar diretamente a resistência, rigidez e resistência à fadiga da mola da caixa do eixo.

Medidas preventivas

• Otimize materiais de mola: use aço e tecnologia de alta qualidade para melhorar a resistência e rigidez dos materiais da mola e aumentar a vida útil e a resistência à fadiga das molas.
• Use métodos apropriados de correspondência e lubrificação: ajustando a folga correspondente e o método de lubrificação da superfície entre a mola da caixa do eixo e o orifício da caixa do eixo, reduzir a ocorrência de fadiga de contato e prolongar a vida útil da mola.
• Inspeção e manutenção: mantenha e inspecione regularmente a mola da caixa do eixo, descobrir e reparar imediatamente os defeitos e perigos ocultos da mola de amortecimento, e garantir sua estabilidade e confiabilidade na operação.

Fornecedor

Luoyang Fonyo Indústrias Pesadas Co., Ltda,fundada em 1998, é fabricante de peças ferroviárias fundidas. Nossa fábrica cobre uma área de 72.600㎡, com mais de 300 funcionários, 32 técnicos, incluindo 5 engenheiros seniores, 11 engenheiros assistentes, e 16 técnicos.Nossa capacidade de produção é 30,000 toneladas por ano. Atualmente, produzimos principalmente fundição, usinagem, e montagem para locomotiva,vagão,trens de alta velocidade, equipamento de mineração,energia eólica,etc.Nossos produtos foram exportados para a Rússia, os Estados Unidos, Alemanha, Argentina, Japão, França, África do Sul,Itália e outros países.
Contato: Stella Liu
E-mail:[email protected]
Móvel:+8615515351287