[發(fā)明專利]一種在金屬空心軸制作定量深度裂紋的方法

有效

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• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN108107110B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李亞波;陳一萍;楊凱;劉為亞;楊國建
• 申請（專利權(quán)）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01B17/00;G01N3/32;G01N1/28;G01D21/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發(fā)明公開了一種在金屬空心軸制作定量深度裂紋的方法，包括：在所述金屬空心軸的外側(cè)面加工切口；設(shè)定超聲波探傷儀的標(biāo)定值，該標(biāo)定值對應(yīng)于所述金屬空心軸的定量深度裂紋；將所述超聲波探傷儀的檢測探頭放置于所述金屬空心軸的空心孔內(nèi)，并對應(yīng)于所述切口的位置；對所述金屬空心軸加載疲勞載荷，出現(xiàn)裂紋后，所述超聲波探傷儀探測獲得對應(yīng)于裂紋的檢測值，所述檢測值小于所述標(biāo)定值則繼續(xù)加載，等于所述標(biāo)定值時則停止加載。該方法實現(xiàn)了在金屬空心車軸上制作出一條預(yù)想深度的裂紋，解決了以往不能在空心車軸上制作定量深度裂紋的難題，為空心車軸裂紋擴展特性研究提供了試驗樣件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及裂紋加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在金屬空心軸制作定量深度裂紋的方法。

背景技術(shù)

空心車軸(以下簡稱車軸)是機車車輛的重要零部件，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到機車車輛的檢修周期和行車安全，為了充分掌握車軸的疲勞斷裂性能，需要對車軸的裂紋擴展特性進行研究。在研究車軸裂紋擴展特性時，需要先在車軸上制作一條預(yù)想深度的淺裂紋，然后再在這條淺裂紋的基礎(chǔ)上進行裂紋擴展特性研究。

以往在車軸制作裂紋的過程中，由于車軸的內(nèi)外材質(zhì)不均勻，裂紋萌生特性不易掌握，從而無法判斷出裂紋的萌生時刻，每當(dāng)發(fā)現(xiàn)有疑似裂紋出現(xiàn)時，車軸的實際裂紋尺寸已經(jīng)遠遠超過需要的裂紋尺寸，因此，無法成功地在車軸上制作出一條具有預(yù)想深度的裂紋，進而無法為車軸裂紋擴展特性研究提供試驗樣件。

因此，如何在空心車軸上制作一條預(yù)想深度的裂紋是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種在金屬空心軸制作定量深度裂紋的方法，該方法能夠在空心車軸上制作一條預(yù)想深度的裂紋。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種在金屬空心軸制作定量深度裂紋的方法，包括：在所述金屬空心軸的外側(cè)面加工切口；設(shè)定超聲波探傷儀的標(biāo)定值，該標(biāo)定值對應(yīng)于所述金屬空心軸的定量深度裂紋；將所述超聲波探傷儀的檢測探頭放置于所述金屬空心軸的空心孔內(nèi)，并對應(yīng)于所述切口的位置；對所述金屬空心軸加載疲勞載荷，出現(xiàn)裂紋后，所述超聲波探傷儀探測獲得對應(yīng)于裂紋的檢測值，所述檢測值小于所述標(biāo)定值則繼續(xù)加載，等于所述標(biāo)定值時則停止加載。

可選地，加載疲勞載荷時，先加載一定次數(shù)的疲勞載荷，待一輪加載結(jié)束時，移動所述超聲波探傷儀的檢測探頭，獲得所述超聲波探傷儀的最大檢測值，若所述最大檢測值小于所述超聲波探傷儀的標(biāo)定值，則進行下一輪加載。

可選地，加載前，所述超聲波探傷儀獲得對應(yīng)于切口的最大檢測值，為初始最大檢測值；通過比較每一輪加載結(jié)束時的最大檢測值與所述初始最大檢測值確定裂紋是否產(chǎn)生。

可選地，加載前，在所述切口的周圍設(shè)置應(yīng)變片，疲勞載荷加載過程中，通過檢測所述應(yīng)變片的應(yīng)力變化確定裂紋是否產(chǎn)生。

可選地，采用疲勞試驗機對所述金屬空心軸加載疲勞載荷，疲勞載荷加載過程中，通過所述疲勞試驗機監(jiān)控系統(tǒng)中的載荷曲線確定裂紋是否產(chǎn)生。

可選地，裂紋產(chǎn)生前，對所述金屬空心軸加載的疲勞載荷逐輪增大。

可選地，加工切口時，使切口的切面平行于所述金屬空心軸的橫截面。

可選地，采用砂輪片切削所述金屬空心軸的外側(cè)面，形成切面形狀為月牙形的所述切口，

可選地，采用電火花切割所述金屬空心軸的外側(cè)面，形成切面形狀為弓弦形的所述切口。

可選地，所述金屬空心軸為空心車軸。