輪勁起電機(jī)材料特點(diǎn)

錳具有脫氧、脫硫及調(diào)節(jié)作用(如阻止鋼的粒緣碳化物的形成)，還能增加鋼材的強(qiáng)度、韌性、可淬性，在鋼鐵以及不銹鋼制造過程中的應(yīng)用非常廣泛，此類用量占到了錳需求的85%一90%。

鋼軌的類型是以每米長的鋼軌質(zhì)量千克數(shù)表示的。我國鐵路上使用的鋼軌有75kg/m、60kg/m、50kg/m，43kg/m和38kg/m等幾種。鋼軌的斷面形狀采用具有最佳抗彎性能的工字形斷面，有軌頭、軌腰以及軌底三部分組成。為使鋼軌更好地承受來自各方面的力，保證必要強(qiáng)度條件，鋼軌應(yīng)有足夠的高度，其頭部和底部應(yīng)有足夠的面積和高度、腰部和底部不宜太薄。以上各種類型鋼軌中，38kg/m鋼軌現(xiàn)已停止生產(chǎn)，60kg/m、50kg/m鋼軌在主要干線上鋪設(shè)，站線及專用線一般鋪設(shè)43kg/m鋼軌。對(duì)于重載鐵路和特別繁忙區(qū)段鐵路，則鋪設(shè)75kg/m鋼軌。此外，為了適應(yīng)道岔、特大橋和無縫線路等結(jié)構(gòu)的需要，我國鐵路還采用了特種斷面（與中軸線不對(duì)稱工字型）鋼軌。現(xiàn)采用較多的為矮特種斷面鋼軌，簡(jiǎn)稱AT軌。

鋼軌傷損是鐵路軌道交通中較為嚴(yán)重的問題，直接影響了列車運(yùn)行的安全與平穩(wěn)，與運(yùn)輸成本、鋼軌材料的選定以及相關(guān)的設(shè)計(jì)制造有著密切的關(guān)系。鋼軌需要支持并且引導(dǎo)機(jī)車按照規(guī)定的方向來行駛。然而在長期的使用過程中，鋼軌會(huì)出現(xiàn)損傷，例如常見的折斷、裂紋以及其他影響性能的各種情況。只有明確鋼軌傷損及其成因，才能更好地提高鋼軌探傷的工作質(zhì)量。

鋼軌核傷

主要是因?yàn)殇撥壴谝睙捇蛘呤擒堉频倪^程中，所使用的材質(zhì)比較差，或者是在使用過程中存在著缺陷，使得機(jī)車在反復(fù)荷載的作用下，應(yīng)力得以集中，疲勞源不斷增加并且擴(kuò)展。鋼軌核傷主要發(fā)生在鋼軌的頭部位置內(nèi)側(cè)，并且伴隨核傷的直徑加大，鋼軌所承載的能力便會(huì)隨之降低。因此在高速重復(fù)載荷的作用下，鋼軌極其容易發(fā)生折斷。

鋼軌接頭損傷

這是線路當(dāng)中最為薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，機(jī)車車輛車輪不斷作用于鋼軌的接頭上，使得承受最大的慣性力要比其他部位增加55%左右。因此在平常的鋼軌探傷過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生螺孔裂紋或者是馬鞍形磨耗等。

鋼軌縱向與垂直水平裂紋

鋼軌縱向與垂直水平的裂紋主要是因?yàn)殇撥壷圃旃に囕^差，沒有重視鋼錠中存在的嚴(yán)重偏析、縮孔、夾雜等問題。使得鋼錠在軋制成為鋼軌之后，那些缺陷就會(huì)成片狀地殘留在鋼軌頭部、鋼軌軌腰部位還有鋼軌軌底部位，相反地與鋼軌縱向平行，呈現(xiàn)水平或者是垂直的狀態(tài)。

鋼軌軌底裂紋

從鋼軌腰垂直縱向裂紋向下發(fā)展，便成為了鋼軌軌底裂紋。鋼軌軌底銹坑或者是劃痕便會(huì)形成鋼軌軌底橫向裂紋。另外在制造鋼軌的過程中，鋼軌軌底有軋制、與墊板軌枕間不密貼等缺陷，使得鋼軌底部受到極大的應(yīng)力，從而導(dǎo)致鋼軌軌底橫向裂紋或者破裂。

輪勁起電機(jī)超聲波探傷

超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來檢查零件缺陷的一種方法，當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波，在熒光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。

輪勁起電機(jī)磁粉探傷

磁粉探傷利用了鋼鐵制品表面和近表面缺陷（如裂紋，夾渣，發(fā)紋等）磁導(dǎo)率和鋼鐵磁導(dǎo)率的差異，磁化后這些材料不連續(xù)處的磁場(chǎng)將發(fā)生畸變，形成部分磁通泄漏處工件表面產(chǎn)生了漏磁場(chǎng)，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積——磁痕，在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下，顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀，對(duì)這些磁粉的堆積加以觀察和解釋，就實(shí)現(xiàn)了磁粉探傷。

輪勁起電機(jī)渦流探傷

渦流探傷是以交流電磁線圈在金屬構(gòu)件表面感應(yīng)產(chǎn)生渦流的無損探傷技術(shù)。渦流磁場(chǎng)方向與外加電流的磁化方向相反，因此將抵消一部分外加電流，從而使線圈的阻抗、通過電流的大小相位均發(fā)生變化。管的直徑、厚度、電導(dǎo)率和磁導(dǎo) 率的變化以及有缺陷存在時(shí)，均會(huì)影響線圈的阻抗。若保持其他因素不變，僅將缺陷引起阻抗的信號(hào)取出，經(jīng)儀器放大并予檢測(cè)，就能達(dá)到探傷目的。

(1)鋼軌在使用一段時(shí)間后采用打磨方法將鋼軌踏面形狀打磨成更接近鋼軌原有的型(狀)線，這樣可將輪軌接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)移到鋼軌的踏面中央部位，減小接觸應(yīng)力，控制接觸疲勞裂紋的形成和擴(kuò)展。改變輪軌接觸的位置和形態(tài)，也可以將火車的車輪打磨成磨耗形踏面來改變輪軌接觸的位置和形態(tài)。采用磨耗形車輪后將原來的錐形接觸變成圓弧接觸，減小了橫向壓力同時(shí)也降低了輪軌接觸應(yīng)力磨耗形踏面由于與鋼軌面的接觸是圓弧接觸，因而它的接觸應(yīng)力較錐形踏面降低了70%，防止了鋼軌頭部疲勞裂紋的形成和擴(kuò)展。

(2)通過改善線路條件(如線路參數(shù)的設(shè)置可根據(jù)線路的實(shí)際情況改變?cè)€路下股軌底坡的設(shè)計(jì)，將原1/40改為1/20可以降低上股的橫向壓力，即減輕了輪軌接觸間的接觸應(yīng)力;提高道床的平順度，加強(qiáng)道渣的清理等措施完善線路的維修與養(yǎng)護(hù)，維修與養(yǎng)護(hù)的好壞直接關(guān)系到輪軌接觸應(yīng)力的大小，即直接影響鋼軌產(chǎn)生接觸疲勞損傷的時(shí)間)，也可以達(dá)到改變輪軌接觸形態(tài)，改善和降低輪軌接觸應(yīng)力和橫向壓力，從而達(dá)到減少和消除接觸疲勞傷損的目的。

(3)在線路上可選用耐磨性一般的U71Mn鋼軌即可。

它不僅可以作為起電裝置,還可以演示火花放電現(xiàn)象,效果非常好.但是在維氏起電機(jī)的使用過程中,必須順時(shí)針搖動(dòng)手柄,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中,也常常因?yàn)槟鏁r(shí)針搖動(dòng)手柄而不能成功地使起電機(jī)起電,特別是一些習(xí)慣用左手的人,在操作起電機(jī)時(shí)會(huì)感覺有些別扭.

感應(yīng)起電機(jī)是一種能連續(xù)取得并可積累較多正、負(fù)電荷的實(shí)驗(yàn)裝置。萊頓瓶是個(gè)電容，用來儲(chǔ)電。感應(yīng)起電機(jī)在左右各有一萊頓瓶，兩萊頓瓶集聚不同種電荷，作為電源的正負(fù)極。

當(dāng)順時(shí)針搖動(dòng)轉(zhuǎn)輪上的搖柄時(shí)，由于在靜電序列中鋁排在銅之前，所以在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鋁片與電刷上的銅絲摩擦而帶上正電荷，銅絲帶負(fù)電荷。如圖：假設(shè)剛摩擦?xí)r金屬鋁片S1帶電量為Q1，與其在同一直徑上的鋁片S2帶電量為Q2，Q1與Q2有大小之分。圖37-2所示。

當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)過90°時(shí)，S1與反面電刷Bˊ相對(duì)，此時(shí)S2ˊ、S1ˊ分別與S1、S2相對(duì)。假設(shè)Q1>Q2，由于S1ˊ與S2ˊ之間有電刷連接，會(huì)引起自由電子移動(dòng)，使得S1ˊ帶正電荷，S2ˊ帶負(fù)電荷，圖37-2（b）。

當(dāng)圓盤再轉(zhuǎn)過45°時(shí)，S1、S2分別順時(shí)針轉(zhuǎn)至與電極相接的懸空電刷E2、E1處，并在該處放電使E1、E2帶正電荷，這些正電荷又被積聚在萊頓瓶C1、C2中，圖37-2（c）。

當(dāng)圓盤再轉(zhuǎn)過45°即S1轉(zhuǎn)到與正面電刷B相對(duì)應(yīng)時(shí)， S1與S1ˊ相對(duì)，S2與S2ˊ相對(duì)，剛經(jīng)過放電的S1與S2恰好不再帶有電荷。S2ˊ帶負(fù)電使得S2感應(yīng)帶正電，又由于與金屬刷上銅絲摩擦也使它帶正電，在二者共同作用下S2帶上了正電荷；對(duì)于S1來說，S1ˊ上的正電荷使其感應(yīng)帶負(fù)電荷，由于金屬刷的連接作用，S2所帶的正電荷會(huì)導(dǎo)致電子移動(dòng)（如圖37-3）使S1帶負(fù)電，這樣，雖然有摩擦產(chǎn)生的正電荷也會(huì)被以上兩種作用所產(chǎn)生的負(fù)電荷抵消，因此S1還是帶負(fù)電荷，圖37-2（d）。

圓盤再轉(zhuǎn)過45°時(shí)，S1ˊ與S2ˊ恰好分別轉(zhuǎn)到懸空電刷E2ˊ與E1ˊ處。帶正電的S1ˊ在E2ˊ處放電后不再帶電，E2ˊ上的負(fù)電荷被中和使E2ˊ帶正電，這些正電荷被萊頓瓶C2積聚到放電叉T2的放電小球上；帶負(fù)電的S2ˊ在E1ˊ處放電后也不再帶電，且E1ˊ上的正電荷被中和使E1ˊ帶負(fù)電，這些負(fù)電荷被萊頓瓶C1積聚到放電叉T1的放電小球上，圖37-2（e）。

如果圓盤又轉(zhuǎn)過45°，S1又與S2ˊ相遇，S2與S1ˊ相遇，且此時(shí)S1﹑S2與反面電刷Bˊ相對(duì)，S1ˊ﹑S2ˊ分別在E2、E1處放電后不再帶電。此時(shí)的電荷變化與過程（d）相似, 因此與S1相對(duì)的S2ˊ帶正電荷, 與S2相對(duì)的S1ˊ帶負(fù)電荷，圖37-2（f）。

當(dāng)圓盤再轉(zhuǎn)過45°，此時(shí)S1﹑S2恰好分別轉(zhuǎn)到懸空電刷E1﹑E2處。S1在E1處放電使得負(fù)電荷被積聚到放電叉T1的放電小球上，S2在E2處放電使得正電荷被積聚到放電叉T2的放電小球上，圖37-2（g）。之后轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，電荷的變化情況將重復(fù)過程（c）~（g），由于兩盤的逆向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)至與電極相接的懸空電刷E2、E2ˊ處的金屬片將全部帶正電，轉(zhuǎn)至與電極相接的懸空電刷E1、E1ˊ處的金屬片將全部帶負(fù)電。萊頓瓶C2感應(yīng)到放電小球T2上的正電荷會(huì)越來越多，而被萊頓瓶C1感應(yīng)到放電小球T1上的負(fù)電荷也會(huì)越來越多，當(dāng)小球聚集一定電荷時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。在萊頓瓶蓋內(nèi)放電叉與懸空電刷之間的空氣也會(huì)被電離，使放電叉與懸空電刷在短時(shí)間內(nèi)相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體，將事先聚集在萊頓瓶中的電荷大部分中和之后，再一次重復(fù)上述過程。

但是，起電機(jī)并不是從一開始就可以放電的，因?yàn)榭諝獗粨舸┬枰欢ǖ碾妷?，這就需要積聚一定的電荷，而放電叉T1、T2上電荷的積累需要一定時(shí)間，所以當(dāng)起電機(jī)長時(shí)間不用后要搖動(dòng)搖柄一定時(shí)間后T1、T2間的電壓才能達(dá)到空氣的擊穿電壓而產(chǎn)生放電現(xiàn)象。

那么，反向轉(zhuǎn)動(dòng)搖桿時(shí)是否也會(huì)達(dá)到相同的效果呢？回答是否定的，因?yàn)榉崔D(zhuǎn)時(shí)雖然起電機(jī)原理和正轉(zhuǎn)一樣，但由于正反兩面的鋁片在摩擦起電后都沒有再經(jīng)過另一側(cè)電刷，而是直接在懸空電刷處放電，使兩個(gè)萊頓瓶帶有同種電荷，因此不會(huì)放電。

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