一、引言
随着轨道交通行业的迅速发展,对列车的可靠性和耐久性提出了更高的要求,轨道交通零部件作为列车的重要组成部分,其质量和性能直接影响到列车的运行和使用时限,在各种环境因素中,温度是影响零部件性能和时限的重要因素之一,高温老化箱作为一种模拟高温环境的试验设备,在轨道交通零部件的老化检测中发挥着重要作用。
二、高温老化箱的工作原理与特点
(一)工作原理
高温老化箱通过加热系统将箱内空气加热到设定的温度,同时通过循环风扇使箱内空气均匀循环,以保证箱内各点的温度均匀性,此外,还配备了温度控制系统,能够控制箱内的温度,并保持温度的稳定性。
(二)特点
温度范围广:可以根据不同的试验需求,设定不同的高温范围,一般可达到 200 - 500℃甚至更高。
温度均匀性好:采用强制空气循环和合理的风道设计,确保箱内不同位置的温度差异在较小范围内。
控制精度高:先进的温度控制器和传感器,能够控制箱内温度,控制精度通常在±1℃以内。
三、轨道交通零部件老化的原因与影响
(一)老化原因
在轨道交通运行过程中,零部件长期处于高温、振动、摩擦等复杂环境下,高温环境会导致零部件材料的分子结构发生变化,如聚合物的降解、氧化,金属材料的软化、疲劳等,从而使零部件的性能逐渐下降。
(二)老化影响
老化后的轨道交通零部件可能会出现性能下降、可靠性下降、使用时限缩短等问题,例如,橡胶密封件老化会导致密封性能下降,可能引起泄漏;电子元件老化会导致电气性能不稳定,影响信号传输和控制功能;金属零部件老化可能会出现强度下降、疲劳裂纹等,增加隐患。
四、高温老化箱在轨道交通零部件老化检测中的应用
(一)橡胶制品老化检测
橡胶密封件、减震垫等在轨道交通中广泛应用。将这些橡胶制品放入高温老化箱中,在设定的高温条件下进行一定时间的老化试验,通过测试老化前后橡胶制品的硬度、拉伸强度、断裂伸长率、压缩变形等性能指标,评估橡胶制品的耐老化性能和使用时限。
(二)电子元件老化检测
轨道交通中的电子控制单元、传感器、连接器等电子元件,在高温环境下容易出现性能下降和故障,利用高温老化箱对电子元件进行老化试验,通过监测老化过程中的电性能参数(如电阻、电容、电感、电压、电流等)以及老化后的功能测试,判断电子元件的可靠性和稳定性。
(三)塑料零部件老化检测
轨道交通中的内饰件、线槽、灯罩等塑料零部件,长期暴露在高温环境下会发生老化,将塑料零部件放入高温老化箱中进行老化试验,通过测试老化前后的力学性能(如拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等)、光学性能(如颜色、透明度)、热性能(如熔点、热变形温度)等,评估塑料零部件的耐老化性能和使用时限。
(四)金属零部件老化检测
轨道交通中的轴箱、车轮、制动盘等金属零部件,在高温和交变载荷作用下会发生疲劳和蠕变,通过高温老化箱模拟高温环境,结合力学性能测试设备(如拉伸试验机、疲劳试验机)对金属零部件进行老化试验,研究金属零部件在高温下的力学性能变化规律,评估其疲劳时限和可靠性。
五、高温老化试验的步骤与注意事项
(一)试验步骤
样品准备:选取具有代表性的轨道交通零部件样品,并对样品进行清洁、测量和记录初始性能参数。
试验设置:根据零部件的使用环境和要求,设置高温老化箱的温度、试验时间、循环方式等参数。
样品安装:将准备好的样品安装在高温老化箱内的专用支架或夹具上,确保样品在试验过程中受热均匀。
试验运行:启动高温老化箱,开始老化试验,并定期对试验过程中的温度、时间等参数进行监控和记录。
试验结束:达到设定的试验时间后,关闭高温老化箱,取出样品,待样品冷却到室温后,对样品进行性能测试和分析。
(二)注意事项
样品安装时应避免相互遮挡和接触,以保证每个样品都能均匀受热。
试验过程中应定期检查高温老化箱的运行状态,如温度均匀性、加热系统、循环风扇等,确保试验的准确性和可靠性。
试验结束后,应及时关闭高温老化箱的电源和加热系统,待箱内温度降范围后,再进行样品取出和处理。
六、结论
高温老化箱在轨道交通零部件老化检测中具有重要的应用价值,通过模拟高温环境对零部件进行老化试验,可以有效地评估零部件的耐老化性能和使用时限,为轨道交通零部件的设计、生产和质量控制提供科学依据,随着轨道交通行业的不断发展,对零部件的性能和质量要求将越来越高,高温老化箱的应用也将更加广泛和深入,为提高轨道交通的可靠性发挥重要作用。