【文章內(nèi)容簡介】 雖然隨著技術(shù)、材料和工藝的發(fā)展 ,滾 動 軸 承 的 各 項 指 標 已 大 有 改 觀 ,但 在 運 行中仍暴露出不少問題 ,尤 其 是 近 年 來 ,幾 次 提 速 后 一 些 故 障 更 加 突出 ,對 齊 齊 哈 爾 車輛段 2020～ 2020 年發(fā)現(xiàn)的 197726 型 軸 承 保 持 架破 碎 故 障 和 2020 年 10 月 22 日～ 24 日在 齊 齊 哈 爾 車 輛 段 列 檢 所滾動軸承密封罩松動故障的調(diào)查分析見表 21 所示。 表 21 197726 型軸承故障調(diào)查統(tǒng)計表 年份 密封罩松動數(shù)量 車輪有擦傷或剝離擦傷 剝離過限 數(shù)量比率 / % 數(shù)量比率 / % 2007 8 8 100 5 2008 30 28 93.3 18 60 2009 70 64 91.1 46 2010 127 122 96 83 無軸箱滾動軸承的構(gòu)造 無軸箱滾動軸承的主件有七部分組成： 密 封 罩 外 圈 滾子 塑鋼保持架 中 隔 圈 內(nèi)圈 密 封 罩 組 件 。 附 件 有 后擋、前蓋、標志板、螺栓、施封鎖、防松片，如圖 22 所示。 防松片 密封組成 外圈 滾子 密封座 軸端螺栓 前蓋 密封座 保持架 中隔圈 密封組成 后擋 圖 22 無軸箱滾動軸承 組成 無軸箱滾動軸承的工作原理 滾動軸承一般結(jié)構(gòu)是由內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架、中隔圈等組成。滾動軸承是借助于在內(nèi)、外圈之間的滾動體滾動實現(xiàn)傳力和滾動的。內(nèi)圈緊密配合于軸頸上，當車輪轉(zhuǎn)動時，內(nèi)圈隨軸頸回轉(zhuǎn)，并引導(dǎo)滾動體一面繞其軸心自轉(zhuǎn)，一面沿內(nèi)外圈滾道公轉(zhuǎn)。軸承 有 徑 向 間 隙 和 軸 向 間 隙 ，以 保 證 滾 動 體 能 自 由 轉(zhuǎn) 動 ，滾 動 體 與 內(nèi) 、外圈之間的相對運動完全是滾動，而不是滑動。保持架用以維持各滾動體之間的位置，防止傾斜和相互碰撞，保證滾動體能沿滾道均勻分布。 軸承檢修管理機制 貨車軸承及輪對與車 輛 同 步 進 行 定 期 檢 修 ， 并 實 行 壽 命 管 理 、狀態(tài)修、換件修和專業(yè)化集中修的檢修管理機制。軸承的壓裝分為新壓裝和重新壓裝，軸承的壓裝必須在車輛廠和車輪廠、車輛段進行。軸承的檢修分一般檢修和大修。大修必須在軸承制造（大修）廠內(nèi)進行，軸承的一般檢修必須經(jīng)軸承制造（大修）廠認可、鐵道部批準的單位進行，段修時車輛段只對軸承進行狀態(tài)檢修。 軸承的報廢 有下列情況軸承報廢：車輛顛覆或重車脫軌后的全車軸承；發(fā)生燃軸或火災(zāi)被損傷的軸承；外圈破損的軸承；已做過大修的軸承又出現(xiàn)一般檢修無法修復(fù)的故障缺陷的；已做過大修軸承累 計 使 用時 間 達 到 （ 以 軸 承 制 造 時 間 為 準 ） 15 年（或 150 萬 公 里 ） 的 ； 已 做過 大 修 的 軸 承 ， 重 新 壓 裝 后 使 用 時 間 達 到 7 年 （ 或 70 萬 公 里 ） 的 ；由于電流通過引起局部放電而造成斑點、凹槽或槽紋等表面電蝕損傷 的 軸 承 ； 銹 蝕 嚴 重 ， 不 能 正 常 轉(zhuǎn) 動 的 軸 承 ；內(nèi) 、 外 圈 均 出 現(xiàn) 制 造 、 大修單位或年代不清的軸承；工程塑料保持架從內(nèi)圈組件上退下或脫落的 197726TN 型 軸 承 ； 其 它 無 修 復(fù) 價 值 的 故 障 。 軸承在運用中發(fā)熱的原因 軸承在運用中造成發(fā)熱有以下六個方面的原因： 油脂過多 若油脂填加過多，不僅無利，反而使軸承內(nèi)部發(fā)生過多的摩 擦和攪拌熱，使軸承發(fā)熱。 油脂缺少或變質(zhì) 由于油脂缺少或變質(zhì)，軸承潤滑狀態(tài)不良，也會使軸承發(fā)熱。 軸承軸向游隙過小 軸承軸向游隙過小，將增加摩擦，使軸承發(fā)熱，甚至導(dǎo)致滾子卡死引起事故。若游隙過大，則會使軸承局部負荷加大，縮短其使用壽命。 軸承內(nèi)混有異物 當軸承清洗不干凈，油內(nèi)混有雜質(zhì)，密封不良而導(dǎo)致水、沙進入等，均可導(dǎo)致軸承發(fā)熱。 軸承內(nèi)部損壞 當軸承內(nèi)外滾道破裂、剝離、軸承內(nèi)外圈、滾子或保持架裂紋或破碎時，軸承將發(fā)熱。主要原因：①是材質(zhì)或熱處理不良。 軸承內(nèi)、外圈滾道面或滾子滾動面上由于麻點、輾皮等缺陷繼續(xù)發(fā)展而形成鱗片狀及至不規(guī)則的更大面積的金屬剝落現(xiàn)象（它是材質(zhì)嚴重疲 勞 破 壞 的 結(jié) 果 ）。② 是 軸 承 在 組 裝 拆 卸 、清 洗 搬 運 或 運 用 中 不 慎 而受到不正當沖擊力。③是內(nèi)圈與軸，外圈與承載鞍配合不良。④是局部外傷、銹蝕、偏載或過載。⑤是材質(zhì)正常疲勞破壞。 轉(zhuǎn)向架狀態(tài)不良 當轉(zhuǎn)向架組裝不正位或變形時，也會造成軸承別勁而發(fā)熱。 第三章 故障的預(yù)防、發(fā)現(xiàn)和分析處理方法 故障的發(fā)現(xiàn)和處理 密封罩松動脫出和外圈缺損 由 于 近 來 生 產(chǎn) 廠 家 范 圍 的 擴 大 ， 部 分 軸 承 的 技 術(shù) 保 障 能 力 不 夠 ，生產(chǎn)的軸承不能適應(yīng)列車的提速要求，軸承裝車后經(jīng)過高速劇烈振動，極易發(fā)生密封罩松動脫出，如圖 31 所 示 ， 并 與 前 蓋 摩 擦 極 易引起激熱，同時密封罩的松動脫出也使軸承失去了密封作用。由于軸承密封失效軸承內(nèi)部極易造成混沙、混水，缺油，使軸承內(nèi)部潤滑不良，從而引發(fā)各種軸承內(nèi)部故障，嚴重時會危及行車安全。造成此類故障的原因：一是設(shè)計上存在前蓋內(nèi)側(cè)面與密封罩、油封端面間隙偏小的缺陷；二是各級檢修單位對密封罩與外圈牙口處掌握不嚴，運行過程中由于車輪踏面故障造成沖擊力過大，導(dǎo)致軸承外圈 彈 性 變 形 而 改 變 二 者 的 配 合 狀 態(tài) ，轉(zhuǎn) 8A 轉(zhuǎn) 向 架 存 在 高 速 運 轉(zhuǎn) 或 通過 曲 線 彎 道 時 產(chǎn) 生 菱 形 變 形 的 缺 陷 ； 三 是 超 重 、 偏 載 、集 重 等 原 因 。密封罩在一般檢修時未及時更換新品 。密 封 罩 經(jīng) 整 形 后 未 復(fù) 原 或 者一般檢修及大修時外圈牙口與密封罩過盈配合過小造成松動 。提速后密封罩中的密封圈與密封座摩擦加劇 ,從 而 帶 動 密 封 罩 一 塊 轉(zhuǎn) 動 ,使得密封罩松動 。按 照 規(guī) 定 列 檢 只 對 密 封 罩 脫 出 的 故 障 進 行 處 理 ,而對密封罩松動故障不進行處理 ,導(dǎo) 致 已 松 動 的 密 封 罩 松 動 加 劇 。 處理：對于這類故障按《鐵路貨車運用維修規(guī)程》要求，列檢必須換輪處理，不得用力（或用木器輕輕敲擊）使其復(fù)位后放行。 軸 承 外 圈 缺 損 為 車 輛 在 裝 卸 貨 物 時 ， 如 圖 32 所 示 ， 受 到 裝 卸機具的磕碰或車輛發(fā)生脫軌事故與其他物質(zhì)相撞造成，對于此類故障列檢應(yīng)換輪處理。 圖 31 軸承密封罩 圖 32 軸承外圈缺損 油脂故障 缺油時，軸承轉(zhuǎn)動輕松，嚴重缺油者，轉(zhuǎn)動時明顯聽到滾子均勻下落的聲音。缺油故障多發(fā)生在裝車使用兩年以上的軸承上，如這類故障沒有明顯的發(fā)熱特征列檢可以放行。油脂過多，新造或大修時注油量過大，運行中因油脂過盈而產(chǎn)生較高運轉(zhuǎn)熱，易引起紅外 線 報 軸 。油 脂 過 盈 故 障 多 發(fā) 生 在 新 裝 車 使 用 兩 個 月 以 內(nèi) 的 軸 承 上 ，轉(zhuǎn)動時沉重但無異音，按規(guī)定發(fā)生熱軸故障點溫超過規(guī)定溫度以上時需換輪（ SKF197726 型 軸 承 在 外 圈 外 徑 下 部 測 量 溫 升 ≥ 55℃ ， 絕對 溫 度 ≥ 100℃； 197726 和 352226XZ2RZ 型 軸 承 在 外 圈 外 徑 下 部 測量溫度≥環(huán)溫﹢ 40℃ ）， 但 此 類 故 障 可 以 放 行 并 進 行 紅 外 線 軸 溫 跟蹤，確認軸溫無持續(xù)上升時，不必做進一步處理，待運行一段時間后熱軸特征會自行消失。 油脂泄漏故障：滲油、漏油發(fā)生在外圈牙口與密封罩配合處以及油封唇口處，有少量油跡和塵沙積聚，一般呈干燥狀態(tài)，或雖有一些濕潤 油 脂 ， 但 其 他 地 方 均 無 油 脂 ， 可 以 認 為 是 正 常 ， 允 許 繼 續(xù)使用。甩油是在密封罩、前蓋、后擋上有大量濕潤油脂，且污染了承載鞍、側(cè)架、車輪或車底板等，這時可以認為密封已失效，油脂已大量泄漏，須換輪退卸軸承。 保持架隔窗斷裂 一般發(fā)生在端環(huán)與小橫梁相交處，保持架折斷后使?jié)L子與保持架隔窗間隙增大，軸承的承載狀態(tài)受到破壞。這類故障的外觀象征雖不明顯，但危害極大，如果不能及時發(fā)現(xiàn)處理，車輛在高速運行中保持架會產(chǎn)生破碎，很容易在極短的時間內(nèi)發(fā)生熱、切軸。車輛輪 對 有 超 限 的 擦 傷 、剝 離 或 軸 承 高 溫 時 ，應(yīng) 對 該 軸 承 起 鎬 轉(zhuǎn) 動 檢 查 ，如發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)動中有無節(jié)奏的振動或卡滯現(xiàn)象，要進行多次的正反轉(zhuǎn)動，并召集有經(jīng)驗的人員會診。 滾道擦傷、剝離 滾道、滾子剝離，主要發(fā)生在軸承滾動面上。原因為內(nèi)外圈存在材質(zhì)不良等缺陷或車輛運行狀態(tài)不良，長期運轉(zhuǎn)后可能會發(fā)生滾道局部擦傷如圖 33 所 示 ， 或 剝 離 如 圖 34 所 示 。 對 此 故 障 檢 查 人員如果用力向下按或向上托起軸承轉(zhuǎn)動，可以感到軸承有節(jié)律的振動，這類故障多伴有輪對陳舊性擦傷或剝離以及軸承軸向游隙大于 缺 陷 。 對 此 類 故 障 列 檢 應(yīng) 及 時 換 輪 并 送 軸 承 組 退 卸 檢 查 。 圖 33 滾道擦傷 圖 34 滾道剝離 滾子剝離 滾子破損多為滾子端部裂紋導(dǎo)致破碎，如圖 35 所 示 ， 碎 塊 很容易混入滾道中，將造成滾子卡滯，破壞軸承的滾動狀態(tài)。在轉(zhuǎn)動外圈時手感有別勁但無規(guī)律，聲響為無規(guī)律的咯噔聲，有時轉(zhuǎn)多圈才發(fā)生一次。 圖 35 滾子剝離 滾子破裂或滾子缺損 發(fā)生的原因為：滾子材質(zhì)或熱處理工藝達不到設(shè)計要求，在受到較大的沖擊或負荷時造成滾子破裂或缺損。 內(nèi)圈裂損 發(fā) 生 的 原 因 ：（ 1） 內(nèi) 圈 的 材 質(zhì) 達 不 到 要 求 ；（ 2） 加 工 軸 頸 時 橢圓 度 及 錐 度 過 大 或 與 內(nèi) 圈 配 合 過 盈 量 大 ， 使 內(nèi) 圈 在 組 裝 時 應(yīng) 力 增 大產(chǎn)生裂紋 。 軸承內(nèi)圈滾道及滾子表面剝離 發(fā) 生 的 原 因 ； 軸 承 組 裝 前 滾 道 卡 傷 或 組 裝 時 位 置 相 互 不 正 使 軸承過早產(chǎn)生疲勞裂紋。 套圈和滾子滾道表面劃傷壓痕 發(fā) 生 的 原 因 為 ； 滾 動 軸 承 油 脂 含 有 灰 塵 、 金 屬 粉 末 等 雜 質(zhì) 或 車輛 在 運 行 中 由 于 金 屬 之 間 摩 擦 及 材 質(zhì) 缺 陷 等 原 因 ， 使 摩 擦 下 來 的 金屬微粒在滾道和滾子之間摩擦，造成滾子、滾道表面劃傷或壓痕。 保持架裂損 發(fā) 生 的 原 因 為 ；（ 1） 軸 承 受 較 大 的 交 變 載 荷 或 沖 擊 載 荷 使 保 持架 發(fā) 生 裂 損 ；（ 2）保持架 加 工 工 藝 缺 陷 ， 鉚 釘 折 斷 或 脫 出 后 ， 軸 承卡滯運行造成保持架裂損。 滾動軸承電蝕 造 成 的 原 因 為 ； 車 輛 部 件 進 行 焊 修 作 業(yè) 時 ， 因 電 焊 回 路 接 觸 不良使軸承產(chǎn)生火花電蝕，造成內(nèi)、外圈、滾子、滾道損傷。 保持架破碎 轉(zhuǎn) 動 外 圈 時 ， 軸 承 滾 子 自 上 而 下 的 掉 落 ， 發(fā) 出 零 亂 的 金 屬 撞 擊聲 。 保 持 架 破 碎 嚴 重 者 ， 甩 出 的 油 脂 呈 銀 灰 色 ， 懷 疑 為 保 持 架 破 碎的 軸 承 應(yīng) 就 地 換 輪 ， 在 區(qū) 間 確 因 場 地 無 法 換 輪 時 應(yīng) 按 車 輛 原 運 行 方向 掛 往 前 方 站 換 輪 ； 嚴 禁 反 方 向 掛 運 ， 否 則 很 容 易 導(dǎo) 致 軸 承 保 持 架突然卡滯而發(fā)生熱切軸。保持架破碎增多的原因 (1) 保持 架本身設(shè)計強度偏低。 (2) 加工制造水平不高 ,保 持 架 存 在 制 造 缺 陷 :據(jù)西南交通大學有關(guān)專家的研 究 ,197726 型 軸 承 保 持 架 不 但 存 在 著沖 壓 裂 紋 , 還 存 在 著 較 強 的 應(yīng) 力 集 中 。 (3) 選 用 材 料 存 在 缺陷 :197726 型 軸 承 保 持 架 系 采 用 10 08A1 (特 ) 或 L12A1 冷 軋 鋼板 沖 壓 而 成 。 SKF 公 司 曾 對 采 用 不 同 材 質(zhì) 保 持 架 的 軸 承 進 行 斷 油 運轉(zhuǎn)試驗 ,結(jié)果表明 :鋼 保 持 架 軸 承 只 能 維 持 2 h ,銅 保 持 架 軸 承 能 維持 6 h ,而 塑 鋼 保 持 架 軸 承 能 運 轉(zhuǎn) 20 h。 齊 齊 哈 爾 車輛段 2020 年共 發(fā) 現(xiàn) 70 起 保 持 架 破 碎 故 障 ,其中 69 件 為 鋼 保 持 架 ,占 鋼 保 持 架總數(shù)的 32 % ,只有 1 件 為 塑 鋼 保 持 架 , 占 塑 鋼 保 持 架 總 數(shù) 的 6. 25 % 。 (4) 輪 對 踏 面 質(zhì) 量 對 保 持 架 受 力 狀 況 有 較 大 影 響 :據(jù) 調(diào) 查 ,在 鄭