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內(nèi)燃機(jī)車軸箱軸承故障分析及預(yù)防措施

2014-01-21

畢遠(yuǎn)祥
【集通鐵路（集團(tuán)）有限責(zé)任公司總工室，內(nèi)蒙古呼和浩特　010050）
　　摘　要：詳細(xì)分析了內(nèi)燃機(jī)車軸箱軸承故障成因及表現(xiàn)，提出了預(yù)防及改進(jìn)的措施。
　　關(guān)鍵詞：軸箱軸承；故障；原因；預(yù)防措施
　　1　問題的提出
　　集通鐵路（集團(tuán)）公司機(jī)務(wù)系統(tǒng)目前共配屬內(nèi)燃機(jī)車機(jī)車196臺，擔(dān)當(dāng)集通線1218.6km， 錫多線279.3km客貨運(yùn)牽引任務(wù)。2010年3月19日～25日集團(tuán)公司大板機(jī)務(wù)段DF4D3331、3332兩臺客運(yùn)機(jī)車在小輔修作業(yè)開軸箱端蓋檢查時連續(xù)發(fā)生兩次動輪軸箱軸承保持架破損，更為嚴(yán)重的是：2010年10月12日，DF8B5640機(jī)車擔(dān)當(dāng)錫——正間44164次貨物列車，運(yùn)行至灰騰梁——白音庫倫74.976km～71.919km間，16位軸溫報警，Z高溫度為87.0°，環(huán)溫10為15.5°，環(huán)溫20為17.0°，累計報警57分，司機(jī)站內(nèi)停車打開左一動輪軸箱蓋檢查發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)套 遲緩竄出，險未形成機(jī)車設(shè)備惡性故障。因此，軸箱軸承作為走行部重要組成部分，其功能對安全運(yùn)輸起著舉足輕重的作用，機(jī)車在線上運(yùn)行時一旦軸承發(fā)生故障，勢必導(dǎo)致堵塞區(qū)間，嚴(yán)重干擾運(yùn)輸生產(chǎn)秩序，有效預(yù)防和減少軸承故障的發(fā)生，對于機(jī)車的安全運(yùn)輸就顯得尤為重要。
　　2　軸箱軸承常見故障的主要表現(xiàn)
　　滾動軸承常見損傷有：內(nèi)外圈和滾動體裂紋、磨損、剝離、穴蝕、保持架裂損、鉚釘脫落、裂紋及非正常磨損、軸承潤滑脂有機(jī)械雜質(zhì)，材質(zhì)不良等幾方面。
　　2.1 鉚釘脫落
　　鉚釘脫落后的直接影響就是保持架松散，造成對滾子失去定位作用。軸承轉(zhuǎn)動時滾子之間發(fā)生相互撞擊在滾道內(nèi)摩擦產(chǎn)生異音并會產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象。
　　2.2 保持架裂損
　　一般多為端環(huán)與小衡梁相交處裂紋、裂折直至破碎。保持架破損后將使?jié)L子失去定位，軸承正常的承載狀態(tài)受到破壞。由于保持架材質(zhì)較軟，破損后磨損嚴(yán)重，磨下來的粉末混入到軸承脂中，破壞軸承脂的潤滑作用。同時，保持架破碎后，車輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)會把碎塊甩到軸承端或后蓋中，可能破壞橡膠圈，使油脂從軸承端蓋或軸承后蓋與軸箱體配合面的縫隙中甩出，造成甩油現(xiàn)象（如圖1）。
　　2.3 滾子破損
　　這類故障多為滾子端部裂紋導(dǎo)致破碎，碎塊混入滾道中，將造成滾子卡滯，破壞軸承的滾動狀態(tài)。
　　2.4 滾道、滾子剝離
　　這類故障主要發(fā)生在承載面上，大面積剝離將造成軸承高溫。
　　3　軸箱軸承故障原因分析
　　3.1 軸承構(gòu)造上的原因
　　保持架由于材質(zhì)強(qiáng)度低，受力結(jié)構(gòu)尺寸小，各彎角應(yīng)力集中來消除，在運(yùn)用中極易成裂紋、折斷。另外，滾動軸承向游隙的作用是減小滾子端面與外圈滾道的經(jīng)常摩擦，轉(zhuǎn)向架傾斜車輪蛇形運(yùn)行或通過曲線時，確保滾子能正常工作而不被卡住。而徑向游隙的作用是保證滾子受力合理，轉(zhuǎn)動靈活，徑向游隙如果過小，轉(zhuǎn)動中稍有膨脹便會發(fā)生轉(zhuǎn)動困難，導(dǎo)致熱軸；如果過大，便會使?jié)L子受力不均勻，局部負(fù)荷加大，應(yīng)力加大，導(dǎo)致滾子、滾道剝離，甚至破損等故障。
　　3.2 軸承組裝方面的原因
　　軸承內(nèi)圈與軸的配合間隙過盈量不符合要求：過盈量大，容易造成軸承內(nèi)圈因過大的張應(yīng)力而崩裂，過盈量過小，造成軸承內(nèi)圈弛緩。軸承組裝配合游隙配合不當(dāng)：游隙小很容易造成滾子和滾道摩擦發(fā)熱，隨著溫度的不斷上升，軸承內(nèi)圈、滾動體、保持架、外圈、端蓋的溫度并不相同，相互之間存在溫差，因而膨脹量也略有不同，也就造成配合間隙的進(jìn)一步減少，加劇軸承的發(fā)熱。間隙過大，滾子的振動加大，加劇滾子和滾道的沖擊，同時也易造成內(nèi)部負(fù)荷分布不均，承載滾子減少，中央滾子負(fù)荷過大。組裝軸承不按工藝要求，用銅錘敲擊軸承造成保持架變形，造成軸向橫動量消失，造成軸承軸內(nèi)擠死（如圖2）。
　　4　防止軸箱軸承故障的措施
　　4.1 嚴(yán)格按規(guī)定的工藝檢測和組裝
　　裝車前軸承的檢測是必要的，也是必須的。檢測重點是對外觀檢查、內(nèi)圈內(nèi)徑測量、外圈外徑測量、徑向游隙測量。
　　外觀檢查可檢查出軸承表面存在的缺陷如：銹蝕、鉚釘松動、斷裂、保持架變形、軸承異音等，內(nèi)徑測量有兩個作用，①保證內(nèi)徑在合格范圍內(nèi)，排除不合格品，②將合格內(nèi)徑的軸承選配到合適的車軸上，避免配合間隙過盈量過大或過??；外徑測量作用是控制軸承外圈與軸箱體內(nèi)孔的間隙；徑向游隙是通過游隙測量專用儀器進(jìn)行測量，該游隙值必須在規(guī)定要求下，避免游隙過小滾子轉(zhuǎn)動困難導(dǎo)致熱軸，游隙過大滾子受力不均中央滾子負(fù)荷過大，從而保證滾子能正常工作。
　　軸承組裝過程中要嚴(yán)格按工藝進(jìn)行，嚴(yán)禁違規(guī)操作。軸承內(nèi)圈加熱套裝，加熱時溫度不得超過限度，溫度過高會導(dǎo)致軸承材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，損壞軸承內(nèi)圈；外圈組裝到軸箱內(nèi)孔時，外圈應(yīng)自由落下，若有卡滯，用銅棒敲擊外圈的端部，嚴(yán)禁直接敲擊保持架，以避免引起保持架變形。軸承組裝到車軸上后進(jìn)行要求時間的飽合試驗，正常情況下，軸承轉(zhuǎn)動無異常、溫度不會超過限值，但也可能會有軸承溫度高和存在異音的情況，這說明軸承存 在安全隱患，嚴(yán)禁上車使用。
　　4.2 利用機(jī)車自動頂輪檢測裝置等有效手段，加大對運(yùn)用機(jī)車走行部監(jiān)測或軸溫報警裝置軸承報警機(jī)車檢測力度
　　目前，采用檢測軸承故障的手段大致有測量溫度、噪聲及振動參數(shù)的方法，利用測量溫度、噪聲的方法比較簡單，但缺乏有效的預(yù)防作用，一旦在運(yùn)行中軸承溫度過高和噪聲很大，一般都認(rèn)為機(jī)車軸承都已經(jīng)達(dá)到比較嚴(yán)重的損壞程度。而利用測量振動參數(shù)的方法，由于在檢測中獲取和采集信息比較方便簡單，是一種實用的檢測方法。目前，大機(jī)務(wù)段使用JL-601A機(jī)車自動頂輪裝置對報警的軸箱軸承、牽引電機(jī)軸承進(jìn)行檢測，方法是機(jī)車在定置條件下，人工操作油壓千斤頂，頂軸箱下底面，將輪對頂離鋼軌月10mm左右，切斷其他牽引電機(jī)電源，只啟動被檢輪對上的電機(jī)，此時，電機(jī)帶動輪對空轉(zhuǎn)，用JL-601A軸承故障診斷儀進(jìn)行檢測（如圖3）。
　　以上預(yù)防軸箱軸承的方法是Z基本也是Z常用的，除了預(yù)防之外，各段還應(yīng)建立專職的軸承檢測驗收中心，并且對使用過程中發(fā)生問題的軸承及時反映給制造廠家，以便及時改進(jìn)軸承的工藝或結(jié)構(gòu)，提高軸承的質(zhì)量。
　　5　結(jié)束語
　　通過對軸箱軸承檢測、嚴(yán)格工藝落實及日常對軸溫報警機(jī)車頂輪檢測，集通鐵路（集團(tuán)）有限責(zé)任公司運(yùn)用機(jī)車軸箱軸承使故障率明顯下降，有力地保證了機(jī)車在線上的運(yùn)行安全。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]辜紅兵,等.內(nèi)燃機(jī)車檢修[M].北京:中國鐵道出版社,2003.
　　[2]嚴(yán)懷,張洪良,等.東風(fēng)9型內(nèi)燃機(jī)車[J].鐵道知識,1991,(1).
來源：《內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)》2011年02