張虎

（銀川(chuān)特種(zhǒng)軸(zhóu)承有限公司(sī)）

摘　要(yào)：随(suí)着社會經濟的發展，我(wǒ)國的交通行業(yè)發展(zhǎn)迅(xùn)速(sù)，鐵路工程建(jiàn)設(shè)也有(yǒu)了很(hěn)大(dà)進展。本(běn)文對(duì)鐵(tiě)路貨車(chē)用滾動軸承常(cháng)見故(gù)障及(jí)應對(duì)措施進行了探(tàn)讨，希(xī)望能(néng)夠(gòu)提(tí)升鐵(tiě)路(lù)運輸的(de)經濟效益(yì)和運(yùn)行的安(ān)全(quán)性。

關(guān)鍵(jiàn)詞(cí)：滾動軸承(chéng)；常見故障；應對措施

引言(yán)

鐵路(lù)貨車車(chē)輛(liàng)運用(yòng)範圍的不斷增(zēng)大，進一(yī)步提高(gāo)了鐵路貨(huò)車車輛使用質量,提升貨車車輛的(de)安全性(xìng)的(de)問題(tí)也(yě)引(yǐn)起了各方(fāng)面的注意(yì)。滾動(dòng)軸承(chéng)的運用，在(zài)車輛運(yùn)行時起(qǐ)到了(le)關鍵性的(de)作用。所以(yǐ)提前(qián)做好防護措施(shī)尤為(wéi)重要(yào),一旦(dàn)發生(shēng)故障(zhàng)，其危害和後果是十(shí)分嚴重的。

1　壓裝(zhuāng)工藝過程簡介(jiè)

軸承壓裝的主(zhǔ)要工藝(yì)過(guò)程是将軸承和輪對經同(tóng)溫(wēn)後，分别測量軸(zhóu)承(chéng)内圈(quān)和車軸軸頸的直徑(jìng)，按照一定(dìng)過盈量進(jìn)行選配、組(zǔ)合，再使用(yòng)具有(yǒu)曲線自動記錄功能(néng)的數控液壓設(shè)備通過冷壓方式将軸承壓(yā)裝(zhuāng)到輪(lún)對的軸(zhóu)頸上，并(bìng)保壓一定(dìng)時間(jiān)使得(dé)軸(zhóu)承壓裝(zhuāng)到位(wèi)。在軸承壓裝過(guò)程中，軸承(chéng)的2個内圈(quān)依次壓入軸(zhóu)頸，由壓裝設備自動記錄液(yè)壓缸的行程和(hé)壓(yā)力(lì)。不同(tóng)型号的(de)軸承結(jié)構上(shàng)存(cún)在(zài)差異，但壓(yā)裝過程及(jí)壓裝(zhuāng)曲線記錄原理(lǐ)相同。

2　故障(zhàng)原因分析

鐵路(lù)機車(chē)車輛軸承大多(duō)為(wéi)運(yùn)用在(zài)機車(chē)和(hé)車輛之中的軸(zhóu)承(chéng)。機車(chē)車輛(liàng)中的軸承(chéng)結構有牽(qiān)引電(diàn)動機(jī)軸(zhóu)承、軸箱(xiāng)軸承、傳動系統(tǒng)軸承(chéng)、動力設備(bèi)軸承和冷卻系(xì)統軸承等多種(zhǒng)，而機車(chē)車(chē)輛軸(zhóu)箱軸承為首要軸(zhóu)承。短圓(yuán)柱滾(gǔn)子軸(zhóu)承多用于(yú)客車車(chē)輛(liàng)上。圓(yuán)錐滾(gǔn)子軸承為(wéi)卡車(chē)軸承居多(duō)，車輛(liàng)軸承的種(zhǒng)類、布局、功能等(děng)與機車(chē)軸箱軸承類似。

2.1異音

狀(zhuàng)态良好的滾動(dòng)軸承在(zài)快(kuài)速轉(zhuǎn)動過(guò)程中(zhōng)聲(shēng)音(yīn)比較連續(xù)而且(qiě)很清脆，在反複(fú)的轉動過程中不存在異音卡(kǎ)滞等現象。但如(rú)果在(zài)轉動(dòng)過程(chéng)中軸承不(bú)靈活并且(qiě)伴随有滾(gǔn)動體破碎的聲(shēng)音，則(zé)說明此滾(gǔn)動軸承存(cún)在嚴(yán)重故障(zhàng)。

2.2軸承密封罩(zhào)松動

密封(fēng)罩在檢修時一(yī)般為未及時更換新品(pǐn)，導緻密封罩經整形後未及(jí)時複原，外(wài)圈牙口大多與(yǔ)密封罩配合過(guò)盈，此種情(qíng)況會(huì)造成松動。而密(mì)封座與密(mì)封圈(quān)在提(tí)速後摩擦(cā)增大(dà)，密封(fēng)罩被帶動一起轉動(dòng)，導緻密封罩松動。列(liè)檢時，規定(dìng)要求(qiú)隻處理密(mì)封罩脫出。z後緻(zhì)使密封罩(zhào)松動的加劇，而未對(duì)其進行處(chù)理。

2.3壓(yā)裝曲線跳噸

軸(zhóu)承壓裝(zhuāng)質(zhì)量的(de)好壞(huài)對車(chē)輛安全運行(háng)具(jù)有直(zhí)接的影響。在實(shí)際生産(chǎn)中，軸承(chéng)壓裝初始階段位移－壓力曲線跳噸現(xiàn)象非常(cháng)普遍。雖然技術(shù)标準對(duì)軸(zhóu)承壓(yā)裝曲線跳噸限度沒(méi)有明确規(guī)定，且分析認為(wéi)，初始階段(duàn)位移－壓力曲線(xiàn)跳噸(dūn)對輪(lún)軸後續使(shǐ)用沒有任何影(yǐng)響，但産品(pǐn)檢驗(yàn)通常将(jiāng)跳(tiào)噸超(chāo)過58.8kn（z小合格壓裝(zhuāng)力）判定為(wéi)曲線(xiàn)異常(cháng)，需退卸軸(zhóu)承，重新選配、壓(yā)裝。

2.4保(bǎo)持架破碎(suì)增(zēng)多

由于保持(chí)架本身的強度(dù)不是很高(gāo)且加(jiā)工制造水平也(yě)偏低，緻使(shǐ)制造(zào)缺陷(xiàn)存在于保(bǎo)持架中。由于強(qiáng)度不(bú)夠,保(bǎo)持架(jià)不能适(shì)應鐵路提速(sù)重載(zǎi)的需(xū)要。保(bǎo)持架受力(lì)被輪(lún)對踏面質(zhì)量所制約，從而(ér)保持架(jià)受力程度折扣大(dà)增。由(yóu)此可見，對軸承(chéng)保持架産生危(wēi)害的是踏(tà)面故障。對保持架的(de)危害會(huì)随着列(liè)車提(tí)速而(ér)逐漸(jiàn)增大。原因在于(yú)沖擊力決(jué)定于(yú)列車行駛(shǐ)速度(dù)，列車(chē)行駛速度提高，沖擊(jī)頻率(lǜ)也随之提(tí)高(gāo)。對(duì)軸承産(chǎn)生的危(wēi)害也越(yuè)來(lái)越大(dà)。z後導(dǎo)緻保(bǎo)持架(jià)破碎的(de)原(yuán)因是(shì)受壓力太大，密封罩(zhào)密(mì)封性減小以及(jí)外部松(sōng)動，列車運(yùn)行中(zhōng)油脂(zhī)被大量甩(shuǎi)出，潤滑效果(guǒ)逐漸喪失。

2.5軸(zhóu)端螺(luó)栓松動脫出

列檢人員在進行列(liè)車技術檢修(xiū)時，要對軸端螺(luó)栓和連接軸端螺栓的施封鎖(suǒ)分别(bié)進行檢查(chá)，如(rú)果(guǒ)在檢查過(guò)程中發現施封(fēng)鎖斷裂或(huò)者丢(diū)失，則應(yīng)立即對軸端螺栓(shuān)進行(háng)檢查，如若發現軸端(duān)螺栓松(sōng)動(dòng)或脫出，則(zé)應立即進(jìn)行摘車更換輪軸。

2.6其他

另(lìng)外，裝(zhuāng)配(pèi)和使用(yòng)方式不(bú)正(zhèng)确可(kě)能會(huì)使(shǐ)保(bǎo)持架發生變形，保持(chí)架與滾動體之(zhī)間(jiān)的(de)摩擦(cā)會變(biàn)大，使它與(yǔ)滾動體粘在一(yī)起，還有可能會使保(bǎo)持架與内(nèi)外圈之間(jiān)的摩擦變(biàn)大。振(zhèn)動和噪音進一步變(biàn)大，z終(zhōng)造成軸承損壞(huài)失效(xiào)。

3　滾動(dòng)軸承(chéng)的(de)狀态監測技(jì)術

①振(zhèn)動信(xìn)号分(fèn)析診斷法。在滾(gǔn)動軸承的監測(cè)診斷方法中使(shǐ)用(yòng)z廣泛的一種(zhǒng)方法(fǎ)就(jiù)是振動信号(hào)分析診斷(duàn)法。當滾動軸承表面(miàn)部(bù)分受損(sǔn)時，軸承會産生(shēng)周期(qī)性的寬帶(dài)脈沖激勵(lì)信号。滾動(dòng)軸承振動(dòng)的頻(pín)譜結(jié)構可(kě)分為三類。（1）低頻(pín)譜(低于1khz)，包括軸(zhóu)承的(de)故障特征頻率和(hé)加工誤差引起的振動(dòng)特(tè)征頻(pín)率(lǜ)。對于(yú)低頻段的頻段(duàn)譜線進(jìn)行(háng)分析(xī)，可以診斷軸承(chéng)的相(xiàng)應(yīng)故(gù)障。（2）中(zhōng)頻譜(1~20khz)，軸承表面(miàn)損傷(shāng)而(ér)引起的(de)軸承(chéng)的固有振(zhèn)動頻率。一(yī)般是采用(yòng)共(gòng)振調節技術獲得高信(xìn)噪比的振動信号，從而進行軸承故(gù)障(zhàng)分析。（3）高頻譜(超過(guò)20khz)，是指的軸承損(sǔn)壞造(zào)成的影(yǐng)響(xiǎng)超過(guò)20khz頻率能量(liàng)分布(bù),主要(yào)包括(kuò)信号包含超過(guò)20khz高頻(pín)部分。高頻信号(hào)分析通常作為(wéi)診斷(duàn)初期(qī)軸承(chéng)故障z常用(yòng)的一(yī)種方法。②軸(zhóu)承潤(rùn)滑狀(zhuàng)态監測診(zhěn)斷法。當軸承滾(gǔn)動表面的潤滑狀态發(fā)生變化(huà)，如從(cóng)全液潤滑(huá)?渡到幹摩(mó)擦時(shí)，金屬間的直接(jiē)接觸時間(jiān)會不斷的增(zēng)加，軸承(chéng)所受(shòu)的沖量值(zhí)也會相應(yīng)增加(jiā)，油膜阻(zǔ)力随之(zhī)不斷減小(xiǎo)。因此(cǐ)，油膜電阻診斷(duàn)法和(hé)油膜厚度(dù)法是監測工作(zuò)中常(cháng)用的兩種方法(fǎ)。③溫(wēn)度(dù)監測(cè)診斷(duàn)法(fǎ)。滾(gǔn)動軸(zhóu)承做為一(yī)種旋轉部件，在工作(zuò)時就會有熱量産生(shēng)。當軸(zhóu)承發(fā)生某(mǒu)種(zhǒng)損(sǔn)傷時(shí)，軸承(chéng)溫度會發(fā)生變化，因(yīn)此，軸承溫度監(jiān)測方(fāng)法可以(yǐ)用(yòng)于診斷軸(zhóu)承的故障。但是，當軸(zhóu)承溫度出(chū)現明顯時(shí)，所發生的(de)故(gù)障(zhàng)往往已經達到(dào)非常嚴重(zhòng)的程度，所以(yǐ)這(zhè)種方(fāng)法(fǎ)主要用于輔(fǔ)助監測和診斷(duàn)方法，确保(bǎo)重要設備不會發生報廢事故。

4　改進措施及(jí)建(jiàn)議

4.1避(bì)免軸承壓裝曲(qǔ)線跳(tiào)噸的(de)措施(shī)

(1)建議(yì)車軸設計(jì)單位(wèi)完善車軸(zhóu)圖樣，增加車軸(zhóu)引入段長(zhǎng)度(dù)。有(yǒu)效改善軸(zhóu)承壓裝對(duì)正(zhèng)時(shí)的配(pèi)合關(guān)系，減少壓(yā)裝阻(zǔ)力，且對于(yú)軸承與(yǔ)軸頸(jǐng)的(de)有效結合(hé)面沒(méi)有任何(hé)影響，對(duì)車軸(zhóu)的強度影(yǐng)響亦微乎(hū)其微(wēi)。（2）加工(gōng)車軸時，引(yǐn)入段長(zhǎng)度按尺寸上限進(jìn)行控(kòng)制，可(kě)以有效增加軸(zhóu)承(chéng)内(nèi)圈錐(zhuī)面母線與車(chē)軸引入段(duàn)的母線夾角，減(jiǎn)少軸承與車軸對正時(shí)的壓裝阻(zǔ)力。（3）加(jiā)工軸(zhóu)承内徑時(shí)，内徑與錐面的過渡(dù)圓(yuán)弧按偏(piān)小控(kòng)制，減少軸(zhóu)承内圈與(yǔ)軸頸(jǐng)引入段的接觸面積(jī)，可有效降(jiàng)低軸承(chéng)與車軸對正(zhèng)時的壓裝(zhuāng)阻(zǔ)力。（4）軸承(chéng)壓裝(zhuāng)前，對(duì)車軸進行(háng)整備(bèi)時(shí)，逐個檢(jiǎn)查軸頸引入段(duàn)後部(bù)過渡部位(wèi)的加(jiā)工質量，過(guò)渡不圓滑時，先(xiān)使用(yòng)砂布(bù)進行打磨，以利(lì)于軸(zhóu)承順利與(yǔ)車軸(zhóu)對正(zhèng)。（5）完善(shàn)車軸成型(xíng)磨削加(jiā)工(gōng)參數，可将軸頸(jǐng)引入段後(hòu)部過(guò)渡部(bù)位改為成(chéng)型磨床磨削，并(bìng)适當加大過渡部位圓(yuán)弧(hú)半徑(jìng)，以此(cǐ)增(zēng)加(jiā)軸承内圈錐面母線(xiàn)與車軸引(yǐn)入段(duàn)的母(mǔ)線(xiàn)夾角，減(jiǎn)少軸承(chéng)與(yǔ)車軸(zhóu)對正(zhèng)時的阻力(lì)。（3）加強軸承壓裝(zhuāng)設(shè)備(bèi)的狀态檢(jiǎn)查，對導(dǎo)向(xiàng)套直(zhí)徑進行(háng)定(dìng)檢檢(jiǎn)查，在保證軸承(chéng)順利裝入和退(tuì)出的(de)前(qián)提下，導(dǎo)向套的直徑越(yuè)大越(yuè)有利(lì)于軸(zhóu)承順(shùn)利(lì)對(duì)正。

4.2密(mì)封罩

工(gōng)人(rén)對車輛(liàng)進(jìn)行檢修或(huò)者大修時(shí)，針對(duì)外圈(quān)和密封圈(quān)的過(guò)盈量(liàng)，從外圈和密封罩過(guò)盈量入手(shǒu)。

4.3軸承保持架

制造(zào)廠(chǎng)家必須提(tí)高工藝水平(píng)。質檢部(bù)門應(yīng)對其進行(háng)質量監管和嚴(yán)格把(bǎ)控(kòng)。加強(qiáng)監(jiān)督意識，消除産(chǎn)品的(de)制造缺陷(xiàn)。應把(bǎ)剛保持架(jià)替換成塑(sù)料保(bǎo)持架，應适(shì)應以(yǐ)後車輛(liàng)提(tí)速積(jī)極開發新材料(liào)，要求提高保持(chí)架質量。加強各(gè)級修程(chéng)對(duì)輪(lún)對(duì)的檢修,保(bǎo)證輪(lún)對特别(bié)是車輪踏面質量,避免(miǎn)踏面缺(quē)陷(xiàn)對軸(zhóu)承的沖擊和(hé)損壞。

結束語(yǔ)

綜上所述(shù)，對(duì)滾動軸(zhóu)承的(de)故障形式和故障的發展(zhǎn)階段(duàn)熟(shú)知是診(zhěn)斷滾動軸承故(gù)障的必(bì)要條件。對滾動軸承故(gù)障診斷的(de)分析(xī)原理(lǐ)和方法掌握則是準(zhǔn)确診(zhěn)斷滾(gǔn)動(dòng)軸承故(gù)障的前提(tí)。

參考文(wén)獻

[1]鞏敦武，王(wáng)亦軍，李(lǐ)佳等.車(chē)輛構造與(yǔ)檢修(xiū)（貨車部(bù)分）[m].天津(jīn):天津(jīn)大學出版(bǎn)社，2018.

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[4]李慧(huì),馬正先.機械零部件結(jié)構設計(jì)實例與典型設備裝(zhuāng)配(pèi)工(gōng)藝性(xìng)[m].化學工業(yè)出版(bǎn)社,2016.

[5]夏(xià)新濤,徐永(yǒng)智.滾動軸承質(zhì)量的乏(fá)信息評(píng)估[m].科學出版社,2016.

來源：《防護(hù)工程(chéng)》2019年8期