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貨車滾動軸承常見故障分析及防范
2013-02-07
目前全路尚有相當數量的貨車采用的是197726型滾動軸承，隨著貨車提速提高和載荷的增加，197726型軸承在運用中暴露出的問題越來越多，成為影響鐵路運輸和安全生產的關鍵問題。正確對待分析和處理列車中發生的滾動軸承故障，減少中途停甩車，防止切軸事故的發生是列檢所的重要職責。但是，由于大部分列檢人員對滾動軸承的結構、故障特點不了解，不能正確分析處理列車隊的滾動軸承故障。一方面是大量甩車換輪，嚴重影響安全暢通，另一方面，是對真正的故障誤判放行，造成中途復甩，甚至發生燃軸、切軸等惡性事故，給國家造成巨大損失。因此，有必要對這一問題進行認真的分析、研究。
一、貨車滾動軸承的故障分析
1、滾動軸承故障總體有如下特點
A、軸承保持架折斷成數節或粉碎性破損狀態。
B、故障軸承絕大多數出現甩油現象，頂鎬轉動時油異音或卡滯、軸承診斷儀報警。
C、據統計，91.5%的故障軸承輪對踏面油擦傷或剝離現象，且多數超過運用限度。
D、一少部分故障軸承溫升不太高，紅外線探測尚屬正常，這些問題主要是通過現場檢車員外觀判斷發現。
2、原因分析
A、車輛輪對踏面擦傷
通過現場實際觀察發現、故障軸承輪對踏面擦傷多數是陳舊性的，擦傷形成后車輪仍運行了較長的時間，車輛運行時以較高的頻率對軸承進行沖擊，其破壞力相當大，容易造成軸承內Z薄的保持架配件產生應力疲勞而斷裂，破壞軸承正常工作狀態。
B、軸承自身質量與列車提速不適應
目前軸承運用工況環境惡劣，列車提速更進一步加大了軸承的沖擊力。貨車軸承保持架由低碳鋼沖壓而成，強度低，是軸承內部Z容易發生故障，且壽命Z短的配件。
C、軸承制造質量與檢修質量不高
目前各廠、段軸承的制造、大修及一般檢修工藝質量參差不齊，而軸承的制造、檢修及壓裝質量直接影響軸承的運用狀態，按現行的段修規程要求，對踏面擦傷、局部凹陷深度小于2毫米，可以對不退卸軸承輪對旋修，這樣對于已經形成的初期軸承故障就不容易及時發現，因而埋下故障隱患。
D、油脂故障
油脂故障在滾動軸承中占的比率Z大，油脂故障分為缺油和油脂過盈兩種。兩種故障的外觀特征明顯。
a、缺油時轉動輕松，嚴重缺油者，轉動時明顯聽到滾子均勻下落的聲音，缺油故障多發生在裝車使用兩年以上的軸承上。對這類故障如沒有明顯發熱特征時列檢可以放行。
b、軸承如果在制造、大修時注油量過大，裝車使用后會因油脂過盈產生較高的運轉熱，容易引起紅外線報警，油脂過盈對發生在新裝車使用在兩個月以內的軸承上，運轉時沉重但五異音。按照規定發生熱軸故障時，軸溫點溫超過外溫40℃以上時必須換輪。但是。由于這類軸承故障占有較大的比率，如果一律按規定溫度作換輪處理，會對運輸暢通造成極大影響并造成生產成本大量浪費。建議列檢發現時，對此類故障可以放行并進行紅外線跟蹤，確認軸溫無持續上升時不必作進一步處理，待運行一段后，熱軸特征會自行消失。
E、密封罩、油封松動脫出
由于近幾年來軸承生產廠范圍擴大，部分軸承廠技術保障能力不夠。
3、從軸承檢修過程中分析
部分單位對軸承作一般檢修、大修過程中，對密封罩牙口與外圈牙口的配合過盈掌握不嚴格，甚至有的單位沒有對密封罩扭矩進行檢測，這些都會造成密封罩在軸承裝車運用后松動脫出。
4、從軸承運用條件上分析
A、列車運行中，輪軌之間的沖擊力隨速度的提高而增大，特別是輪對踏面存在擦傷剝離等故障時，沖擊力更大，這種沖擊力將導致軸承外圈的彈性變形，進而影響密封罩與外圈的配合狀態，時間久了造成松動或脫出。
B、轉8A型轉向架存在高速下產生菱形變形的缺陷，嚴重影響車輛的動力學性能，使軸承的運行條件惡化。
C、部分裝車單位裝車時違反規定，造成超載、偏載等現象發生，輕者使軸承受力增大，重者造成軸頸彎曲增加，而軸承也會隨之發生變化，容易造成密封罩松動脫出等。生產的軸承不能適應列車提速后的要求，軸承裝車后經過高速劇烈振動，極易發生密封罩、油封等軸承附件松動甚至脫出。近年來，這類軸承故障有明顯上升的趨勢。如果松動的密封罩、油封沒有同前蓋發生摩擦，該軸承就無發熱特征，一旦同前蓋發生摩擦，車輛運行中極易引起紅外線報警并多為激熱。對于這類軸承故障按《鐵路技術管理規程》要求列檢應作換輪處理。如果密封罩松動不嚴重，根據經驗，可以用力使其恢復原位，松動嚴重有脫落者，必須換輪。如果處理人不熟悉軸承結構，很容易被此類故障所干擾，應引起列檢注意。
D、保持架折斷
這類故障外觀特征不明顯，但安全危害性極大。車輛運行時保持架一旦斷裂，如果不能及時發現處理，將會嚴重影響軸承的正常運轉，以致引發熱軸、切軸造成行車重大事故。列檢所如果發現車輛輪對有超限度的擦傷、剝離或軸溫高信號特征時，應對該軸承進行頂鎬檢查，如果發現轉動中有無節奏的振動過卡滯現象，且檢測儀報警，滲出的油脂呈銀灰色，可懷疑為保持架折斷應就地換輪。在區間確因場地無法就地換輪的應按車輛原運行方向掛往前方站。嚴禁反方向回掛，否則，易導致軸承保持架破碎而發生切軸事故。
E、軸承滾道擦傷、剝離如果軸承內外圈存在材質不良等缺陷或車輛運行狀態不良，軸承經過長期運轉后可能發生滾道局部擦傷或剝離，對此類故障檢查人員如果用力向下按或向上托起軸承轉動，可以感覺到軸承有節奏的振動。這類故障又多伴有輪對陳舊性擦傷或剝離缺陷。對此類故障，列檢應及時換輪并送軸承間進行退卸處理。
三、防范措施及建議
1、消除踏面故障
當前運用貨車車輪踏面擦傷等故障主要是車輛制動機性能不良、列車空重混編、司機的不良操縱、調車作業中的制動方式不當等原因造成的。因此，首先應加強機車乘務員培訓，進一步提高機車乘務員自身素質，其次要利用一切可以利用的因素，加大120閥的改造進度。并要盡Z大努力改善調車作業中加強車輪踏面擦傷技術狀態檢查，對擦傷過限及時扣修，積極組織處理制動故障。
2、加強列檢標準化作業
在對軸承進行聽、摸、看檢查的基礎上，對有疑問的故障要抓住“捻、轉、診、鑒”這幾個環節。
A、用“捻”判斷油脂
在軸承外部及側架、車底板、輪輻板有大量甩油時，用手指捻取油脂，當指紋中有金屬亮點，并且油脂呈銀灰色時，為軸承滾子內、外圈滾道剝離脫落所致。雜質使得軸承內部摩擦加劇，甚至造成保持架破損，若油脂發黑，手指捻動時可清楚的看清指紋，則屬于陳舊油脂，由此判斷軸承狀態正常。
B、“轉”動軸承
轉動時速度不宜過快，并且要注意勻速轉動。如果能聽到均勻的滾子滾動的聲音，那么是軸承內部缺油，是正常現象，如果在軸承的某個部位能聽到明顯的滾子撞擊的聲音，那么是軸承內有故障，須進行處理。如果發現有異音，反方向轉動時，轉不動或有卡滯現象時，那么一定是屬于軸承保持架破碎故障，須及時進行處理。
3、改進軸承結構設計
在設計時，要考慮如何提高軸承保持架強度和耐沖擊性。同時，注意改進軸承密封裝置，強化軸承的基礎質量。
4、加強滾動軸承的檢修質量
全面加強滾動軸承及輪對的檢修質量，從嚴掌握檢修制度，落實工藝要求，建立健全“三檢一驗”制度，并要求有關人員認真嚴格執行，質檢部門要嚴格檢查、把關、作好監督。
綜上所述在實際生產中貨車滾動軸承故障是不容忽略的，其直接影響著鐵路運輸暢通和安全生產。我們在總結經驗教訓的同時，不但要加強檢修人員的自身素質，要應嚴格執行有關檢修工藝、技術標準要求，進一步加強軸承的基礎質量，對軸承檢修工藝提出更嚴格的要求。
一、貨車滾動軸承的故障分析
1、滾動軸承故障總體有如下特點
A、軸承保持架折斷成數節或粉碎性破損狀態。
B、故障軸承絕大多數出現甩油現象，頂鎬轉動時油異音或卡滯、軸承診斷儀報警。
C、據統計，91.5%的故障軸承輪對踏面油擦傷或剝離現象，且多數超過運用限度。
D、一少部分故障軸承溫升不太高，紅外線探測尚屬正常，這些問題主要是通過現場檢車員外觀判斷發現。
2、原因分析
A、車輛輪對踏面擦傷
通過現場實際觀察發現、故障軸承輪對踏面擦傷多數是陳舊性的，擦傷形成后車輪仍運行了較長的時間，車輛運行時以較高的頻率對軸承進行沖擊，其破壞力相當大，容易造成軸承內Z薄的保持架配件產生應力疲勞而斷裂，破壞軸承正常工作狀態。
B、軸承自身質量與列車提速不適應
目前軸承運用工況環境惡劣，列車提速更進一步加大了軸承的沖擊力。貨車軸承保持架由低碳鋼沖壓而成，強度低，是軸承內部Z容易發生故障，且壽命Z短的配件。
C、軸承制造質量與檢修質量不高
目前各廠、段軸承的制造、大修及一般檢修工藝質量參差不齊，而軸承的制造、檢修及壓裝質量直接影響軸承的運用狀態，按現行的段修規程要求，對踏面擦傷、局部凹陷深度小于2毫米，可以對不退卸軸承輪對旋修，這樣對于已經形成的初期軸承故障就不容易及時發現，因而埋下故障隱患。
D、油脂故障
油脂故障在滾動軸承中占的比率Z大，油脂故障分為缺油和油脂過盈兩種。兩種故障的外觀特征明顯。
a、缺油時轉動輕松，嚴重缺油者，轉動時明顯聽到滾子均勻下落的聲音，缺油故障多發生在裝車使用兩年以上的軸承上。對這類故障如沒有明顯發熱特征時列檢可以放行。
b、軸承如果在制造、大修時注油量過大，裝車使用后會因油脂過盈產生較高的運轉熱，容易引起紅外線報警，油脂過盈對發生在新裝車使用在兩個月以內的軸承上，運轉時沉重但五異音。按照規定發生熱軸故障時，軸溫點溫超過外溫40℃以上時必須換輪。但是。由于這類軸承故障占有較大的比率，如果一律按規定溫度作換輪處理，會對運輸暢通造成極大影響并造成生產成本大量浪費。建議列檢發現時，對此類故障可以放行并進行紅外線跟蹤，確認軸溫無持續上升時不必作進一步處理，待運行一段后，熱軸特征會自行消失。
E、密封罩、油封松動脫出
由于近幾年來軸承生產廠范圍擴大，部分軸承廠技術保障能力不夠。
3、從軸承檢修過程中分析
部分單位對軸承作一般檢修、大修過程中，對密封罩牙口與外圈牙口的配合過盈掌握不嚴格，甚至有的單位沒有對密封罩扭矩進行檢測，這些都會造成密封罩在軸承裝車運用后松動脫出。
4、從軸承運用條件上分析
A、列車運行中，輪軌之間的沖擊力隨速度的提高而增大，特別是輪對踏面存在擦傷剝離等故障時，沖擊力更大，這種沖擊力將導致軸承外圈的彈性變形，進而影響密封罩與外圈的配合狀態，時間久了造成松動或脫出。
B、轉8A型轉向架存在高速下產生菱形變形的缺陷，嚴重影響車輛的動力學性能，使軸承的運行條件惡化。
C、部分裝車單位裝車時違反規定，造成超載、偏載等現象發生，輕者使軸承受力增大，重者造成軸頸彎曲增加，而軸承也會隨之發生變化，容易造成密封罩松動脫出等。生產的軸承不能適應列車提速后的要求，軸承裝車后經過高速劇烈振動，極易發生密封罩、油封等軸承附件松動甚至脫出。近年來，這類軸承故障有明顯上升的趨勢。如果松動的密封罩、油封沒有同前蓋發生摩擦，該軸承就無發熱特征，一旦同前蓋發生摩擦，車輛運行中極易引起紅外線報警并多為激熱。對于這類軸承故障按《鐵路技術管理規程》要求列檢應作換輪處理。如果密封罩松動不嚴重，根據經驗，可以用力使其恢復原位，松動嚴重有脫落者，必須換輪。如果處理人不熟悉軸承結構，很容易被此類故障所干擾，應引起列檢注意。
D、保持架折斷
這類故障外觀特征不明顯，但安全危害性極大。車輛運行時保持架一旦斷裂，如果不能及時發現處理，將會嚴重影響軸承的正常運轉，以致引發熱軸、切軸造成行車重大事故。列檢所如果發現車輛輪對有超限度的擦傷、剝離或軸溫高信號特征時，應對該軸承進行頂鎬檢查，如果發現轉動中有無節奏的振動過卡滯現象，且檢測儀報警，滲出的油脂呈銀灰色，可懷疑為保持架折斷應就地換輪。在區間確因場地無法就地換輪的應按車輛原運行方向掛往前方站。嚴禁反方向回掛，否則，易導致軸承保持架破碎而發生切軸事故。
E、軸承滾道擦傷、剝離如果軸承內外圈存在材質不良等缺陷或車輛運行狀態不良，軸承經過長期運轉后可能發生滾道局部擦傷或剝離，對此類故障檢查人員如果用力向下按或向上托起軸承轉動，可以感覺到軸承有節奏的振動。這類故障又多伴有輪對陳舊性擦傷或剝離缺陷。對此類故障，列檢應及時換輪并送軸承間進行退卸處理。
三、防范措施及建議
1、消除踏面故障
當前運用貨車車輪踏面擦傷等故障主要是車輛制動機性能不良、列車空重混編、司機的不良操縱、調車作業中的制動方式不當等原因造成的。因此，首先應加強機車乘務員培訓，進一步提高機車乘務員自身素質，其次要利用一切可以利用的因素，加大120閥的改造進度。并要盡Z大努力改善調車作業中加強車輪踏面擦傷技術狀態檢查，對擦傷過限及時扣修，積極組織處理制動故障。
2、加強列檢標準化作業
在對軸承進行聽、摸、看檢查的基礎上，對有疑問的故障要抓住“捻、轉、診、鑒”這幾個環節。
A、用“捻”判斷油脂
在軸承外部及側架、車底板、輪輻板有大量甩油時，用手指捻取油脂，當指紋中有金屬亮點，并且油脂呈銀灰色時，為軸承滾子內、外圈滾道剝離脫落所致。雜質使得軸承內部摩擦加劇，甚至造成保持架破損，若油脂發黑，手指捻動時可清楚的看清指紋，則屬于陳舊油脂，由此判斷軸承狀態正常。
B、“轉”動軸承
轉動時速度不宜過快，并且要注意勻速轉動。如果能聽到均勻的滾子滾動的聲音，那么是軸承內部缺油，是正常現象，如果在軸承的某個部位能聽到明顯的滾子撞擊的聲音，那么是軸承內有故障，須進行處理。如果發現有異音，反方向轉動時，轉不動或有卡滯現象時，那么一定是屬于軸承保持架破碎故障，須及時進行處理。
3、改進軸承結構設計
在設計時，要考慮如何提高軸承保持架強度和耐沖擊性。同時，注意改進軸承密封裝置，強化軸承的基礎質量。
4、加強滾動軸承的檢修質量
全面加強滾動軸承及輪對的檢修質量，從嚴掌握檢修制度，落實工藝要求，建立健全“三檢一驗”制度，并要求有關人員認真嚴格執行，質檢部門要嚴格檢查、把關、作好監督。
綜上所述在實際生產中貨車滾動軸承故障是不容忽略的，其直接影響著鐵路運輸暢通和安全生產。我們在總結經驗教訓的同時，不但要加強檢修人員的自身素質，要應嚴格執行有關檢修工藝、技術標準要求，進一步加強軸承的基礎質量，對軸承檢修工藝提出更嚴格的要求。
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