朱培呈 上海鐵路局上海動(dòng)車客車段
時(shí)速 200km/h的 CRH2型動(dòng)車組分為 CRH2A、CRH2B、CRH2E型。該型動(dòng)車組即將大批量進(jìn)入三、四級(jí)檢修周期。目前,僅靠南車集團(tuán)青島四方機(jī)車車輛股份有限公司(以下簡稱四方公司)承擔(dān)檢修任務(wù),已無法滿足實(shí)際需求。為此,鐵道部分別在北京、武漢、上海、廣州成立了四個(gè)動(dòng)車組檢修段(基地)。上海動(dòng)車客車段于2010年8月18日正式進(jìn)行三級(jí)修。四級(jí)修也即將納入日程。動(dòng)車組四級(jí)檢修,對(duì)我段技術(shù)人員來說,是個(gè)陌生的專業(yè)領(lǐng)域,是一個(gè)學(xué)習(xí)探索的過程。四級(jí)修與三級(jí)修相比,多了對(duì)軸箱軸承檢修??梢?,四級(jí)修中軸箱軸承檢修檢修的重要性。因此,結(jié)合我段對(duì)25K、25T既有車軸箱軸承檢修的經(jīng)驗(yàn),并借鑒四方公司的相關(guān)檢修工藝標(biāo)準(zhǔn),對(duì)我段開展軸箱軸承四級(jí)修檢修工藝進(jìn)行探討。
1.1.1 按照故障性質(zhì)分類
按照故障性質(zhì)分類,可分為:
(1)耗損型:如軸承游隙因磨耗而到限使保持架磨損等。
(2)疲勞型:如滾子、內(nèi)圈、外圈發(fā)生剝離、電蝕和麻點(diǎn)。
(3)機(jī)械損傷型:如內(nèi)外圈發(fā)生裂紋、壓痕、保持架松曠、裂紋。
(4)組裝工藝標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng):如配合面透銹,接觸不良等。
(5)油脂與其它潤滑油變質(zhì)、內(nèi)外圈變色、拉傷、外傷等。
1.1.2 25K、25T軸承故障定義、形態(tài)特征、部位及原因分析
(1)麻點(diǎn)
定義:零件表面呈分散或群集狀的細(xì)小坑點(diǎn)。
形態(tài)特征:呈黑色針孔狀凹坑;有一定深度;個(gè)別存在或密集分布。
部位:多出現(xiàn)在軸承內(nèi)、外圈滾道面和滾子滾動(dòng)面上,也出現(xiàn)在滾子球基面或內(nèi)圈滾子引導(dǎo)面上。
原因分析:金屬表面疲勞。在滾動(dòng)接觸應(yīng)力的循環(huán)作用下,在金屬亞表層形成微觀裂紋,并逐漸發(fā)展成凹坑狀的微小剝離;金屬的亞表層存在夾雜物或大顆粒碳化物形成應(yīng)力集中,過早產(chǎn)生微觀裂紋并逐漸發(fā)展成剝離;裝配不當(dāng)或潤滑不良。
(2)剝離
定義:零件表面在高接觸應(yīng)力的循環(huán)作用下產(chǎn)生的金屬片狀剝落現(xiàn)象。
形態(tài)特征:具有一定的深度和面積;表面呈凹凸不平鱗狀;具有尖銳的溝角。通常呈現(xiàn)疲勞擴(kuò)展特征的海灘狀條紋。
部位:軸承內(nèi)、外圈滾道面和滾子滾動(dòng)面。
原因分析:過載應(yīng)力作用;材質(zhì)不良或熱處理不當(dāng);潤滑不良;裝配不當(dāng)。
(3)擦傷
定義:零件表面因滑動(dòng)摩擦而產(chǎn)生的金屬遷移現(xiàn)象。
形態(tài)特征:沿滑動(dòng)方向,具有一定長度和深度的表面機(jī)械性損傷。
部位:軸承零件工作面。
原因分析:軸承游隙過??;潤滑不良及潤滑脂中含有雜質(zhì);軸向預(yù)負(fù)荷過大。
(4)熱變色
定義:由于溫度升高致使零件表面產(chǎn)生氧化的現(xiàn)象。
形態(tài)特征:變色部位局部或全部呈現(xiàn)淡黃色、黃色、棕紅色、紫藍(lán)色及藍(lán)黑色。嚴(yán)重變色將導(dǎo)致表面硬度降低。在確認(rèn)零件變色時(shí),應(yīng)考慮潤滑脂粘附表面的影響。
部位:軸承內(nèi)、外圈滾道面和滾子滾動(dòng)面。
原因分析:潤滑不良或油脂老化變質(zhì);游隙過小;軸承滾動(dòng)表面加工粗糙;過載。
(5)磕碰傷
定義:軸承零件間或軸承零件與其他硬物間相互碰擊而產(chǎn)生的零件表面機(jī)械性損壞。
形態(tài)特征:多呈棱角形或半月形的刻印狀;邊緣凸起,手感明顯。有時(shí)在尖角處產(chǎn)生微裂紋。
部位:軸承零件各表面。
原因分析:粗魯作業(yè)及相互碰撞而致。
(6)電蝕
定義:當(dāng)電流通過軸承時(shí),在接觸點(diǎn)或面擊穿油膜放電,產(chǎn)生高熱,造成金屬表面局部熔融形成弧坑或溝蝕。
形態(tài)特征:一般呈斑點(diǎn)、凹坑、密集的小坑狀;有金屬熔融現(xiàn)象。電蝕產(chǎn)生的弧坑在放大境下觀察呈火山噴口狀。當(dāng)電流通過運(yùn)轉(zhuǎn)中的軸承連續(xù)擊穿油膜時(shí),形成條狀平行溝蝕(俗稱洗衣板狀)。電蝕降低蝕點(diǎn)周圍區(qū)域金屬的硬度,嚴(yán)重時(shí)形成剝離。
部位:軸承內(nèi)、外圈滾道面和滾子滾動(dòng)面。原因分析:電流通過軸承。
根據(jù)我段2009年25K、25T既有車軸承各類故障占比統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,銹蝕、麻點(diǎn)、變色占絕大比例。個(gè)別故障:剝離如圖1所示,電蝕如圖2所示。
圖 1剝離
圖 2電蝕
2.1.1 軸承故障處理方式
鑒于對(duì)25K、25T既有車軸承零件外觀缺陷程度處理方式經(jīng)驗(yàn),可對(duì)CRH2A、CRH2B、CRH2E型動(dòng)車組按以下三種方式處理:
(1)缺陷對(duì)軸承性能和使用安全性沒有影響,修復(fù)與否均可使用;
(2)缺陷對(duì)軸承性能和使用安全性有一定影響,但經(jīng)修復(fù)可再使用;
(3)缺陷對(duì)軸承性能和使用安全性有嚴(yán)重影響,不可再修復(fù)使用。
特別是3類:如發(fā)現(xiàn)軸承密封失效,有甩油、混砂、混水或油脂變質(zhì)現(xiàn)象時(shí);軸承有異音、卡滯或其他不正?,F(xiàn)象時(shí);軸承的軸向游隙超過規(guī)定限度時(shí);發(fā)生熱軸故障的軸承等情況時(shí),應(yīng)不可再修復(fù)使用。
2.1.2 滾動(dòng)軸承正常工作準(zhǔn)則
保證滾動(dòng)軸承正常工作,應(yīng)當(dāng)著重從下述準(zhǔn)則[4]入手:
(1)保證最小油膜厚度準(zhǔn)則。
(2)保證軸承內(nèi)圈最小安裝過盈量準(zhǔn)則。
(3)最大機(jī)械負(fù)荷和沖擊負(fù)荷準(zhǔn)則。
(4)最高熱負(fù)荷(絕對(duì)溫度、濕度梯度)準(zhǔn)則。
(5)相關(guān)工作條件準(zhǔn)則(軸承座,軸的剛度,密封等)。
2.1.3 損傷原因
造成的損傷往往有以下原因:
(1)材質(zhì)不良。
(2)潤滑不良。
(3)組裝不良。
(4)軸承和軸配合不當(dāng),當(dāng)兩者的配合過盈量過小時(shí),將產(chǎn)生相對(duì)滑移;若過盈過大,則容易造成軸承游隙偏小,甚至消失,故過盈量過大或者過小均不能保證軸承熱狀態(tài)運(yùn)行的安全。
(5)在組裝過程中形成附加的軸承應(yīng)力(有軸向的和徑向的應(yīng)力),且往往呈偏載狀態(tài)。在組裝中還有擦傷、磕碰等均會(huì)造成軸承失效。
(6)外部振源傳進(jìn)來的機(jī)械振動(dòng),外部熱源 傳入的熱量,通風(fēng)條件惡化造成的損傷。
2.1.4 CRH2軸承故障處理方式
結(jié)合25K、25T既有車檢修方法及青島四方CRH2四級(jí)修檢修經(jīng)驗(yàn)[2,3],我段軸承外觀判定擬按表1內(nèi)容執(zhí)行。表中帶符號(hào)"×"缺陷的軸承不能再使用,帶符號(hào)"⊙"的軸承如缺陷輕微修復(fù)后可再次使用,但缺陷嚴(yán)重者不能再使用。
表1 圓錐軸承外觀故障處理方式
(1)軸承零件須清洗,清洗后各表面及溝角處不得有目視可見的油污、水分、灰塵、纖維物和其它污物。外圈外徑面銹蝕時(shí)須清除銹垢,允許局部留有除銹后的痕跡。軸承零件清洗后整套軸承的清潔度須達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
(2)軸承外圈、內(nèi)圈制造日期、制造編號(hào)須一致,嚴(yán)禁混裝;擋油環(huán)、后擋圈及油封可互換使用。為了防止內(nèi)圈,外圈,襯墊的系列號(hào)碼不一致,防止,建議如圖3方式,對(duì)內(nèi)置前的軸承進(jìn)行排列。
(3)在使用軸承時(shí),最為重要的是:“保持清潔”,“防銹”,“不可受沖擊”。
圖3 軸承清洗方法
CRH2動(dòng)車組軸承四級(jí)修中,應(yīng)在軸承的保養(yǎng),解體,清洗與檢查,測(cè)量與修理,組裝與試驗(yàn)上進(jìn)一步完善工藝流程。軸承檢修人員應(yīng)及時(shí)對(duì)故障判斷并且排除,對(duì)典型或者異常故障應(yīng)召集技術(shù)人員進(jìn)行分析解決,這樣才能保證CRH2動(dòng)車組安全、快速運(yùn)行。