貨車車輪滾動軸承密封罩脫落原因分析及預(yù)防措施

【摘要】車輪滾動軸承是列車運行的重要部件之一，其運行狀態(tài)決定了列車運行的安全性，特別是隨著貨車載貨量的提高和車速的增加，滾動軸承的安全不容忽視。本文分析了經(jīng)過檢修的貨車車輪滾動軸承運行時密封罩脫落故障的現(xiàn)象，總結(jié)了故障率較高的具體原因，并針對具體故障制定了檢修過程中需要預(yù)防的措施，有效地降低了密封罩脫落的故障，為貨車安全行車提供了保障。

【關(guān)鍵詞】貨車車輪；滾動軸承；密封罩；脫落；預(yù)防

1、前言

在鐵路高速發(fā)展的今天，客、貨運量迅速增長，要求其載運工具——鐵道車輛必須保證正常的技術(shù)質(zhì)量狀態(tài)，鐵路車輛的檢修工作在鐵路運輸中占有非常重要的地位，對于鐵路運輸工作的連續(xù)正常進行具有重要意義[1]。貨車車輪滾動軸承是車輛上的重要零部件[2-3]，其技術(shù)狀態(tài)的好壞將直接影響到鐵路運輸?shù)男熊嚢踩?，因此，如何準確發(fā)現(xiàn)鐵路貨車滾動軸承故障、及時排除故障、杜絕故障的產(chǎn)生是保證鐵路運輸安全的重要研究問題[4-6]。

隨著鐵路貨物列車載重量增大和運行速度的提高，對鐵路貨車運行安全的要求越來越高，特別是降低貨車滾動軸承故障率是保證列車安全運行的重要措施之一[7]。依據(jù)哈爾濱鐵路局2012年一、二、三季度運用貨車典型故障發(fā)現(xiàn)率、反饋率和軸承故障統(tǒng)計情況通報進行統(tǒng)計，軸承故障共計166件，其中密封罩脫落106件（圖1所示）占總數(shù)的67%。從表中可以看出，貨車運行故障中密封罩脫落事故是主要問題，解決該問題對于貨車快速穩(wěn)定運行具有重要意義。

2、貨車車輪軸承密封罩脫落故障分析

2.1密封罩脫落故障的表現(xiàn)

2012年第1～3季度貨車車輪滾動軸承故障中，哈爾濱軌道交通裝備有限責任公司密封罩脫落2件，軸承外圈破損1件。

圖2為兩起軸承密封罩脫落故障的外觀圖，軸承前密封罩沿圓周方向脫出，脫出的前密封罩端面與前蓋內(nèi)側(cè)面有摩擦痕跡。

外觀檢查發(fā)現(xiàn)軸承前密封罩沿圓周方向脫出，分解檢查發(fā)現(xiàn)脫出的前密封罩與前蓋內(nèi)側(cè)面有明顯摩擦痕跡，如圖3所示。

從圖3可以看出，故障Ⅰ軸承外側(cè)密封罩竄出3.00mm，外觀檢查軸承油脂變色，有滲水現(xiàn)象，軸承內(nèi)部有銹色；前蓋內(nèi)側(cè)面有1/3圓周磨損（端磨）痕跡，深度為0.2mm；外側(cè)密封罩牙口凸臺一周磨損，牙口凸臺已失效，產(chǎn)生鐵線；外側(cè)內(nèi)圈內(nèi)滾道有微震磨蝕。故障Ⅱ軸承外側(cè)密封罩超出外圈牙口3.4mm，軸承外側(cè)密封罩有竄出現(xiàn)象，外側(cè)密封罩油封磨損嚴重，已露出金屬表面。

對軸承內(nèi)部滾子和滾道面進行觀察，內(nèi)部檢查情況如圖4所示。故障Ⅰ軸承內(nèi)側(cè)內(nèi)圈滾子有輕微環(huán)形條紋1條，外圈外側(cè)滾道靠近中部環(huán)帶有長2/3圓周長、寬11.20mm的偏磨現(xiàn)象，外側(cè)內(nèi)圈滾子小端均有變色。故障軸承Ⅱ內(nèi)側(cè)內(nèi)圈外側(cè)滾子剝離，內(nèi)圈內(nèi)側(cè)滾子變色，軸承軸向游隙尺寸超限標準限度為0.60～0.70mm，實測值為0.866mm。

2.2密封罩脫落原因分析

貨車滾動軸承在進行一般檢修時，密封罩需更換新品，密封罩與軸承外圈牙口配合為過盈配合，其脫落原因主要有以下幾點：

2.2.1密封罩凸臺剪切

軸承一般檢修過程中，發(fā)現(xiàn)軸承外圈牙口槽深尺寸不符合軸承圖紙尺寸0.7mm±0.2mm的要求，主要是槽深小于0.5mm，遇到車輪踏面擦傷及高速劇烈振動時，也極易造成密封罩松動脫出。

2.2.2密封罩選配誤差

按照密封罩與軸承外圈牙口配合過盈量≥0.15mm進行選配，選配時存在過盈量選配不均勻，個別密封罩與軸承外圈牙口過盈量選配偏小、偏大，最小值為0.15mm，最大值高達0.34mm。過盈量選配不均勻易造成密封罩脫出。

2.2.3設(shè)備校驗誤差

密封罩與軸承外圈組裝是通過專用設(shè)備壓裝完成。要求在開工前需對密封罩壓裝測扭矩設(shè)備進行性能校驗，當扭矩達到122.5N.m以上時，軸承壓罩測扭矩設(shè)備綠色指示燈亮，表示設(shè)備性能校驗結(jié)果合格。這種方法只能定性說明設(shè)備合格，但是不能顯示具體扭矩數(shù)值，無法判斷扭矩值偏大或偏小，將影響對設(shè)備的精確判斷。

2.2.4密封罩組裝后檢查誤差

密封罩壓裝及扭矩檢測合格后，進行密封裝置壓裝到位檢查，現(xiàn)操作人員采用目測觀察的方式，在圓周方向檢查軸承兩端密封裝置A面不得高于外圈端面。這種檢查方法不能保證對密封罩出現(xiàn)壓偏、壓裝不到位或過壓等不良問題及時發(fā)現(xiàn)，存在密封罩脫落隱患。

3、預(yù)防措施

3.1密封罩尺寸分段選配提高準確性

人工選配完成后，再由智能選配系統(tǒng)對人工選配的過盈量進行復(fù)核，確保密封罩與外圈牙口配合過盈量≥0.15mm。

3.2設(shè)備增加數(shù)值讀取功能

建議軸承一般檢修單位新增軸承密封罩壓裝、測扭設(shè)備，新設(shè)備具有軸承扭矩值自動測量、顯示、數(shù)據(jù)上傳功能，確保每套軸承扭矩值在合格范圍內(nèi)，保證密封罩壓裝質(zhì)量。

3.3增加檢測工具提高檢測準確性

在密封罩壓裝完成后，首先采用目視檢查的方式，在圓周方向查看軸承兩端密封裝置A面不得高于外圈端面，然后采用專用的深度游標卡尺或樣板進行檢測，保證壓裝質(zhì)量。當密封罩出現(xiàn)壓偏、壓裝不到位及過壓等不良問題時，退卸密封罩，重新進行密封罩壓裝。

3.4增加軸承外圈牙口槽深尺寸、外圈牙口倒角檢測手段

在軸承新造單位中，嚴格控制軸承外圈牙口槽深和倒角的制造尺寸，外圈牙口槽深尺寸符合0.7mm±0.2mm范圍內(nèi)，外圈牙口倒角尺寸為3mm×0.9mm。其中，軸承一般檢修單位需要增加軸承外圈牙口槽深和倒角檢測手段，增加必備檢測器具及樣板，保證密封罩壓裝質(zhì)量，軸承外圈槽深和倒角不符合限度時報廢。同時，運用單位應(yīng)統(tǒng)計、分析貨車運行時車輪踏面擦傷對軸承密封罩脫出造成的影響。這是構(gòu)成軸承密封罩脫出的安全隱患。

4、結(jié)論

哈爾濱軌道軌道交通裝備有限責任公司通過采取上述預(yù)防措施后，2012年11月～2013年2月期間檢修的軸承各類運用故障呈現(xiàn)下降趨勢，即：2012年11月份軸承各類問題7件，其中密封罩脫落3件，占42%；2012年12月份軸承各類問題5件，其中密封罩脫落2件，占40%；2013年1～2月份軸承各類問題8件，其中密封罩脫落0件。可見，采用的上述預(yù)防措施是可靠的、有效的，保證了行車安全。