摘 要:筆者結(jié)合實(shí)際情況,在本文中提出了鐵路貨車檢修中存在的軸承附件組裝質(zhì)量問題及可能產(chǎn)生的后果,文章在軸端螺栓壽命管理、組裝工藝、螺栓孔檢查、防松裝置等方面綜合分析了問題產(chǎn)生的原因,并根據(jù)這些原因提出了一些針對性建議和防范措施。
關(guān)鍵詞:鐵路貨車;軸承附件;軸端螺栓;對策
滾動(dòng)軸承是車輛的重要部件之一,軸承部件的松動(dòng)會破壞軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)并使其早期失效,造成螺栓丟失或者折斷,嚴(yán)重時(shí)會釀成燃軸、切軸事故,對鐵路行車安全構(gòu)成極大的威脅。軸端螺栓用于對軸承進(jìn)行軸向固定,它承受著安裝軸承的緊固力和運(yùn)用中的部分軸向力,它的組裝質(zhì)量與整套軸承的使用性能和安全性能密切相關(guān),組裝情況決定著軸承的運(yùn)行狀況。
1.問題的提出
經(jīng)筆者對單位2011—2013年輪軸“三級交驗(yàn)”中發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)軸承附件組裝問題占到所有故障的45%,處于故障高位。故障主要集中在軸端螺栓松動(dòng)、防松片變形、防松作用不良等方面,甚至出現(xiàn)螺栓用手能夠擰出的現(xiàn)象,檢修車輛在運(yùn)行中也產(chǎn)生過螺栓丟失、折斷的嚴(yán)重情況(圖1)。該問題看似簡單,卻影響著鐵路貨車的運(yùn)行安全,基于此,本文對該問題產(chǎn)生原因進(jìn)行詳細(xì)分析,探討預(yù)防和解決之道。
圖1 軸端螺栓折斷
2.問題原因分析
2.1 扭力矩值不符
螺栓的緊固力適當(dāng),可以使軸承各部件構(gòu)成一個(gè)完整的組件,并使該組件發(fā)揮出最佳性能,在智能化設(shè)備未全面應(yīng)用之前,車輛檢修部門緊固軸端螺栓一般采用2步緊固法。首先用風(fēng)動(dòng)扳手預(yù)緊螺栓,再用扭矩扳手依次緊固校核,螺栓緊固的質(zhì)量處于“人控”狀態(tài)。在作業(yè)者普遍認(rèn)為中,螺栓組裝應(yīng)“寧緊不松”,于是便有意識地加大螺栓的擰緊力矩,如353130B型軸承規(guī)定值為315N·M~345N·M,但手工關(guān)蓋力道掌握不好,緊固扭力矩可能遠(yuǎn)大于345 N·M,結(jié)果導(dǎo)致螺栓滑扣。并且由于采用人工逐個(gè)緊固的方式,一方面會造成防松片變形;另一方面由于螺栓的緊固力過大,在后期車輛運(yùn)行中極易造成屈服或斷裂。
2.2 虛假堅(jiān)固
一方面是螺栓或螺栓孔的螺紋內(nèi)有銹漬、水垢、鐵屑等雜質(zhì),裝配前未予以清除,在擰緊螺栓時(shí),由于軸端螺栓孔內(nèi)油泥、水垢等雜質(zhì)的頂托作用,雖然螺栓扭力符合規(guī)定,但前蓋并沒有壓緊。另一方面由于螺栓經(jīng)反復(fù)拆卸,可能產(chǎn)生因拆卸方式不正確而造成軸端螺栓孔螺紋滑扣,在組裝時(shí)螺紋牙口未嚙合,外觀看起來無異常,扭力值顯示符合規(guī)定值,實(shí)際上絲扣錯(cuò)位。在上述兩種虛假堅(jiān)固下,振動(dòng)、載荷沖擊和溫度變化會使得螺栓很快松脫。
2.3 螺栓疲勞失效
在目前貨車檢修制度下,每次檢修螺栓都需要拆裝一次,并且軸端螺栓屬于重復(fù)使用且非原位原回配件,在經(jīng)過多次裝用及長時(shí)間運(yùn)行作業(yè)后,造成螺紋部分的塑性變形或疲勞,久而久之極易造成在運(yùn)行中遇到載荷沖擊而折斷。
2.4 防松失效
在軸端螺栓防松工藝上,我們采用的是止動(dòng)墊片防松法,在螺栓擰緊后,將雙耳止分別向六角螺母側(cè)面折彎貼緊,實(shí)現(xiàn)防松。在實(shí)際作業(yè)中,經(jīng)常會出現(xiàn)防松片止耳未卷起或止耳卷起未貼靠在軸端螺栓的六方平面上,從而形成虛假防松現(xiàn)象,在遇到震動(dòng)、載荷沖擊等情況時(shí)未能有效實(shí)施防松功能,造成螺栓松動(dòng)甚至脫落。當(dāng)一個(gè)軸端螺栓丟失后,車輛通過曲線時(shí),易使其他兩個(gè)螺栓承受軸向作用力過大,造成全部螺栓折斷,軸承前蓋丟失。
3.解決對策
(1)改變輪軸配件組裝方式,使用軸端螺栓扭力矩智能扳機(jī)組裝。解決因人為因素造成的扭力矩值不均勻的問題。智能板機(jī)利用傳遞軸,等力矩的將力均勻的傳遞給三個(gè)動(dòng)力頭,通過設(shè)置相應(yīng)扭力矩值,可以實(shí)現(xiàn)同步均勻緊固螺栓。同時(shí)為確保扭力矩達(dá)到規(guī)定值,在智能扳機(jī)作業(yè)完畢后,用扭力矩扳手逐個(gè)進(jìn)行最小扭力矩校核。
(2)組裝前要做好螺栓孔和螺栓外觀檢查。軸端螺栓孔逐個(gè)進(jìn)行檢查,并用毛筆清理孔內(nèi)鐵屑雜物;發(fā)現(xiàn)螺紋有損傷或滑扣時(shí),累計(jì)不超過3扣時(shí)(不得連續(xù)),用絲錐進(jìn)行攻絲加修,毛刺必須清除。
(3)螺栓必須用標(biāo)準(zhǔn)件,螺栓端部35號鋼標(biāo)記、制造年標(biāo)記和制造單位代號三種標(biāo)記必須齊全方能使用。并且施行螺栓壽命管理,防止因使用時(shí)間過長而造成疲勞失效。拆卸下來舊的螺栓首先通過初步外觀檢查篩選,不得有滑扣、彎曲、拉長、裂紋,通過初選將不符合要求的報(bào)廢處理;然后使用煤油進(jìn)行清洗,清洗后檢查各類標(biāo)記及外觀狀態(tài)。經(jīng)過上述兩個(gè)崗位作業(yè),確保所裝用螺栓的質(zhì)量符合技術(shù)要求。
(4)軸端螺栓緊固后防松片的所有止耳要撬起,止耳要緊靠在軸端螺栓的六方平面上,翹起未密貼時(shí)需用榔頭敲擊,確保防松片防松作用良好。
(5)對螺栓端部敲擊是檢查螺栓是否松動(dòng)的重要方法之一,在螺栓組裝完畢后,用檢點(diǎn)錘分別敲擊螺栓端部,通過聽音的方法辨別組裝質(zhì)量,松動(dòng)的螺栓敲擊發(fā)出的聲音一般比較沉悶,敲擊發(fā)出清脆的“當(dāng)當(dāng)”聲即為合格。
4.結(jié)語
經(jīng)過上述措施一段時(shí)間的現(xiàn)場實(shí)踐,軸承附件組裝類故障在交檢故障中所占比重已經(jīng)逐月下降,證明該對策對軸端螺栓組裝風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)防范效果較為明顯,實(shí)現(xiàn)了輪對檢修質(zhì)量過程控制的目標(biāo)。
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作者簡介:王鑫(1987-),上海鐵路局杭州北車輛段助理工程師,本科學(xué)歷,機(jī)械設(shè)計(jì)制造與自動(dòng)化專業(yè)。