鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障對(duì)行車安全的影響及防范研究

張海軍

（西安鐵路局西安東車輛段 陜西西安 710000）

鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障對(duì)行車安全的影響及防范研究

張海軍

（西安鐵路局西安東車輛段 陜西西安 710000）

本文分析了鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障對(duì)行車安全造成的影響，并提出了加強(qiáng)鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障防范的有效措施，以供參考。

鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障；行車安全；影響；防范措施

1 前言

鐵路運(yùn)輸在現(xiàn)代交通運(yùn)輸行業(yè)占據(jù)著至關(guān)重要的地位，鐵路貨車在運(yùn)行的過程中，一旦滾動(dòng)軸承出現(xiàn)故障，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，如成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)鐵路交通運(yùn)輸秩序產(chǎn)生不良影響等。因此，如何防范滾動(dòng)軸承故障，保證鐵路貨車運(yùn)行安全已經(jīng)成為困擾鐵路部門的難題，亟待采取有效的防范措施進(jìn)行處理。

2 鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障對(duì)行車安全造成的影響分析

現(xiàn)階段，鐵路貨車基本已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承化，滾動(dòng)軸承一旦發(fā)生故障，將會(huì)影響鐵路運(yùn)行安全和運(yùn)輸?shù)耐〞承浴，F(xiàn)階段，滾動(dòng)軸承故障對(duì)行車安全造成的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：即熱切軸造成的安全事故、熱軸造成的中途甩車事故，其中熱切軸故障會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，中途停車故障則會(huì)對(duì)鐵路交通運(yùn)輸秩序產(chǎn)生不良影響。

事故案例分析。以某列檢站為例，該列檢站現(xiàn)車57輛，運(yùn)行至某站后，紅外線預(yù)報(bào)機(jī)后第12輛運(yùn)行方向的右側(cè)3軸出現(xiàn)發(fā)熱故障，導(dǎo)致其在該該站停車甩車，該故障發(fā)生在13：20，13：50恢復(fù)運(yùn)行，造成了行車一般D類事故。經(jīng)過分析可知，導(dǎo)致該事故的原因是滾動(dòng)軸承出現(xiàn)問題，密封罩出現(xiàn)圓周方向的外移的現(xiàn)象，用扭力矩測試，密封罩不松動(dòng)，則表明滾動(dòng)軸承組裝的過程中，沒有將密封罩壓裝到位，密封罩的牙口凸臺(tái)并未壓入到軸承外圈的凹槽中，貨車在運(yùn)行的過程中，荷載相對(duì)較大，導(dǎo)致密封罩出現(xiàn)外移的問題，導(dǎo)致密封罩端面和前蓋端面發(fā)生摩擦，密封罩端部的溫度不斷的升高，導(dǎo)致3軸出現(xiàn)激熱故障，最終導(dǎo)致了該停車甩車事故，對(duì)鐵路交通運(yùn)輸產(chǎn)生了一定的影響。

3 加強(qiáng)鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障防范的有效措施

3.1 提高滾動(dòng)軸承質(zhì)量

通常狀況下，滾動(dòng)周抽內(nèi)部故障都是由于軸承制造質(zhì)量導(dǎo)致的，例如，材質(zhì)不能夠滿足設(shè)計(jì)要求，熱處理工藝不合理等，上述問題都會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)軸承內(nèi)部出現(xiàn)故障，對(duì)行車安全產(chǎn)生巨大的影響。因此，在采購滾動(dòng)軸承時(shí)，鐵路部門應(yīng)該引入競爭機(jī)制，優(yōu)選工藝水平高、信譽(yù)好、質(zhì)量合格的軸承廠，并且在滾動(dòng)軸承進(jìn)入車輛制造部門之前，還應(yīng)該對(duì)軸承的質(zhì)量進(jìn)行全面、嚴(yán)格的檢查，嚴(yán)禁質(zhì)量不合格的軸承進(jìn)入到車輛制造部門。同時(shí)，滾動(dòng)軸承用戶還應(yīng)該制定科學(xué)的抽檢制度，對(duì)滾動(dòng)軸承廠商提供的軸承進(jìn)行抽樣檢查，對(duì)于不合格的軸承，堅(jiān)決不予接收，如果多次抽檢質(zhì)量都不合格，則應(yīng)該和上部門反映，解除與該軸承廠商的合作關(guān)系，以此保證所有滾動(dòng)軸承的質(zhì)量，為鐵路貨車行車安全提供可靠的保障。

3.2 采用科學(xué)的診斷措施

通過長時(shí)間的檢修工作，對(duì)貨車滾動(dòng)軸承故障的診斷方法和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，并將相關(guān)的方法和經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用都滾動(dòng)軸承故障檢測中，能夠有效的提高軸承故障診斷準(zhǔn)確度，減少誤判、漏判的問題?，F(xiàn)階段，滾動(dòng)軸承故障的診斷措施主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）通過感覺振動(dòng)診斷軸承故障，在油脂的影響下，一些軸承會(huì)出現(xiàn)不明顯的異音，采用手感的方法能夠有效的判斷軸承是否存在故障，將手掌放置在轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承上并轉(zhuǎn)動(dòng)外圈，如果軸承的外圈、內(nèi)圈以及滾子等存在壓痕、剝離等問題，則會(huì)出現(xiàn)一定的振動(dòng)，通過該種方法能夠有效的診斷出軸承是否存在故障，當(dāng)然，該種診斷方法對(duì)檢修人員的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)方面的要求相對(duì)較高，在實(shí)踐應(yīng)用的過程中，可以通過應(yīng)用傳感器的方式診斷軸承是否存在振動(dòng)現(xiàn)象，例如TADS軌邊傳感器，其主要針對(duì)音頻信號(hào)的時(shí)頻域進(jìn)行分析，并診斷軸承是否存在故障，其流程圖如圖1所示。

（2）通過異音診斷軸承故障，如果滾動(dòng)軸承不存在故障，應(yīng)該能夠靈活、自如的轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)闈L子在離開負(fù)荷區(qū)域時(shí)，在重力作用下發(fā)生撞擊發(fā)出“嘩啦嘩啦”的聲音，隨著轉(zhuǎn)速的加快，軸承會(huì)發(fā)出連續(xù)的響聲，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)聲音沒有差別，并且不會(huì)存在雜音。但是，如果滾動(dòng)軸承內(nèi)部存在故障，將會(huì)影響軸承轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中會(huì)發(fā)出干摩擦的“呲呲”聲或者破碎金屬撞擊的“咔咔”聲，反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)聲音存在差別，并且伴有雜音。異音的差別和軸承油脂的狀態(tài)和內(nèi)部故障的損壞程度存在密切的關(guān)聯(lián)。

（3）通過外觀診斷軸承故障，外觀檢查法主要是對(duì)軸承的外觀進(jìn)行檢查，以此判斷軸承是否存在故障的方法，在檢查過程中，應(yīng)該先對(duì)軸承踏面、輪緣進(jìn)行檢查，查看是否存在嚴(yán)重的粘貼、深的擦傷、缺損以及剝離等問題；其次，應(yīng)該對(duì)密封罩的甩油現(xiàn)象、甩出油脂的狀態(tài)進(jìn)行檢查，如果存在密封罩松動(dòng)的現(xiàn)象，應(yīng)該將密封罩拆下進(jìn)行檢查，如果密封罩甩出的油脂呈點(diǎn)狀或者銀灰色，則表明滾動(dòng)軸承內(nèi)部存在金屬粉末或者零件破損。

3.3 紅外軸承測溫系統(tǒng)的應(yīng)用

圖1 TADS軌邊傳感器振動(dòng)故障診斷流程圖

紅外軸承測溫系統(tǒng)的工作原理表現(xiàn)為：如果物力的溫度超過絕對(duì)零度，則會(huì)向外釋放紅外輻射能，即使人們認(rèn)為很冷的冰塊，也不例外，不同物體的溫度不同，其釋放的紅外輻射的種類也存在一定的差別，并且貨車在行駛的過程中，軸承盒車軸之間的摩擦也會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，由于軸承屬于鋼制品，當(dāng)溫度升高后其彈性與剛性逐漸的降低，當(dāng)溫度超過一定范圍后，將會(huì)導(dǎo)致軸承不能夠承受車廂荷載，輕則導(dǎo)致車體變形，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)切軸事故、燃軸事故。紅外軸承測溫技術(shù)的應(yīng)用，以選定的參照溫度或者環(huán)境溫度為基準(zhǔn)，將紅外線軸溫探測器安裝在鐵路的兩側(cè)，由探測器檢測車輛軸承的紅外能量，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，如果軸承的溫度較高，則產(chǎn)生的紅外輻射能量越多，紅外探頭輸出的電壓值也相對(duì)較高，并且超過一定范圍后，則表明軸承出現(xiàn)故障。紅外軸承測溫系統(tǒng)檢測的熱軸故障波形圖如圖2所示。此外，采用紅外軸承測溫系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)的檢測和預(yù)報(bào)軸承的溫度，一旦檢測出軸承存在溫度異常的現(xiàn)象，則會(huì)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，將故障排除，以此保證貨車能夠安全、高效的運(yùn)行。但是，紅外軸承測溫系統(tǒng)在實(shí)踐應(yīng)用的過程中會(huì)出現(xiàn)漏報(bào)、誤報(bào)等問題，則表明該種技術(shù)還存在一定的缺陷，需要鐵路部門加強(qiáng)與科研院的合作，不斷的更新、改進(jìn)和完善紅外探測設(shè)備，為鐵路貨車的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

圖2 軸承熱軸故障波形圖

3.4 嚴(yán)格落實(shí)安裝和檢查工藝

貨車滾動(dòng)軸承故障有很大一部分原因，是由于安裝人員并沒有嚴(yán)格的按照滾動(dòng)軸承的安裝工藝流程進(jìn)行安裝，檢修部門也沒有對(duì)安裝工藝流程進(jìn)行監(jiān)督和管理，這種人為因素會(huì)對(duì)鐵路貨車運(yùn)行安全產(chǎn)生非常大的影響。因此，鐵路部門應(yīng)該嚴(yán)格落實(shí)安裝和檢查工藝，避免出現(xiàn)密封罩安裝不合理、軸承前蓋后擋溝槽尺寸超限等問題，以此保證軸承安裝施工質(zhì)量，盡可能的降低滾動(dòng)軸承故障發(fā)生的可能性。

4 結(jié)束語

總而言之，導(dǎo)致貨車滾動(dòng)軸承出現(xiàn)故障的原因眾多，為了保證鐵路貨車能夠安全、高效的運(yùn)行，應(yīng)該充分的認(rèn)識(shí)到滾動(dòng)軸承故障的危害性，并采取各種有效的措施加強(qiáng)方法，避免滾動(dòng)軸承故障對(duì)鐵路貨車行車安全產(chǎn)生不良影響。

[1]王軍，張海軍.鐵路貨車滾動(dòng)軸承在運(yùn)行中的故障診斷方法分析[J].哈爾濱軸承，2010，31（1）：8～12.

[2]黃河，張國瑞.鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障聲學(xué)診斷研究[J].長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，10（1）：44～46.

U279

A

1004-7344（2016）09-0146-02

2016-3-10

張海軍（1979-），男，助理工程師，本科，研究方向?yàn)榛疖囓囕v故障處理。