CW—200K轉(zhuǎn)向架熱軸原因探討

豐宏彬

摘 要：闡述了影響CW-200K轉(zhuǎn)向架熱軸的主要因素和原因，重點(diǎn)分析了轉(zhuǎn)向架檢修組裝調(diào)整過(guò)程中在軸箱處容易附加引起熱軸的橫向力的幾種情況，并提出了防止熱軸的幾點(diǎn)要求和建議。

關(guān)鍵詞：CW-200K轉(zhuǎn)向架；熱軸；橫向力

近些年CW-200K轉(zhuǎn)向架在運(yùn)用過(guò)程中先后發(fā)生了幾起熱軸事故，其共同點(diǎn)是均發(fā)生在剛做完A3修的車輛。經(jīng)過(guò)分析了解與車輛段在A3修中轉(zhuǎn)向架的組裝調(diào)整有關(guān)。本文對(duì)引起CW-200K轉(zhuǎn)向架熱軸的原因進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，同時(shí)提出了轉(zhuǎn)向架在檢修組裝調(diào)整過(guò)程中的一些要求和建議。

1 影響熱軸的因素

通常情況下，不考慮軸承損壞、油脂等原因引起的熱軸。絕大部分轉(zhuǎn)向架熱軸的直接原因，是由于軸承滾子與活動(dòng)擋圈發(fā)生端磨引起。因此，找出如何引起兩者之間發(fā)生端磨是分析解決熱軸問(wèn)題的切入點(diǎn)。

通過(guò)對(duì)CW-200K轉(zhuǎn)向架軸箱及軸承結(jié)構(gòu)的分析可知，正常情況下軸承的軸向游隙δ在0.8～1.6mm之間，該游隙的存在保證了軸承滾子與活動(dòng)擋圈之間在車輛運(yùn)行期間不發(fā)生接觸，避免熱軸的出現(xiàn)。但是，當(dāng)軸向游隙δ很小或接近為零時(shí)，會(huì)出現(xiàn)軸承滾子與活動(dòng)擋圈發(fā)生接觸，由于二者之間的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不同產(chǎn)生磨擦最終引起熱軸。是什么引起δ變小或接近于零，是我們重點(diǎn)分析的問(wèn)題。

1.1 軸箱承受橫向力

一旦軸箱承受非正常的橫向力（沿車軸軸線方向的力），軸箱就會(huì)位移并同時(shí)帶動(dòng)軸承外圈和滾子，此時(shí)車軸及活動(dòng)擋圈相對(duì)是靜止的，由此使軸承的游隙δ變小或接近于零，導(dǎo)致車輛運(yùn)行過(guò)程中軸承滾子和活動(dòng)檔圈出現(xiàn)持續(xù)或斷續(xù)的磨擦。

1.2 輪對(duì)承受橫向力

反過(guò)來(lái)，如果軸箱無(wú)橫向力作用，輪對(duì)承受橫向力時(shí)，會(huì)出現(xiàn)輪對(duì)、軸承內(nèi)環(huán)、滾子相對(duì)于軸箱發(fā)生橫向位移，此時(shí)同樣會(huì)出現(xiàn)軸承的軸向游隙δ變小或接近于零的情況。造成輪對(duì)出現(xiàn)橫向力的主要原因是同一輪對(duì)中左、右輪徑差過(guò)大，使車輛運(yùn)行中在輪對(duì)上作用有橫向分力，迫使輪對(duì)向輪徑小的一側(cè)橫移，當(dāng)橫移量吃掉軸承的軸向游隙后，輪徑大一側(cè)的活動(dòng)擋圈會(huì)與滾子端面接觸，長(zhǎng)時(shí)間摩擦就會(huì)發(fā)生熱軸。但左、右輪徑差相差多少會(huì)導(dǎo)致熱軸。這里原因很復(fù)雜，它與車體和轉(zhuǎn)向架狀態(tài)、車輪踏面形狀、車輛重量及線路條件等有關(guān)，目前要準(zhǔn)確的定量分析比較困難。

2 引起熱軸的原因

由于CW-200K轉(zhuǎn)向架出現(xiàn)的幾起熱軸均發(fā)生在A3修之后，因而可以排除由于輪徑差過(guò)大引起的熱軸。熱軸的主要原因應(yīng)為軸箱承受橫向力引起。從幾起熱軸均發(fā)生在A3修后第一次正線運(yùn)行可以得出：軸箱附加橫向力與轉(zhuǎn)向架的組裝調(diào)整有關(guān)。下面重點(diǎn)分析一下轉(zhuǎn)向架組裝調(diào)整過(guò)程中在軸箱處容易附加橫向力的幾種情況：

2.1 轉(zhuǎn)臂先與構(gòu)架組裝，并在節(jié)點(diǎn)和鎖緊板鎖緊后再與輪對(duì)落成

轉(zhuǎn)臂與構(gòu)架組裝后再落輪，會(huì)造成轉(zhuǎn)臂相對(duì)于構(gòu)架在橫向位置出現(xiàn)偏移。因結(jié)構(gòu)所限CW-200K轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)臂定位節(jié)點(diǎn)在橫向方向無(wú)法設(shè)置定位基準(zhǔn)，使轉(zhuǎn)臂與構(gòu)架組裝時(shí)，在橫向方向的位置無(wú)法準(zhǔn)確定位。如果轉(zhuǎn)臂先與構(gòu)架組裝，很容易出現(xiàn)構(gòu)架與輪對(duì)落裝時(shí)，轉(zhuǎn)臂中心與輪對(duì)上軸箱定位中心傾斜α角，此時(shí)如果轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)和鎖緊板處于鎖緊狀態(tài)，就會(huì)在軸箱的軸向方向附加橫向力并將軸箱推向一側(cè)，其結(jié)果使軸承的軸向游隙被部分吃掉，所吃掉的量值隨轉(zhuǎn)臂的橫向偏移量而變化，偏移量越大游隙被吃掉的越多。隨著車輛運(yùn)行時(shí)線路的不平順及車輛的橫擺，導(dǎo)致斷續(xù)或持續(xù)的出現(xiàn)軸承滾子端面與活動(dòng)擋圈磨擦引起軸溫升高，并伴隨著行車速度的提高軸溫升高加劇直至報(bào)警。

該種情況在構(gòu)架與輪對(duì)落裝時(shí)，通過(guò)觀察轉(zhuǎn)臂與軸箱配合表面的狀態(tài)可以判斷出轉(zhuǎn)臂與構(gòu)架的組裝是否正位。如果落裝時(shí)，轉(zhuǎn)臂上定位擋很容易落入輪對(duì)軸箱的定位槽內(nèi)，說(shuō)明轉(zhuǎn)臂位置正確。如果落裝時(shí)，轉(zhuǎn)臂定位擋卡到軸箱定位槽上，說(shuō)明轉(zhuǎn)臂裝偏。為了讓轉(zhuǎn)臂落入軸箱定位槽內(nèi)，一些操作者有時(shí)采用撬棍強(qiáng)行使轉(zhuǎn)臂進(jìn)入軸箱定位槽內(nèi)，該種做法實(shí)際上大大增加了熱軸的隱患。因?yàn)榍斯髑藙?dòng)時(shí)，由于轉(zhuǎn)臂節(jié)點(diǎn)處已經(jīng)緊固無(wú)法移動(dòng)，只能軸箱移動(dòng)，而軸箱只能在軸承的游隙和轉(zhuǎn)臂與軸箱的配合間隙0.2～0.4mm范圍內(nèi)移動(dòng)，而由于該間隙太小調(diào)整范圍有限，一旦滿足不了調(diào)整的需要，就會(huì)吃掉軸承的軸向游隙。

2.2 轉(zhuǎn)臂先與構(gòu)架組裝，但調(diào)整構(gòu)架與輪對(duì)橫向位置時(shí)，節(jié)點(diǎn)處于松弛狀態(tài)

構(gòu)架與輪對(duì)落成后，在調(diào)整構(gòu)架與輪對(duì)橫向位置2mm間隙差時(shí)，沒(méi)有按規(guī)程規(guī)定的先將蓋形螺母鎖緊。此時(shí)節(jié)點(diǎn)裝置中轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸套與定位套之間存在有間隙（見(jiàn)圖1），這樣會(huì)造成調(diào)整撬動(dòng)構(gòu)架時(shí)，只是節(jié)點(diǎn)中轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)軸套其中一端的V形塊在構(gòu)架的V形槽中橫向移動(dòng)，使間隙集中到轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)軸套其中的一側(cè)，而另一側(cè)間隙消除。從現(xiàn)象上看，兩端定位塊端面露出定位立板的距離L1和L2相差很大（見(jiàn)圖2）。此時(shí)再鎖緊節(jié)點(diǎn)蓋形螺母時(shí)，由于間隙的不對(duì)稱使定位套連同轉(zhuǎn)臂向有間隙的一側(cè)移動(dòng)，并同時(shí)在轉(zhuǎn)臂上附加了一個(gè)力偶，其反作用力剛好作用在轉(zhuǎn)臂與軸箱定位擋邊處，即對(duì)軸箱附加了橫向力，使軸箱偏向一側(cè)，吃掉軸承游隙。

2.3 轉(zhuǎn)臂先與輪對(duì)組裝后與構(gòu)架組裝，但調(diào)整構(gòu)架與輪對(duì)橫向位置時(shí)，節(jié)點(diǎn)處于松弛狀態(tài)

這種情況盡管符合25T檢修規(guī)程要求先將轉(zhuǎn)臂與輪對(duì)組裝，但問(wèn)題出在將緊固節(jié)點(diǎn)蓋形螺母與調(diào)整構(gòu)架與輪對(duì)2mm間隙差的順序顛倒了。按照規(guī)程要求應(yīng)該在調(diào)整2mm間隙差之前將節(jié)點(diǎn)蓋形螺母緊固好，否則，將會(huì)出現(xiàn)與第2.2種相同的情況。

3 為何轉(zhuǎn)臂先與軸箱組裝不會(huì)引起熱軸

3.1 轉(zhuǎn)臂先與軸箱組裝時(shí)，裝配基準(zhǔn)為軸箱上定位槽，此時(shí)轉(zhuǎn)臂是處于自由狀態(tài)，不受構(gòu)架的約束可以很容易的落入軸箱上定位槽中，（兩者之間配合間隙為0.2～0.4mm），軸箱在橫向方向不附加外力。

3.2 軸箱轉(zhuǎn)臂和箍組裝緊固后，三者在橫向方向（軸箱的軸向方向）的自由度被完全限制，它與構(gòu)架落成后調(diào)整兩者之間橫向位置時(shí)，輪對(duì)組成（包括軸箱、轉(zhuǎn)臂和箍）作為基準(zhǔn)是靜止不動(dòng)的，只是靠構(gòu)架相對(duì)于輪對(duì)在橫向方向位移達(dá)到調(diào)整的目的，在此過(guò)程中無(wú)論是軸箱還是輪對(duì)均不會(huì)產(chǎn)生引發(fā)熱軸的橫向力。

4 幾點(diǎn)要求和建議

4.1 在轉(zhuǎn)向架組裝調(diào)整過(guò)程中，嚴(yán)格按照25T檢修規(guī)程和CW-200K轉(zhuǎn)向架組裝分解說(shuō)明中規(guī)定的先后順序要求執(zhí)行。

4.2 建議相關(guān)的檢修部門配備轉(zhuǎn)向架落成調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)位，保證軌面達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求并帶有護(hù)軌保證車輪的準(zhǔn)確定位。

4.3 如果條件具備，建議將段修后車輛試運(yùn)行速度提高到與正式運(yùn)行相同，已真實(shí)地反映車輛的運(yùn)行狀況。因?yàn)榍捌诔霈F(xiàn)的幾起熱軸事故，在試運(yùn)行中沒(méi)有暴露出來(lái)主要是試運(yùn)行速度偏低。

5 結(jié)束語(yǔ)

解決CW-200K轉(zhuǎn)向架的熱軸問(wèn)題，關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于檢修過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)向架組裝調(diào)整的質(zhì)量控制。一方面是深刻理解檢修規(guī)程中相關(guān)條款的精神實(shí)質(zhì)，嚴(yán)格按規(guī)定的組裝順序操作。另一方面是各施修單位對(duì)硬件的適當(dāng)投入，特別是轉(zhuǎn)向架組裝臺(tái)位的軌面質(zhì)量對(duì)轉(zhuǎn)向架的組裝質(zhì)量尤為關(guān)鍵。因此，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的軌面對(duì)解決CW-200K轉(zhuǎn)向架的熱軸問(wèn)題也是同樣重要的。