鐵路貨車滾動(dòng)軸承壓裝曲線異常原因分析及對(duì)策

黎 翼，庾迎春

（中鐵特貨公司柳州機(jī)械保溫車輛段，1、助理工程師，2、工程師， 廣西 柳州 545007）

近年來(lái)，中鐵特貨公司商品汽車運(yùn)輸業(yè)務(wù)逐年增加。為確保質(zhì)量可靠、狀態(tài)良好地運(yùn)輸車輛，2018年柳州機(jī)械保溫車輛段按要求開始承擔(dān)JSQ6 型凹底式雙層汽車運(yùn)輸車段修及RE2B 型輪軸二、三級(jí)檢修任務(wù)。

1 問(wèn)題提出

353130B 型滾動(dòng)軸承壓裝是RE2B 型輪軸檢修的關(guān)鍵工序之一，其質(zhì)量直接影響JSQ6型貨車運(yùn)輸安全。由于《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》（鐵運(yùn)［2016］191 號(hào)）》僅規(guī)定滾動(dòng)軸承壓裝質(zhì)量檢驗(yàn)包括軸承壓裝力、壓裝終止貼合壓力、貼壓差及保壓時(shí)間等4 項(xiàng)內(nèi)容及需達(dá)到相應(yīng)的參數(shù)要求(見(jiàn)表1)，但未對(duì)滾動(dòng)軸承壓裝壓力曲線給出標(biāo)準(zhǔn)圖例及文字說(shuō)明，極易造成質(zhì)量漏洞。如在實(shí)際工作中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)被判定壓裝合格的P-S 壓力曲線圖雖然4 項(xiàng)壓裝參數(shù)均符合表1 要求，但壓力曲線走勢(shì)異常。為確保車輛運(yùn)用安全，有必要找準(zhǔn)問(wèn)題成因，制定有效措施，切實(shí)加以解決。

表1 353130B型滾動(dòng)軸承壓裝限度要求

滾動(dòng)軸承壓力合格曲線如圖1所示。

圖1 合格壓力曲線

滾動(dòng)軸承壓力曲線異常主要表現(xiàn)：

1）壓力曲線起點(diǎn)處壓力陡升（見(jiàn)圖2）；

圖2 壓力陡升

2）壓力曲線中間段壓力明顯抖動(dòng)（見(jiàn)圖3）；

圖3 壓力抖動(dòng)

3）壓力曲線整段壓力偏小，基本在規(guī)定的最小壓裝力限度值以下，只是在接近拐點(diǎn)時(shí)壓力數(shù)值才勉強(qiáng)達(dá)到合格（見(jiàn)圖4）。

圖4 壓力偏小

以上3 種情況，其《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》規(guī)定軸承壓裝的4 項(xiàng)壓裝參數(shù)值均在規(guī)定范圍，都被軸承壓裝機(jī)判定為合格，但經(jīng)對(duì)壓裝曲線走勢(shì)不良的滾動(dòng)軸承進(jìn)行退卸檢查，發(fā)現(xiàn)曲線不良是因?yàn)闈L動(dòng)軸承與軸頸匹配存在缺陷引起壓力變化造成的，如果此類缺陷不及時(shí)返工處理，將為輪軸運(yùn)用埋下安全隱患。

2 原因分析

經(jīng)過(guò)深入調(diào)查，座談研判，得出導(dǎo)致滾動(dòng)軸承壓裝壓力曲線異常的主要因素有：滾動(dòng)軸承壓裝間溫濕度、滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸頸的選配過(guò)盈量、軸頸表面的粗糙度及圓柱度、軸頸端部暾粗、滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸頸的潤(rùn)滑效果、軸承壓裝機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等。具體分析如下：

2.1 壓力曲線起點(diǎn)處壓力陡升原因

1）軸頸端部墩粗。輪對(duì)分解或組裝時(shí)，因壓力機(jī)活塞中心與車軸中心線不一致，或因作業(yè)簡(jiǎn)化、未采取有效措施保護(hù)軸頸，致使車軸端部應(yīng)力過(guò)大造成軸頸墩粗，軸承壓裝前該故障如未及時(shí)處理，曲線起點(diǎn)處壓裝力會(huì)因軸頸直徑墩粗而陡升。

2）如車軸端部引導(dǎo)坡處發(fā)生碰傷，表面堆積金屬高出軸頸表面，軸承壓裝前該故障未及時(shí)處理也會(huì)造成壓裝力徒升。

3）滾動(dòng)軸承壓裝時(shí)，壓裝機(jī)活塞中心線與車軸中心線不一致，軸承內(nèi)圈壓入時(shí)，與軸頸端部錯(cuò)位、別勁壓裝造成壓裝力陡升。

2.2 壓力曲線中間段壓力明顯抖動(dòng)原因

1)軸頸表面Ⅱ號(hào)極壓鋰基脂涂刷不均勻，壓裝時(shí)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑面與軸頸局部發(fā)生干摩擦，軸承壓入時(shí)頓挫致使壓力抖動(dòng)。

2)軸頸表面故障，如軸頸碰傷、局部凹下等原因致使壓力發(fā)生變化。

3)滾動(dòng)軸承內(nèi)圈磷化膜晶粒細(xì)小而致密、磷化膜較厚，軸承壓入頓挫致使壓力抖動(dòng)。

4)軸承內(nèi)部或Ⅱ號(hào)極壓鋰基脂有異物。

2.3 軸承壓裝力偏小原因基本在規(guī)定的最小壓裝力限度值以下，只是在接近拐點(diǎn)時(shí)壓力數(shù)值才勉強(qiáng)達(dá)到合格。主要原因如下：

1）軸頸直徑在全長(zhǎng)范圍內(nèi)向軸頸端部逐漸增大（即軸頸倒錐），軸承內(nèi)圈與軸頸配合過(guò)盈量逐漸變小，造成壓力曲線平緩或下降。

2）壓裝時(shí)，滾動(dòng)軸承擺放方位錯(cuò)位，內(nèi)徑大的內(nèi)圈壓裝在軸頸外側(cè)，內(nèi)側(cè)內(nèi)圈與軸頸配合過(guò)盈量偏小，造成壓力曲線平緩或下降。

3）滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸頸配合過(guò)盈量偏下限或?qū)嶋H配合過(guò)盈量小，造成壓力曲線平緩或下降。

4）車軸、滾動(dòng)軸承相繼采用高精度數(shù)控車床機(jī)加工后，表面加工精度顯著提高，軸承壓裝時(shí)配合面摩擦系數(shù)小造成軸承壓裝力降低，而《輪規(guī)》未及時(shí)下調(diào)軸承壓裝壓力。

5）壓裝間溫濕度不符合要求，室內(nèi)溫度低或濕度嚴(yán)重超標(biāo)。

6）軸承壓裝前，軸承及附件、輪對(duì)及檢測(cè)器具未按要求進(jìn)行同溫，測(cè)量數(shù)值不真實(shí)造成軸承內(nèi)圈與軸頸配合過(guò)盈量不符合規(guī)定。

3 防范措施

為有效減少以至消除壓力曲線異常情況發(fā)生，建議采取以下防范措施。

3.1 壓裝環(huán)境要求方面

1）每班開工前須檢測(cè)滾動(dòng)軸承壓裝間溫、濕度，保證溫度為16～30℃，濕度不超過(guò)70%，超過(guò)時(shí)須開空調(diào)或?qū)Ｓ贸闈駲C(jī)進(jìn)行調(diào)整，符合規(guī)定后方可開工作業(yè)；室內(nèi)須保持整潔。

2）滾動(dòng)軸承壓裝前軸承及附件、輪對(duì)及檢測(cè)器具須同室存放，放置時(shí)間不少于8 h；不能同室存放時(shí)，兩室溫差不應(yīng)超過(guò)5 K。

3.2 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)方面

1）每班開工前須對(duì)軸承壓裝機(jī)進(jìn)行日常性能校驗(yàn)，確認(rèn)系統(tǒng)壓力與計(jì)算機(jī)顯示值相差不超過(guò)10 KN、設(shè)備性能狀態(tài)良好。

3.3 軸頸檢查處理方面

1）檢查車軸中心定位孔不得損傷，確保壓裝機(jī)活塞中心線與軸頸中心線一致。

2）加強(qiáng)軸頸端部的檢查測(cè)量，軸頸端部墩粗、引入部及軸頸表面磕碰傷時(shí)須消除表面堆積的多余金屬，并用不小于120目砂布蘸油打磨光滑。

3）壓裝前須用棉白細(xì)布蘸120#汽油或乙醇擦拭軸頸與防塵板座，清除表面異物，防止壓力異常變化。

3.4 選配壓裝方面

1）軸頸直徑測(cè)量位置及參數(shù)分別見(jiàn)圖4 和表2。按圖4 規(guī)定測(cè)量軸頸I、Ⅱ兩個(gè)截面直徑，計(jì)算軸頸直徑及圓柱度，軸頸倒錐須進(jìn)行機(jī)加工處理（軸頸直徑不允許在全長(zhǎng)范圍內(nèi)向軸頸端部方向逐漸增大）。

圖4 軸頸直徑測(cè)量位置示意圖

表2 軸頸直徑測(cè)量位置參數(shù)

2）距滾動(dòng)軸承內(nèi)圈小端面7 mm 及內(nèi)圈大端面20 mm 處測(cè)量滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑，并做好內(nèi)徑大、小端箭頭方向“→”標(biāo)記。

3）根據(jù)軸頸尺寸選配滾動(dòng)軸承，建議配合過(guò)盈量偏中間值（0.065～0.080 mm 之間）。353130B 型滾動(dòng)軸承配合過(guò)盈量見(jiàn)表3。

表3 353130B型滾動(dòng)軸承配合過(guò)盈量

4）滾動(dòng)軸承壓裝前，軸頸上須均勻涂刷0.5 mm厚的Ⅱ號(hào)防銹極壓鋰基脂，涂抹時(shí)輪對(duì)須轉(zhuǎn)動(dòng)，軸頸底部不得遺漏；南風(fēng)天時(shí)，軸頸表面涂脂不得進(jìn)行批次涂刷，以免油脂附水變質(zhì)。

5）滾動(dòng)軸承壓裝時(shí)，滾動(dòng)軸承須按箭頭方向擺放，內(nèi)圈內(nèi)徑相對(duì)較大的一端組裝在軸頸內(nèi)側(cè)，確保軸頸與滾動(dòng)軸承兩內(nèi)圈配合過(guò)盈量均衡匹配；中隔圈須找正，防止壓裝過(guò)程中中隔圈偏離中心與壓力機(jī)活塞端部頂撞。

3.5 壓力曲線表復(fù)核方面

1）軸承壓裝到位后，須復(fù)核壓力曲線表，對(duì)壓力曲線起點(diǎn)處壓力陡升、中間段壓力曲線抖動(dòng)明顯、壓力曲線整段壓力偏小只是在接近拐點(diǎn)時(shí)壓力數(shù)值才勉強(qiáng)達(dá)到合格等不良曲線的滾動(dòng)軸承須按退檢處理。

2）建議對(duì)壓裝曲線行至180 mm 處壓力未達(dá)到58.8 KN 的滾動(dòng)軸承進(jìn)行退卸，用不小于120 目砂布蘸油橫向打磨軸頸表面，增大滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸頸表面的摩擦力。

4 結(jié)束語(yǔ)

軸承壓裝質(zhì)量對(duì)于車輛安全運(yùn)行至關(guān)重要。本文從軸承壓裝間環(huán)境、軸承與軸頸壓裝選配過(guò)盈量、軸頸表面粗糙度及壓裝機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等方面深入分析導(dǎo)致軸承壓裝曲線不良的原因，提出了操作性較強(qiáng)的預(yù)防措施。2019 年，筆者所在單位通過(guò)強(qiáng)化軸承壓裝作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有效降低因壓裝曲線異常造成的質(zhì)量返工，全年共計(jì)壓裝353130B 型軸承645 套，一次性壓裝合格數(shù)量為624 套，合格率達(dá)到96.7%，比2018年提高了18.5%。