機(jī)車走行部電機(jī)軸承保持架故障監(jiān)測數(shù)據(jù)解析

呂賢明

（內(nèi)蒙古集通鐵路（集團(tuán)）有限責(zé)任公司大板機(jī)務(wù)段，內(nèi)蒙古赤峰 024000）

0 引言

JK00430 型機(jī)車走行部車載監(jiān)測裝置在運行監(jiān)測中，數(shù)據(jù)采集易受到振動傳遞干擾，影響故障源的捕捉，使得軸承預(yù)報警信息中對保持架故障的診斷與實際故障情況存有偏差。

1 走行部牽引電機(jī)保持架故障表現(xiàn)形式

牽引電機(jī)軸承保持架常見故障表現(xiàn)為鉚釘全開，喪失滾子束縛作用，導(dǎo)致滾子與保持架發(fā)生刮碰，特別是在滾子通過承載區(qū)時強(qiáng)烈跳動，撞擊外環(huán)，同時保持架對外環(huán)也產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊，并伴隨溫度上升，進(jìn)而使?jié)L子失去原有循環(huán)運動模式，甚至造成軸承固死。

2 軸承保持架故障引起滾子（滾單/滾雙）預(yù)報警典型案例解析

2.1 案例I

2019 年5 月30 日，DF8B-0241 機(jī)車4-2 位發(fā)生軸承預(yù)警3 次，軸承一級報警4 次，最大溫差15 ℃，滾子沖擊值高，經(jīng)調(diào)取歷史數(shù)據(jù)，依據(jù)該位沖擊及溫度變化，綜合判定為軸承故障，落修該電機(jī)后發(fā)現(xiàn)4-2 位軸承保持架鉚釘全開。

具體分析診斷過程如下：調(diào)閱歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，5 月15—30 日0241 機(jī)車4-2 位共發(fā)生軸承預(yù)警8 次，軸承一級報警6 次（圖1）。

圖1 0241 機(jī)車4-2 位軸承預(yù)報警情況

從0241 機(jī)車4-2 位沖擊趨勢圖（圖2）可發(fā)現(xiàn)前期為外環(huán)沖擊，后期突然轉(zhuǎn)換為滾子沖擊（連續(xù)性滾單沖擊，并夾雜滾雙沖擊），外環(huán)與滾單沖擊切換界限明顯；從0241 機(jī)車4-2 位實時溫度（圖3）中可發(fā)現(xiàn)該位溫度偏高10 ℃左右，并沒有出現(xiàn)較為劇烈的溫度變化；0241 機(jī)車4-2 位5 月15 日外環(huán)預(yù)警波形見圖4；0241 機(jī)車4-2 位5 月30 日滾單一級報警波形見圖5；0241 機(jī)車4-2 位5 月30 日滾雙一級報警波形見圖6。

圖2 0241 機(jī)車4-2 位沖擊趨勢

圖3 0241 機(jī)車4-2 位實時溫度

圖4 5 月15 日0241 機(jī)車4-2 位外環(huán)預(yù)警波形

圖5 5 月30 日0241 機(jī)車4-2 位滾單一級報警波形

圖6 5 月30 日0241 機(jī)車4-2 位滾雙一級報警波形

綜上分析，DF8B-0241 機(jī)車4-2 位沖擊趨勢顯示前期的外環(huán)沖擊突然轉(zhuǎn)換為滾子（滾單及滾雙）沖擊，沖擊轉(zhuǎn)換干凈，界限分明，并伴有10 ℃左右溫升，波形輸出前期為正常范圍值內(nèi)（100～10 000 SV）的外環(huán)沖擊，后期轉(zhuǎn)換為超過限幅值（10 000 SV 以上）的滾子（滾單/滾雙）沖擊，并有滾子的預(yù)報警信息輸出。結(jié)合沖擊趨勢與振動數(shù)據(jù)特征，經(jīng)綜合評定，診斷為軸承保持架故障。經(jīng)落修電機(jī)發(fā)現(xiàn)該位軸承保持架鉚釘全開，0241 機(jī)車4-2位軸承實際故障情況見圖7。

圖7 0241 機(jī)車4-2 位軸承實際故障情況

2.2 案例II

DF8B -0203 機(jī)車4-2 位于2019 年12 月2—14 日共發(fā)生預(yù)警4 次，軸承一級報警1 次，12 月3—6 日有連續(xù)滾單沖擊，12 月14—17日出現(xiàn)連續(xù)性好、沖擊值高的滾雙沖擊，最大溫差32 ℃，綜合判定為軸承故障，落修電機(jī)后發(fā)現(xiàn)該位軸承保持架鉚釘全開。

具體分析診斷過程如下：調(diào)閱歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)，0203 機(jī)車4-2 位在12 月2—14 日期間有軸承預(yù)報警信息，其中軸承預(yù)警4次，軸承一級報警1 次，軸承預(yù)報警情況見圖8；從0203 機(jī)車4-2 位沖擊趨勢圖（圖9）中可發(fā)現(xiàn)前期為滾單沖擊后期轉(zhuǎn)換為滾雙沖擊，且滾雙沖擊更高，滾單與滾雙沖擊切換界限分明；從0203 機(jī)車4-2 位12 月6—12 日實時溫度（圖10）中可發(fā)現(xiàn)12 月6—10 日溫度偏高25～30 ℃；從0203 機(jī)車4-2 位12 月12—17日實時溫度（圖11）中可發(fā)現(xiàn)12 月14—15 日溫度偏高10 ℃左右；0203 機(jī)車4-2 位12 月2 日滾單預(yù)警波形見圖12；0203 機(jī)車4-2 位12 月14 日滾雙預(yù)警波形見圖13；0203 機(jī)車4-2 位12 月14 日滾雙一級報警波形見圖14。

圖8 0203 機(jī)車4-2 位軸承預(yù)報警情況

圖9 0203 機(jī)車4-2 位沖擊趨勢

圖10 12 月6—12 日0203 機(jī)車4-2 位實時溫度

圖11 12 月12—17 日0203 機(jī)車4-2 位實時溫度

圖12 12 月2 日0203 機(jī)車4-2 位滾單預(yù)警波形

圖13 12 月14 日0203 機(jī)車4-2 位滾雙預(yù)警波形

圖14 12 月14 日0203 機(jī)車4-2 位滾雙一級報警波形

綜上所述，DF8B-0203 機(jī)車4-2 位沖擊趨勢顯示前期的滾單沖擊突然轉(zhuǎn)換為滾雙沖擊，有連續(xù)性較差的外環(huán)沖擊信息，且滾子（滾單及滾雙）沖擊頻率高、連續(xù)性好，后期滾雙沖擊明顯高于前期滾單沖擊，沖擊轉(zhuǎn)換分明；前期有明顯溫度抖動，溫度爬升快，最大溫差達(dá)到32 ℃，后期溫度偏高10 ℃左右；有超過限幅值（10 000 SV 以上）的滾子（滾單/滾雙）預(yù)報警信息輸出。結(jié)合沖擊趨勢與振動數(shù)據(jù)特征，經(jīng)綜合評定，診斷為軸承保持架故障。經(jīng)落修電機(jī)發(fā)現(xiàn)該軸承保持架鉚釘全開，0203 機(jī)車4-2 位軸承實際故障情況見圖15。

圖15 0203 機(jī)車4-2 位軸承實際故障情況

3 軸承保持架故障引起滾子預(yù)報警的甄別方法

綜合上述2 起典型故障案例，不難發(fā)現(xiàn)機(jī)車走行部牽引電機(jī)齒端軸承保持架鉚釘全開故障發(fā)展周期較長，一般具有可見性惡化過程（沖擊趨勢切換點即為故障惡化節(jié)點），給故障分析診斷提供了較長的數(shù)據(jù)特征捕捉區(qū)間。

結(jié)合數(shù)據(jù)診斷過程可以得出：保持架鉚釘全開故障的固有特征為滾子（滾單/滾雙）沖擊，且沖擊值較高，一般超過限幅值（10 000 SV 以上）。對于輸出滾子（滾單/滾雙）預(yù)報警信息的軸位必須重點分析，至少檢索出近半個月內(nèi)該位數(shù)據(jù)波形仔細(xì)對比，觀察外環(huán)沖擊與滾單沖擊或滾單沖擊與滾雙沖擊是否更迭出現(xiàn)，是否有分明的切換界限，然后找到滾子（滾單/滾雙）沖擊發(fā)生起始時間，在出現(xiàn)滾子沖擊的時間段內(nèi)，若沖擊趨勢圖顯示滾子沖擊連續(xù)性好、沖擊強(qiáng)度高，數(shù)據(jù)波形多為限幅值（暗紅色）波形并伴有溫升現(xiàn)象，即可判定為軸承保持架故障。

外環(huán)沖擊與滾單沖擊或滾單沖擊與滾雙沖擊更迭出現(xiàn)，并存在分明的沖擊切換界限以及滾子沖擊連續(xù)性好、沖擊強(qiáng)高是保持架故障判定的2 個必要條件，溫升現(xiàn)象可不作為必要判定條件。個別軸承保持架鉚釘脫落后，保持架擋圈在軸承壓蓋的作用下，使得保持架對滾子仍有較好束縛性，未造成惡性機(jī)械摩擦，使得軸承溫度無明顯波動現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

通過以上的案例分析，希望能給同行提供借鑒，共同維護(hù)好鐵路機(jī)車的安全運行。