SS4G/B型機(jī)車軸箱軸承常見故障分析及處理

王超朋

（國(guó)能朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，北京 100000）

軸箱軸承是機(jī)車關(guān)鍵部件之一，若出現(xiàn)故障將會(huì)造成輪對(duì)固死的嚴(yán)重事故，因此，監(jiān)測(cè)軸承運(yùn)行狀態(tài)及避免軸承出現(xiàn)故障對(duì)機(jī)車運(yùn)行安全尤為重要。本文結(jié)合軸箱軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其性能,以及在機(jī)輛分公司的實(shí)際運(yùn)用情況，針對(duì)軸承常見慣性故障發(fā)熱、電蝕剝離等進(jìn)行全面剖析及處理，并提出了一些預(yù)防措施，保證軸承運(yùn)行可靠。

1 軸箱組成及作用

軸箱是把簧上部分重量傳給輪對(duì)，同時(shí)將來(lái)自輪對(duì)的牽引力、制動(dòng)力、橫向力等傳遞到構(gòu)架上的部件，其主要由前后蓋、軸箱體、密封環(huán)、短圓柱滾子軸承、內(nèi)套、隔環(huán)、接地裝置、軸圈、軸承擋圈和擋板等組成，各部件相互配合，保證機(jī)車運(yùn)行平穩(wěn)可靠。其中密封環(huán)和接地裝置起到對(duì)軸箱內(nèi)部配件保護(hù)的功能，以防外部環(huán)境對(duì)內(nèi)部配件造成影響，從而發(fā)生故障。密封環(huán)的作用是防止油污、水和灰塵進(jìn)入軸箱內(nèi)污染部件，使軸箱內(nèi)部工作環(huán)境清潔。接地裝置的作用是改善機(jī)車網(wǎng)側(cè)回流的導(dǎo)電性和防止軸箱滾動(dòng)軸承的電蝕，起到對(duì)軸承關(guān)鍵部件的保護(hù)。

2 軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

SS4G/B型機(jī)車軸箱軸承采用的是單列向心短圓柱滾子軸承，軸承主要由內(nèi)套、外圈、保持架、滾動(dòng)體等部件組成。在結(jié)構(gòu)上，內(nèi)套和外圈之間有淬硬的滾動(dòng)體，為了均勻分布和減少滾動(dòng)體間的摩擦，用保持架隔開。另外，滾動(dòng)體與滾道為線接觸或修下線接觸，徑向承載能力大，適用于承受重負(fù)荷與沖擊負(fù)荷。內(nèi)套或外圈可分離，便于安裝和拆卸。

3 軸承常見故障分析及處理

軸承是機(jī)車軸箱內(nèi)關(guān)鍵部件。其一旦發(fā)生故障將嚴(yán)重影響機(jī)車運(yùn)行平穩(wěn)安全，甚至造成輪對(duì)固死的機(jī)車事故。因此，軸承質(zhì)量安全應(yīng)引起高度重視，怎樣提高軸承質(zhì)量及安全具有深遠(yuǎn)的意義。軸承屬于內(nèi)部配件，不便于觀察內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此，提高軸箱軸承裝配質(zhì)量以及實(shí)時(shí)有效監(jiān)測(cè)機(jī)車在運(yùn)行時(shí)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)尤為重要。另外，軸承的產(chǎn)品質(zhì)量同樣至關(guān)重要。據(jù)多年從事軸箱檢修工作經(jīng)驗(yàn)，軸承故障成批次的出現(xiàn)。軸箱軸承常見故障為發(fā)熱、電蝕等，針對(duì)具體故障分析其原因并提出預(yù)防措施，從而保障機(jī)車運(yùn)行安全，具體分析如下。

3.1 軸承發(fā)熱

電力機(jī)車軸箱軸承發(fā)熱一直是機(jī)車走行部的一個(gè)慣性故障，不僅給從事檢修作業(yè)的人員增加檢修任務(wù)量，而且也嚴(yán)重影響了機(jī)車運(yùn)行安全。軸箱軸承發(fā)熱的原因有很多方面，主要原因分析如下。

（1）軸箱軸承加潤(rùn)滑脂過(guò)多或過(guò)少。加潤(rùn)滑脂過(guò)多,熱量散發(fā)不出去，容易引起軸承發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑脂乳化；加潤(rùn)滑脂量過(guò)少，潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑部件不良，使油膜逐漸被破壞，容易引起部件摩擦發(fā)熱。因此，要科學(xué)控制潤(rùn)滑脂加注量以及涂抹潤(rùn)滑脂的均勻程度，防止?jié)櫥^(guò)多過(guò)少對(duì)軸承造成的影響。中修時(shí)，采用量杯進(jìn)行按量加注并按技術(shù)要求均勻涂抹；小修時(shí)，用定量注油機(jī)進(jìn)行定量加注。

（2）潤(rùn)滑脂變質(zhì)。如潤(rùn)滑脂乳化或鈣化失去潤(rùn)滑脂性能，造成軸承發(fā)熱，修程中重點(diǎn)檢查潤(rùn)滑脂的性能狀態(tài)，若出現(xiàn)以上情形，必須更換軸承并按技術(shù)要求加注新潤(rùn)滑脂處理。

（3）軸箱內(nèi)有其他雜質(zhì)，潤(rùn)滑脂太臟。在組裝軸箱時(shí)，內(nèi)部配件未完全清潔，遺留金屬粉末或其他油污雜質(zhì)導(dǎo)致軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中過(guò)熱。另外，加注的新潤(rùn)滑脂內(nèi)有雜物導(dǎo)致軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中過(guò)熱。組裝時(shí)，要徹底清潔軸箱內(nèi)部各配件并保證加注的潤(rùn)滑脂清潔無(wú)異物，同時(shí)不得中斷軸箱組裝作業(yè)，以免中斷、停歇時(shí)異物進(jìn)入軸箱內(nèi)。

（4）軸箱組裝間隙太小。軸箱組裝間隙太小將導(dǎo)致軸承滾動(dòng)體和軸承內(nèi)套之間含脂量少，不易形成油膜，易引起軸承發(fā)熱。嚴(yán)格按技術(shù)要求選配及組裝軸承。

（5）軸箱組裝間隙太大。軸箱組裝間隙過(guò)大將導(dǎo)致機(jī)車運(yùn)用時(shí)軸承活動(dòng)量大、沖擊力大，容易引起軸承發(fā)熱。另外，可能引起保持架裂損。嚴(yán)格按技術(shù)要求選配及組裝軸承。

（6）軸頭與軸承擋圈的接觸面不平。軸頭與軸承擋圈的接觸面不平將引起軸承發(fā)熱。2021年4月4日，SS4B0094機(jī)車A節(jié)26位軸承二級(jí)報(bào)警，開蓋檢查內(nèi)部油脂狀態(tài)良好，當(dāng)清潔檢查軸承擋圈時(shí)，發(fā)現(xiàn)端面有嚴(yán)重的磕碰傷5處，隨后對(duì)其進(jìn)行了更換，軸承溫度恢復(fù)正常。重點(diǎn)檢查內(nèi)部配件應(yīng)無(wú)裂損變形、磕碰傷。

（7）軸承本身材質(zhì)問(wèn)題。軸承制造過(guò)程中，由于材質(zhì)問(wèn)題導(dǎo)致軸承存在毛細(xì)裂紋或缺陷，運(yùn)行中發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)直接影響機(jī)車運(yùn)用安全。

（8）軸承型號(hào)選擇不當(dāng)、內(nèi)外軸承混裝或方向裝錯(cuò)。如高速機(jī)車軸承選用低速機(jī)車軸承，運(yùn)行一段時(shí)間，軸承便出現(xiàn)剝離、過(guò)熱等現(xiàn)象；內(nèi)外軸承混裝，安裝后軸承組裝間隙、軸箱橫動(dòng)量都有很大變化，甚至超過(guò)限度值；軸承方向裝錯(cuò)，機(jī)車運(yùn)行時(shí)軸承承受的軸向力與徑向力發(fā)生變化，導(dǎo)致軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)熱。

（9）軸箱內(nèi)零件有缺陷。如調(diào)整墊圈或中間隔環(huán)有磕碰傷或變形將影響軸箱組裝精度，機(jī)車運(yùn)行時(shí)發(fā)生軸承過(guò)熱現(xiàn)象。軸箱拆解后重點(diǎn)檢查零部件狀態(tài)，更換不良零部件。另外，據(jù)檢修經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)擋板、擋油環(huán)磨耗量大時(shí)，導(dǎo)致其裝配后擋油環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，同樣引起軸承發(fā)熱的現(xiàn)象，組裝前、后重點(diǎn)檢查其狀態(tài)。

（10）軸箱橫動(dòng)量或前端蓋端面與軸箱體端面數(shù)據(jù)不符合要求導(dǎo)致軸承運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)熱。嚴(yán)格卡控軸箱組裝完畢后，檢查前端蓋端面與軸箱體端面數(shù)據(jù)以及軸箱橫動(dòng)量數(shù)據(jù)符合技術(shù)要求。

3.2 軸承電腐蝕

電力機(jī)車是靠外接觸網(wǎng)供給電源工作的，機(jī)車處于接觸網(wǎng)與鋼軌之間，從而形成了一個(gè)閉合電路，故電力機(jī)車車體及轉(zhuǎn)向架上均有較大的接地電流通過(guò)，然后流到鋼軌上。若機(jī)車設(shè)置的軸箱接地裝置回流受阻，就會(huì)造成軸承部件在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生電火花而燒損，也就是電腐蝕。

目前，導(dǎo)致軸承電腐蝕的原因有兩個(gè)：軸箱接地裝置作用不良；機(jī)車電焊作業(yè)時(shí)回流經(jīng)過(guò)了軸箱軸承。

（1）軸箱接地裝置作用不良（接地裝置回流受阻）導(dǎo)致軸承電腐蝕。導(dǎo)致接地裝置作用不良的原因分析如下：

①接地裝置與軸箱體之間的絕緣材料被破壞未及時(shí)更換或者接地編織線搭接到軸箱端蓋上,導(dǎo)致電流流經(jīng)軸承，引起軸承電腐蝕。

②碳刷和接地銅棒接觸狀態(tài)不良。碳刷和接地銅棒接觸面積小或接觸面有油污導(dǎo)致接觸不良；碳刷卡滯或彈簧損壞導(dǎo)致碳刷和接地銅棒接觸不良。

③碳刷刷辮斷股超限或刷辮固定端松動(dòng)導(dǎo)致電流傳輸不良。

④接地編織線斷股超限或固定端銹蝕導(dǎo)致電流傳輸不良。接地編織線斷股超限進(jìn)行更換，重點(diǎn)打磨編織線接觸點(diǎn)。

⑤接地銅棒松動(dòng)導(dǎo)致電流傳輸不良。接地銅棒應(yīng)安裝牢固無(wú)松動(dòng)、脫出。

⑥碳刷和接地銅棒接觸面拉傷、偏磨。接地銅棒拉傷應(yīng)鏇修處理，碳刷拉傷應(yīng)更換處理；偏磨應(yīng)檢查接地銅棒是否安裝偏斜。

⑦碳刷尺寸不符合技術(shù)要求，如過(guò)短將導(dǎo)致碳刷和接地銅棒接觸狀態(tài)不良。碳刷原形為50×64mm，中修時(shí)長(zhǎng)度應(yīng)不小于58mm，小輔修時(shí)長(zhǎng)度應(yīng)不小于54mm，小于52mm時(shí)禁用。修程中重點(diǎn)卡控碳刷的尺寸。

接地裝置解體后認(rèn)真檢查配件狀態(tài)，嚴(yán)格按照工藝流程作業(yè)，安裝碳刷時(shí)注意保證碳刷動(dòng)作靈活，刷辮固定端不得與碳刷接觸，刷辮不得扭勁并壓于兩側(cè)。

（2）機(jī)車電焊作業(yè)時(shí)，回流經(jīng)過(guò)了軸箱軸承，導(dǎo)致軸承電腐蝕。電焊作業(yè)執(zhí)行雙線方式，其中一條是回流線?；亓骶€應(yīng)當(dāng)連接于焊接部位的附近,應(yīng)當(dāng)保證其連接點(diǎn)與焊接部位是同一個(gè)金屬體。但在實(shí)際作業(yè)中，往往因?yàn)樽鳂I(yè)者不清楚、不注意或不重視電焊對(duì)軸承造成的影響，為了省事把回流線的連接點(diǎn)接在其他部件上，導(dǎo)致回流經(jīng)過(guò)了軸箱軸承。例如，焊修齒輪箱作業(yè)時(shí)，回流線的連接點(diǎn)接在構(gòu)架上，導(dǎo)致電流經(jīng)過(guò)了軸箱軸承，造成軸承電灼傷。當(dāng)軸承內(nèi)外套滾道出現(xiàn)灼傷點(diǎn)后，由于該點(diǎn)的接觸電阻增大致使該點(diǎn)周圍產(chǎn)生放電，進(jìn)一步擴(kuò)大灼傷面積，導(dǎo)致軸承內(nèi)外套滾道逐步出現(xiàn)表面剝離、凸凹損傷，軸承滾動(dòng)體出現(xiàn)不均勻點(diǎn)狀損傷。因此，使用電焊作業(yè)時(shí)，應(yīng)引起足夠注意，避免電流流經(jīng)軸承。另外，在軸箱組裝作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)禁止周邊使用電焊作業(yè)，因?yàn)檩S箱組裝作業(yè)與電焊交叉作業(yè)時(shí)易造成電流經(jīng)過(guò)軸承，導(dǎo)致軸承電灼傷。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析表明，軸箱內(nèi)清潔度尤為重要，如果軸承內(nèi)有鐵屑、毛刺、灰塵等異物進(jìn)入，將使軸承發(fā)熱以及在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生噪聲與振動(dòng)，甚至?xí)p傷滾道和滾動(dòng)體。因此，軸箱組裝前應(yīng)確保各零部件、油脂清潔度及狀態(tài)，組裝過(guò)程中嚴(yán)格按工藝流程作業(yè)，同時(shí)禁止電焊作業(yè)，禁止中斷軸箱組裝作業(yè)。另外，嚴(yán)格卡控軸箱接地裝置各部狀態(tài)應(yīng)良好，在小修修程打磨接地編織線接觸點(diǎn)，以保證接地電流回流通暢。通過(guò)整治，切實(shí)保證了軸承運(yùn)行安全，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年1月～10月未出現(xiàn)軸承電腐蝕故障，而且發(fā)熱故障明顯降低。