朱培呈 上海鐵路局上海動車客車段

時速 200km/h的 CRH2型動車組分為 CRH2A、CRH2B、CRH2E型。該型動車組即將大批量進入三、四級檢修周期。目前，僅靠南車集團青島四方機車車輛股份有限公司(以下簡稱四方公司)承擔(dān)檢修任務(wù)，已無法滿足實際需求。為此，鐵道部分別在北京、武漢、上海、廣州成立了四個動車組檢修段(基地)。上海動車客車段于2010年8月18日正式進行三級修。四級修也即將納入日程。動車組四級檢修，對我段技術(shù)人員來說，是個陌生的專業(yè)領(lǐng)域，是一個學(xué)習(xí)探索的過程。四級修與三級修相比，多了對軸箱軸承檢修?？梢?，四級修中軸箱軸承檢修檢修的重要性。因此，結(jié)合我段對25K、25T既有車軸箱軸承檢修的經(jīng)驗，并借鑒四方公司的相關(guān)檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)，對我段開展軸箱軸承四級修檢修工藝進行探討。

1 25K、25T軸承故障現(xiàn)象、原因分析及故障統(tǒng)計

1.1 25K、25T軸承常見故障現(xiàn)象及原因分析

1.1.1 按照故障性質(zhì)分類

按照故障性質(zhì)分類，可分為：

(1)耗損型：如軸承游隙因磨耗而到限使保持架磨損等。

(2)疲勞型：如滾子、內(nèi)圈、外圈發(fā)生剝離、電蝕和麻點。

(3)機械損傷型：如內(nèi)外圈發(fā)生裂紋、壓痕、保持架松曠、裂紋。

(4)組裝工藝標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng)：如配合面透銹，接觸不良等。

(5)油脂與其它潤滑油變質(zhì)、內(nèi)外圈變色、拉傷、外傷等。

1.1.2 25K、25T軸承故障定義、形態(tài)特征、部位及原因分析

(1)麻點

定義：零件表面呈分散或群集狀的細小坑點。

形態(tài)特征：呈黑色針孔狀凹坑；有一定深度；個別存在或密集分布。

部位：多出現(xiàn)在軸承內(nèi)、外圈滾道面和滾子滾動面上，也出現(xiàn)在滾子球基面或內(nèi)圈滾子引導(dǎo)面上。

原因分析：金屬表面疲勞。在滾動接觸應(yīng)力的循環(huán)作用下，在金屬亞表層形成微觀裂紋，并逐漸發(fā)展成凹坑狀的微小剝離；金屬的亞表層存在夾雜物或大顆粒碳化物形成應(yīng)力集中，過早產(chǎn)生微觀裂紋并逐漸發(fā)展成剝離；裝配不當(dāng)或潤滑不良。

(2)剝離

定義：零件表面在高接觸應(yīng)力的循環(huán)作用下產(chǎn)生的金屬片狀剝落現(xiàn)象。

形態(tài)特征：具有一定的深度和面積；表面呈凹凸不平鱗狀；具有尖銳的溝角。通常呈現(xiàn)疲勞擴展特征的海灘狀條紋。

部位：軸承內(nèi)、外圈滾道面和滾子滾動面。

原因分析：過載應(yīng)力作用；材質(zhì)不良或熱處理不當(dāng)；潤滑不良；裝配不當(dāng)。

(3)擦傷

定義：零件表面因滑動摩擦而產(chǎn)生的金屬遷移現(xiàn)象。

形態(tài)特征：沿滑動方向，具有一定長度和深度的表面機械性損傷。

部位：軸承零件工作面。

原因分析：軸承游隙過??；潤滑不良及潤滑脂中含有雜質(zhì)；軸向預(yù)負荷過大。

(4)熱變色

定義：由于溫度升高致使零件表面產(chǎn)生氧化的現(xiàn)象。

形態(tài)特征：變色部位局部或全部呈現(xiàn)淡黃色、黃色、棕紅色、紫藍色及藍黑色。嚴重變色將導(dǎo)致表面硬度降低。在確認零件變色時，應(yīng)考慮潤滑脂粘附表面的影響。

部位：軸承內(nèi)、外圈滾道面和滾子滾動面。

原因分析：潤滑不良或油脂老化變質(zhì)；游隙過??；軸承滾動表面加工粗糙；過載。

(5)磕碰傷

定義：軸承零件間或軸承零件與其他硬物間相互碰擊而產(chǎn)生的零件表面機械性損壞。

形態(tài)特征：多呈棱角形或半月形的刻印狀；邊緣凸起，手感明顯。有時在尖角處產(chǎn)生微裂紋。

部位：軸承零件各表面。

原因分析：粗魯作業(yè)及相互碰撞而致。

(6)電蝕

定義：當(dāng)電流通過軸承時，在接觸點或面擊穿油膜放電，產(chǎn)生高熱，造成金屬表面局部熔融形成弧坑或溝蝕。

形態(tài)特征：一般呈斑點、凹坑、密集的小坑狀；有金屬熔融現(xiàn)象。電蝕產(chǎn)生的弧坑在放大境下觀察呈火山噴口狀。當(dāng)電流通過運轉(zhuǎn)中的軸承連續(xù)擊穿油膜時，形成條狀平行溝蝕(俗稱洗衣板狀)。電蝕降低蝕點周圍區(qū)域金屬的硬度，嚴重時形成剝離。

部位：軸承內(nèi)、外圈滾道面和滾子滾動面。原因分析：電流通過軸承。

1.2 上海動車客車段軸承故障統(tǒng)計

根據(jù)我段2009年25K、25T既有車軸承各類故障占比統(tǒng)計結(jié)果顯示，銹蝕、麻點、變色占絕大比例。個別故障：剝離如圖1所示，電蝕如圖2所示。

圖 1剝離

圖 2電蝕

2 CRH2軸承外觀故障處理方式

2.1 CRH2軸承外觀故障處理方式

2.1.1 軸承故障處理方式

鑒于對25K、25T既有車軸承零件外觀缺陷程度處理方式經(jīng)驗，可對CRH2A、CRH2B、CRH2E型動車組按以下三種方式處理：

(1)缺陷對軸承性能和使用安全性沒有影響，修復(fù)與否均可使用；

(2)缺陷對軸承性能和使用安全性有一定影響，但經(jīng)修復(fù)可再使用；

(3)缺陷對軸承性能和使用安全性有嚴重影響，不可再修復(fù)使用。

特別是3類：如發(fā)現(xiàn)軸承密封失效，有甩油、混砂、混水或油脂變質(zhì)現(xiàn)象時；軸承有異音、卡滯或其他不正常現(xiàn)象時；軸承的軸向游隙超過規(guī)定限度時；發(fā)生熱軸故障的軸承等情況時，應(yīng)不可再修復(fù)使用。

2.1.2 滾動軸承正常工作準(zhǔn)則

保證滾動軸承正常工作，應(yīng)當(dāng)著重從下述準(zhǔn)則[4]入手：

(1)保證最小油膜厚度準(zhǔn)則。

(2)保證軸承內(nèi)圈最小安裝過盈量準(zhǔn)則。

(3)最大機械負荷和沖擊負荷準(zhǔn)則。

(4)最高熱負荷（絕對溫度、濕度梯度）準(zhǔn)則。

(5)相關(guān)工作條件準(zhǔn)則（軸承座，軸的剛度，密封等）。

2.1.3 損傷原因

造成的損傷往往有以下原因：

(1)材質(zhì)不良。

(2)潤滑不良。

(3)組裝不良。

(4)軸承和軸配合不當(dāng)，當(dāng)兩者的配合過盈量過小時，將產(chǎn)生相對滑移；若過盈過大，則容易造成軸承游隙偏小，甚至消失，故過盈量過大或者過小均不能保證軸承熱狀態(tài)運行的安全。

(5)在組裝過程中形成附加的軸承應(yīng)力（有軸向的和徑向的應(yīng)力），且往往呈偏載狀態(tài)。在組裝中還有擦傷、磕碰等均會造成軸承失效。

(6)外部振源傳進來的機械振動，外部熱源 傳入的熱量，通風(fēng)條件惡化造成的損傷。

2.1.4 CRH2軸承故障處理方式

結(jié)合25K、25T既有車檢修方法及青島四方CRH2四級修檢修經(jīng)驗[2，3]，我段軸承外觀判定擬按表1內(nèi)容執(zhí)行。表中帶符號"×"缺陷的軸承不能再使用，帶符號"⊙"的軸承如缺陷輕微修復(fù)后可再次使用，但缺陷嚴重者不能再使用。

表1 圓錐軸承外觀故障處理方式

2.2 CRH2動車組軸承檢修注意事項

(1)軸承零件須清洗，清洗后各表面及溝角處不得有目視可見的油污、水分、灰塵、纖維物和其它污物。外圈外徑面銹蝕時須清除銹垢，允許局部留有除銹后的痕跡。軸承零件清洗后整套軸承的清潔度須達到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

(2)軸承外圈、內(nèi)圈制造日期、制造編號須一致，嚴禁混裝；擋油環(huán)、后擋圈及油封可互換使用。為了防止內(nèi)圈，外圈，襯墊的系列號碼不一致，防止，建議如圖3方式，對內(nèi)置前的軸承進行排列。

(3)在使用軸承時，最為重要的是：“保持清潔”，“防銹”，“不可受沖擊”。

圖3 軸承清洗方法

3 結(jié)論

CRH2動車組軸承四級修中，應(yīng)在軸承的保養(yǎng)，解體，清洗與檢查，測量與修理，組裝與試驗上進一步完善工藝流程。軸承檢修人員應(yīng)及時對故障判斷并且排除，對典型或者異常故障應(yīng)召集技術(shù)人員進行分析解決，這樣才能保證CRH2動車組安全、快速運行。