劉偉輝

一起新配抱軸瓦碾瓦事故的原因分析及改進(jìn)措施

劉偉輝

南鐵安監(jiān)辦駐福州機(jī)務(wù)段驗(yàn)收室

針對(duì)DF4-7491內(nèi)燃機(jī)車D2位新配抱軸瓦碾瓦的故障情況，從理論和實(shí)踐上詳細(xì)分析了產(chǎn)生碾瓦的原因，提出在現(xiàn)有工裝設(shè)備和工藝要求基礎(chǔ)上加以改進(jìn)的措施，以適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)車長(zhǎng)大交路，提高檢修質(zhì)量，確保安全運(yùn)行。

抱軸瓦 碾瓦 事故原因 改進(jìn)措施

1 問題的提出

泉州鐵路有限公司DF4-7491機(jī)車于2009年5月19日在福州機(jī)務(wù)段福州檢修車間中修，6月1日竣工，6月3日回送。6月6日運(yùn)行途中發(fā)生第二位齒側(cè)抱軸瓦碾瓦故障。6月11日派人到泉州處理，6月14日運(yùn)行中同一位置又發(fā)生軸溫報(bào)警。18日附掛回福州處理，構(gòu)成較大返工修。

2 產(chǎn)生問題的原因分析

DF4型機(jī)車采用交—直流電力傳動(dòng)裝置，牽引電動(dòng)機(jī)為ZQDR-410型直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī),其懸掛方式為軸懸式（見圖1）。在軸懸式結(jié)構(gòu)中,牽引電動(dòng)機(jī)的一側(cè)通過抱軸瓦剛性地支承在輪軸上，另一側(cè)通過彈性元件和吊桿懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上。抱軸瓦軸承為剖分式軸承，軸承蓋（抱軸油盒）兼作抱軸瓦的潤(rùn)滑油箱，內(nèi)部裝有集線器。抱軸瓦的瓦背用錫青銅制成，瓦表面掛有CuSnSb11-6牌號(hào)的白合金。機(jī)車在運(yùn)行過程中，抱軸瓦主要承受來自牽引電動(dòng)機(jī)的重力和牽引電動(dòng)機(jī)扭矩的反作用力，還有線路不平順產(chǎn)生的沖擊力、過彎道時(shí)的側(cè)向力等等，運(yùn)行環(huán)境差。

1—抱軸瓦 2—輪對(duì) 3—齒輪箱 4—主動(dòng)齒輪 5—牽引電機(jī)

DF4-7491機(jī)車第二位輪對(duì)是新品，抱軸瓦為新配。5月27日試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸溫正常（齒輪端44℃，非齒輪端42℃），頂輪檢查正常。該機(jī)車返段后即進(jìn)行落修輪對(duì)檢查。主要檢查情況有：

（1）測(cè)量抱軸瓦相關(guān)數(shù)據(jù)。瓦背間隙：齒輪端0.2mm，非齒輪端0.05mm；軸向橫動(dòng)量2.25mm；抱軸瓦徑向間隙：齒輪端0.35mm，非齒輪端0.3mm。均符合工藝要求。

（2）分解抱軸瓦。發(fā)現(xiàn)齒側(cè)上瓦非臺(tái)肩側(cè)有20mm× 40mm碾瓦痕跡，其余位置良好。

（3）測(cè)量抱軸瓦大小喇叭口長(zhǎng)度。臺(tái)肩側(cè)20mm符合要求，而非臺(tái)肩側(cè)為30mm，未達(dá)到40～60mm工藝要求。喇叭口平滑過渡區(qū)尺寸符合要求，但修刮不均勻，有深有淺。

（4）集線器毛線上有少許五金，潤(rùn)滑油符合標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)檢查結(jié)果，分析認(rèn)為該事故主要是由于在高轉(zhuǎn)速、高坡運(yùn)行狀態(tài)下抱軸瓦非臺(tái)肩側(cè)油潤(rùn)不良所引起。引起油潤(rùn)不良的具體原因有：

（1）DF4機(jī)車單邊齒輪驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，決定了齒側(cè)抱軸瓦受力大于非齒側(cè)抱軸瓦受力。加上運(yùn)行中車軸受力變形，向上彎，至使上瓦非臺(tái)肩側(cè)與軸的間隙變小，潤(rùn)滑油膜受破壞。

（2）福州檢修車間使用的鏜瓦車床無法按工藝標(biāo)準(zhǔn)鏜銷喇叭口，加工長(zhǎng)度僅30mm，非臺(tái)肩側(cè)尺寸與工藝要求差距較大，致使該抱軸瓦非臺(tái)肩側(cè)油膜形成、排污能力、散熱功能削弱。

（3）喇叭口平滑過渡區(qū)修刮不均勻，增加了工作表面的粗糙度，破壞了潤(rùn)滑油膜而導(dǎo)致軸瓦在該區(qū)域的干摩擦，局部溫度急升時(shí)可形成碾瓦。

（4）集線器毛線上有五金，會(huì)降低毛線的供油功能，對(duì)抱軸瓦的正常油潤(rùn)造成較大影響。

3 改進(jìn)措施

結(jié)合以上原因分析，在現(xiàn)有的工裝設(shè)備和工藝要求基礎(chǔ)上，針對(duì)新配抱軸瓦制定了改善措施：

（1）新瓦選配時(shí)，在鏜瓦過程中軸瓦徑向間隙控制在0.45～0.55mm之間，改變以往0.30～0.35mm的習(xí)慣，這樣可以減少由于間隙變化而造成的間隙不足引起的碾瓦。

（2）鏜瓦車床加工非臺(tái)肩側(cè)喇叭口時(shí)，改變以往的一把刀具加工方法，采用兩把刀具先后加工方法。即第一刀選用角度比原先刀具大的刀具旋銷，產(chǎn)生25～30mm左右的喇叭口，而后更換上原先的刀具，刀具就調(diào)整到離端面25～30mm左右位置再進(jìn)行旋銷。這種加工方法不僅能使喇叭口長(zhǎng)度達(dá)到50～60mm，符合工藝要求，而且還可以減小加工時(shí)刀具的振動(dòng)，使喇叭口更均勻。

（3）在抱軸瓦修刮上下功夫。首先是大小喇叭口的平滑過渡區(qū)修刮，采用逐步擴(kuò)散方法，即以瓦工作直面與鏜喇叭口斜面產(chǎn)生的交線為中心，分別逐層擴(kuò)大修刮面積，這樣就避免了漏刮和多刮的現(xiàn)象；其次在開鑿油槽時(shí)方向不要簡(jiǎn)單地垂直，而是要形成一定的角度，充分滿足在旋轉(zhuǎn)方向不同時(shí)利用離心力提高供油和排污能力；抱軸瓦合口處、供油窗口邊緣也要進(jìn)行修刮；最后用細(xì)砂紙打磨抱軸瓦，清理毛刺及刮瓦留下的五金。

（4）在輪對(duì)電機(jī)空磨試驗(yàn)時(shí)，除保證足夠的試驗(yàn)時(shí)間外，還將抱軸油箱油位提高，使其達(dá)到抱軸瓦窗口邊緣。這樣做的目的就是讓潤(rùn)滑油能帶走初期磨合產(chǎn)生的大量金屬顆粒，防止金屬顆粒停留在抱軸瓦和毛線內(nèi)，改善抱軸瓦的工作環(huán)境。在機(jī)車試運(yùn)、回送時(shí)，同樣要保證抱軸油箱油位高于油尺刻線，保證供油充足。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過以上改進(jìn)，福州檢修車間加工選配的新抱軸瓦出現(xiàn)碾瓦現(xiàn)象大大降低，效果明顯。但我們應(yīng)該清楚，許多檢修質(zhì)量問題和機(jī)車結(jié)構(gòu)上的缺陷同樣也會(huì)造成抱軸瓦碾瓦，例如抱軸螺栓緊固力矩不一致、齒輪嚙合不良、組裝清潔度差、補(bǔ)給油不足等等。因此，在平常的檢修以及保養(yǎng)中，應(yīng)嚴(yán)格按工藝操作，加強(qiáng)檢查，抱軸瓦碾瓦故障才能真正降到最低限度。

[1] 劉達(dá)德．東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車（結(jié)構(gòu).原理.檢修）[M].北京: 中國(guó)鐵道出版社, 1998.