摘 要：文章通過(guò)對(duì)SS3型電力機(jī)車抱軸瓦溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)診斷、分析，判斷抱軸瓦合金碾片和剝離故障，分析故障產(chǎn)生原因，并提出相應(yīng)處理和防治措施，避免因抱軸瓦故障造成機(jī)車走行部燒軸化瓦惡性故障發(fā)生。

關(guān)鍵詞：抱軸瓦；故障；診斷；原因分析；故障防治

1 前言

SS3型電力機(jī)車在運(yùn)用過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生牽引電動(dòng)機(jī)抱軸瓦輾片、溫度高故障，抱軸瓦故障是運(yùn)用機(jī)車主要慣性故障之一，其危害性極大。發(fā)生此故障后不僅增加檢修成本和檢修人員的勞動(dòng)量，而且處理麻煩，嚴(yán)重者需要救援，若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)還會(huì)造成車軸拉傷，甚至發(fā)生燃軸切軸事故，嚴(yán)重危及行車安全。本文就如何檢測(cè)、判斷抱軸瓦故障，分析發(fā)生原因，提出相應(yīng)抱軸瓦故障處理和防治措施，從而有效地減少或遏制機(jī)車燒軸化瓦的惡性故障發(fā)生。

2 抱軸瓦故障檢測(cè)、分析

一般來(lái)講，抱軸瓦在正常工作時(shí)溫升相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)抱軸瓦發(fā)生故障后，會(huì)引起異常發(fā)熱現(xiàn)象，其溫升會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常溫升，所以一般情況下可以通過(guò)檢測(cè)運(yùn)行機(jī)車抱軸瓦溫度或機(jī)車入庫(kù)后進(jìn)行抱軸瓦溫度測(cè)量和打檢查孔蓋檢查來(lái)進(jìn)行故障判斷。具體檢測(cè)、分析方法如下：

2.1 機(jī)車抱軸瓦故障檢測(cè)

2.1.1 通過(guò)加裝JK00430型機(jī)車走行部車載檢測(cè)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)

為了實(shí)時(shí)效檢測(cè)和掌握抱軸瓦運(yùn)行狀態(tài)，防止抱軸瓦故障發(fā)生，現(xiàn)在大部分SS3型電力機(jī)車加裝了走行部車載檢測(cè)裝置。該監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)組裝在抱軸油盒上的溫度傳感器對(duì)抱軸瓦運(yùn)行溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并將所采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋至主機(jī)進(jìn)行分析判斷，在顯示屏顯示相關(guān)溫度信息。若檢測(cè)溫度超過(guò)設(shè)定溫度值后將會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，提示乘務(wù)人員進(jìn)行檢查處理或采取相應(yīng)措施。同時(shí)該檢測(cè)裝置可以實(shí)現(xiàn)所采集的溫度數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能，以便檢修人員分析。

2.1.2 對(duì)入庫(kù)機(jī)車及時(shí)用測(cè)溫儀進(jìn)行抱軸瓦溫度測(cè)量，并對(duì)溫度較高的抱軸瓦打開檢查孔蓋檢查，重點(diǎn)檢查抱軸瓦有無(wú)合金碾片現(xiàn)象。

2.2 機(jī)車抱軸瓦故障分析

2.2.1 做好走行部車載檢測(cè)裝置數(shù)據(jù)下載工作

為了了解和掌握抱軸瓦運(yùn)行情況，機(jī)務(wù)段需要安排專人對(duì)運(yùn)用回段機(jī)車的JK00430走行部車載檢測(cè)裝置所采集的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行下載，由專人使用地面數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)抱軸瓦溫升高、溫升異常的機(jī)車抱軸瓦通知檢修人員進(jìn)行重點(diǎn)檢查，發(fā)現(xiàn)有合金碾片、熔化及剝離現(xiàn)象時(shí)及時(shí)檢修或安排落修更換，切實(shí)保證機(jī)車運(yùn)用質(zhì)量。

2.2.2 做好走行部車載檢測(cè)裝置下載數(shù)據(jù)的分析工作

數(shù)據(jù)分析主要通過(guò)打開分析軟件主菜單中的溫度趨勢(shì)菜單后，在多記錄作圖二級(jí)菜單下選取同位溫度對(duì)比選項(xiàng)，來(lái)觀察分析全車6根軸溫度變化趨勢(shì)。抱軸瓦溫度由各軸3、4位傳感器采集顯示，通過(guò)觀察3、4位溫度曲線，分析判斷抱軸瓦是否存在故障現(xiàn)象。具體分析如下：

第一，通過(guò)觀察溫度曲線是否存在某一軸位溫度偏高，溫差大現(xiàn)象。如附圖1所示黃色曲線運(yùn)行在其它五根曲線的上方，與同位其它軸位溫度相比溫差達(dá)10度以上，表明該顏色所顯示軸位的抱軸瓦溫度值偏高，抱軸瓦存在故障現(xiàn)象。

圖1 抱軸瓦故障波形圖

第二，通過(guò)觀察溫度曲線是否存在多個(gè)明顯的凸起或尖峰曲線。若存在明顯的凸起或尖峰曲線（如附圖2所示），也表明此軸位抱軸瓦存在故障。附圖2所示棕色曲線反映出在6月24日運(yùn)行中發(fā)生抱軸瓦溫度突然升高現(xiàn)象，表明該顏色所顯示軸位的抱軸瓦存在故障。

圖2 抱軸瓦故障波形圖

第三，通過(guò)查詢報(bào)警數(shù)據(jù)瀏覽菜單判斷是否存在報(bào)警故障。如附圖3所示，我們通過(guò)查詢報(bào)警數(shù)據(jù)瀏覽菜單，發(fā)現(xiàn)報(bào)警數(shù)據(jù)瀏覽頁(yè)面中存在報(bào)警信息，顯示出具體的報(bào)警時(shí)間、軸號(hào)、軸位、溫度值及報(bào)警內(nèi)容等信息，我們通過(guò)分析這些信息來(lái)判斷故障處所，進(jìn)行相應(yīng)故障處理。

通過(guò)分析溫度曲線和瀏覽報(bào)警記錄，我們就可以方便的判斷出機(jī)車抱軸瓦是否存在故障。若存在上述所例舉的故障波形或故障報(bào)警記錄，我們就需要通知檢修人員落修相應(yīng)軸位抱軸瓦。落修后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這些抱軸瓦通常均存在剝離、掉快等故障。附圖4所示抱軸瓦就是通過(guò)溫度曲線分析后落修的故障抱軸瓦，其上瓦發(fā)生嚴(yán)重剝離現(xiàn)象。該機(jī)車若繼續(xù)運(yùn)行將會(huì)導(dǎo)致車軸拉傷，甚至?xí)l(fā)生燃軸現(xiàn)象。

圖4 機(jī)車故障抱軸瓦

3 抱軸瓦故障原因分析

隨著機(jī)車走行公里不斷增加，抱軸瓦合金會(huì)逐漸磨損，其徑向間隙逐漸變大，若超過(guò)一定值后將會(huì)造成油潤(rùn)不良，沖擊加劇，引起抱軸瓦損壞。通過(guò)對(duì)落修的大量故障抱軸瓦和中修機(jī)車互換下車抱軸瓦統(tǒng)計(jì)分析，認(rèn)為其產(chǎn)生原因主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1 抱軸瓦生產(chǎn)質(zhì)量不高，掛瓦工藝執(zhí)行不好

一些抱軸瓦生產(chǎn)單位由于生產(chǎn)工藝執(zhí)行不好，產(chǎn)品質(zhì)量不高，常常發(fā)生抱軸瓦澆注合金強(qiáng)度不高，合金粘結(jié)不牢現(xiàn)象，裝車后短時(shí)間內(nèi)就發(fā)生合金層剝離、脫落故障。通過(guò)對(duì)機(jī)車抱軸瓦故障落修情況統(tǒng)計(jì)分析，故障抱軸瓦主要集中在一兩個(gè)生產(chǎn)廠家，且再生抱軸瓦故障率較高，這反應(yīng)出這些廠家抱軸瓦生產(chǎn)質(zhì)量不高，掛瓦工藝執(zhí)行不好，作業(yè)過(guò)程問題較多，存在諸如未嚴(yán)格按規(guī)定的比例配置合金各成份含量，瓦體清潔度差、烘干不徹底，澆注量不均勻等質(zhì)量問題，導(dǎo)致抱軸瓦運(yùn)用短時(shí)間內(nèi)發(fā)生剝離、脫離等不良質(zhì)量問題。

3.2 抱軸瓦長(zhǎng)時(shí)間使用，造成疲勞損壞

通過(guò)對(duì)落修故障抱軸瓦統(tǒng)計(jì)分析，使用年限超過(guò)5年以上的抱軸瓦約占75%之多。抱軸瓦合金剝離、脫落故障首先發(fā)生在上瓦體的上邊緣，逐漸向下發(fā)展，敲擊這部分故障抱軸瓦，粘結(jié)力明顯下降，容易發(fā)生剝離、脫落現(xiàn)象。因?yàn)楸лS瓦上邊緣處承受載荷最大，且油膜較薄，長(zhǎng)時(shí)間使用后在交變載荷作用下將會(huì)發(fā)生疲勞破壞。

3.3 抱軸瓦組裝質(zhì)量不高

3.3.1 檢修過(guò)程中抱軸瓦鏇修和刮瓦質(zhì)量差，導(dǎo)致抱軸瓦發(fā)生碾瓦故障。若抱軸瓦鏇修和刮瓦質(zhì)量不高時(shí)，將會(huì)造成軸瓦與抱軸頸接觸不好，導(dǎo)致軸瓦局部受力增大，發(fā)生碾片、剝離現(xiàn)象。

3.3.2 抱軸瓦與抱軸頸的徑向間隙不符合限度規(guī)定。若間隙過(guò)小，將會(huì)造成潤(rùn)滑不良，油膜難以形成，容易發(fā)生碾瓦故障。若間隙過(guò)大，將會(huì)造成沖擊增大，油膜也不容易形成，也會(huì)造成軸瓦剝離、脫落故障發(fā)生。

3.3.3 抱軸瓦測(cè)量不規(guī)范，測(cè)量存在誤差。測(cè)量時(shí)沒有用專用卡具固定上、下瓦，沒有使用Φ225mm內(nèi)、外徑千分尺測(cè)量相應(yīng)抱軸瓦及抱軸頸尺寸，導(dǎo)致所選配的抱軸瓦與抱軸頸的實(shí)際徑向間隙超過(guò)規(guī)定尺寸限度。

3.3.4 抱軸瓦與抱軸頸接觸不好，接觸觸面積不夠。在抱軸瓦組裝前沒將軸瓦用與之相應(yīng)的抱軸頸進(jìn)行研磨，存在接觸面積小于70%情況，這樣容易導(dǎo)致抱軸瓦局部應(yīng)力集中而發(fā)生破壞。

3.3.5 抱軸瓦鍵的尺寸不符合要求。若抱軸瓦鍵組裝時(shí)達(dá)不到規(guī)定要求，容易造成抱軸瓦松曠和活動(dòng)，引起沖擊破壞。

3.3.6 毛線刷組裝工藝落實(shí)不好，抱軸瓦潤(rùn)滑不良導(dǎo)致發(fā)生故障。抱軸瓦組裝時(shí)若存在集油器毛線與抱軸頸接觸不良，刷架及彈簧存在組裝不到位，彈簧彈力不符合要求，毛線卡裝入量不足時(shí)，將不能在抱軸瓦與軸頸間形成良好油膜，抱軸瓦潤(rùn)滑狀況惡化，溫度升高發(fā)生故障。

3.3.7 集油器毛線質(zhì)量差，新毛線裝車前浸泡時(shí)間不足。集油器毛線質(zhì)量的好壞直接影響集油器吸油、儲(chǔ)油能力，影響抱軸頸潤(rùn)滑。若毛線質(zhì)量差，容易造成吸油性能不好，抱軸頸潤(rùn)滑不良。集油器新毛線裝車前浸泡時(shí)間不少于24小時(shí)，若浸泡時(shí)間短時(shí)，同樣不能在抱軸瓦與軸頸間形成良好油膜而發(fā)生故障。

3.3.8 抱軸箱及抱軸油臟。機(jī)車運(yùn)用過(guò)程中，若不及時(shí)清理抱軸油盒上部沙塵，抱軸油盒蓋密封不嚴(yán)，將會(huì)導(dǎo)致油箱內(nèi)進(jìn)塵、積垢，影響潤(rùn)滑效果，導(dǎo)致抱軸瓦故障。

3.3.9 抱軸箱裂漏，兩側(cè)油室油位不符合標(biāo)準(zhǔn)。在運(yùn)行過(guò)程中，若抱軸箱裂損、泄漏，將會(huì)造成抱軸箱缺油，導(dǎo)致毛線吸油作用惡化，不能很好地向軸頸供油，造成抱軸瓦與抱軸頸之間產(chǎn)生干磨擦，且摩擦產(chǎn)生熱量不能通過(guò)抱軸油帶走，溫度不斷升高，導(dǎo)致發(fā)生抱軸瓦燒損故障。

3.3.10 機(jī)車輪對(duì)電機(jī)組組裝完畢后未按規(guī)定要求進(jìn)行抱軸瓦磨合試驗(yàn)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，裝車后發(fā)生故障。

3.4 牽引電機(jī)體孔變形，造成組裝后同軸抱軸瓦配合不良

當(dāng)電機(jī)體孔變形量大時(shí)，造成抱軸瓦瓦背與瓦座接觸不好，在組裝應(yīng)力作用下，使軸瓦與抱軸頸接觸不均勻，存在點(diǎn)接觸現(xiàn)象，導(dǎo)致抱軸瓦油潤(rùn)不良，合金層局部受力增大，應(yīng)力集中，發(fā)生碾片、剝離現(xiàn)象。

3.5 車軸抱軸頸的加工質(zhì)量差，光潔度不夠，抱軸頸圓柱度超限

車軸抱軸頸的加工質(zhì)量差，光潔度不夠時(shí)，將會(huì)加速抱軸瓦非正常磨損；抱軸頸圓柱度超限會(huì)造成抱軸瓦沖擊和局部間隙不足，潤(rùn)滑不良，發(fā)生抱軸瓦故障。

4 抱軸瓦故障處理和防治措施

針對(duì)抱軸瓦故障產(chǎn)生原因，經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析研究，采取以下措施來(lái)處理和防止抱軸瓦惡性故障發(fā)生。

4.1 加強(qiáng)日常檢查、監(jiān)測(cè)和分析工作

一方面機(jī)務(wù)段要認(rèn)真做好運(yùn)用回段機(jī)車JK00430型走行部車載檢測(cè)裝置數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)分析工作，對(duì)抱軸瓦溫度曲線異常、存在報(bào)警現(xiàn)象的機(jī)車軸位的抱軸瓦，安排檢修人員進(jìn)行重點(diǎn)檢查，發(fā)現(xiàn)有合金碾片、熔化及剝離面積現(xiàn)象及時(shí)聯(lián)系落修更換，保證故障升級(jí)或擴(kuò)大。另一方面，要求專檢人員認(rèn)真檢查抱軸油盒蓋及抱軸瓦油位，發(fā)現(xiàn)密封不良、油位偏低時(shí)及時(shí)整修和補(bǔ)油，保證油脂清潔、潤(rùn)滑正常。

4.2 選擇質(zhì)量可靠、信譽(yù)高的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的抱軸瓦，盡量避免使用再生瓦。

4.3 嚴(yán)格落實(shí)抱軸瓦檢修、組裝工藝

4.3.1 機(jī)車抱軸瓦組裝前應(yīng)在專用鏜床上進(jìn)行鏜瓦作業(yè)，消除電機(jī)抱軸瓦孔變形影響，使抱軸瓦與抱軸頸同軸間隙及徑向間隙符合規(guī)程要求，切實(shí)保證潤(rùn)滑狀況良好。

4.3.2 沒有條件進(jìn)行鏜瓦作業(yè)需要鏇修抱軸瓦時(shí)，抱軸瓦須組裝在專用卡具上進(jìn)行加工，嚴(yán)格控制加工尺寸和加工精度，保證配合間隙達(dá)到規(guī)程要求。抱軸瓦加工后要按照刮瓦工藝要求掛削油槽及擴(kuò)大部，做好與抱軸頸研磨工作，檢測(cè)接觸情況，保證接觸面積小于70%。

4.3.3 認(rèn)真做好抱軸瓦及鍵的尺寸測(cè)量工作，保證抱軸瓦與抱軸頸的配合間隙符合檢修規(guī)程要求。

4.3.4嚴(yán)格控制毛線質(zhì)量及毛線刷架組裝質(zhì)量，保證毛線浸泡時(shí)間，按照規(guī)定油位給兩側(cè)油室注油，保證抱軸瓦油潤(rùn)良好。

4.3.5 認(rèn)真進(jìn)行抱軸瓦磨合試驗(yàn)，保證磨合轉(zhuǎn)速、磨合時(shí)間，測(cè)量抱軸瓦溫升符合規(guī)定要求。

4.3.6 檢查抱軸承合口及油盒體，不得有裂損、滲漏現(xiàn)象。

4.3.7 加強(qiáng)抱軸油盒蓋密封狀態(tài)檢查及周圍保潔工作，防止塵土進(jìn)入抱軸油盒。

5 結(jié)束語(yǔ)

我們通過(guò)加強(qiáng)抱軸瓦日常檢修、保養(yǎng)工作，嚴(yán)格落實(shí)檢修規(guī)程、檢修工藝，防治抱軸瓦故障發(fā)生；通過(guò)加強(qiáng)對(duì)抱軸瓦運(yùn)行溫度檢測(cè)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)用機(jī)車抱軸瓦故障，及時(shí)進(jìn)行整修或落修處理，防止抱軸瓦故障擴(kuò)大化。通過(guò)這兩條途徑，雖然在防治機(jī)車抱軸瓦故障，降低落修率方面及防止燒軸化瓦惡性故障發(fā)生方面取得了一定成績(jī)和經(jīng)驗(yàn)，為機(jī)車運(yùn)用安全做出了貢獻(xiàn)。但還存在一些不足，如不能對(duì)抱軸瓦合金粘接情況進(jìn)行有效檢測(cè)，不能掌握抱軸瓦疲勞故障發(fā)生周期等問題，還需在今后進(jìn)行進(jìn)一步的分析研究。

參考文獻(xiàn)

[1]劉友梅.韶山3型4000系電力機(jī)車[M].中國(guó)鐵道出版社，1996.