王 剛 上海鐵路局杭州北車輛段
貨車運用時,滾動軸承要承受車輛簧上重力和鋼軌對輪對的徑向、軸向沖擊,此外還要承受牽引力產(chǎn)生的附加載荷,在交變載荷及振動沖擊作用下,軸承密封罩會發(fā)生脫出故障。密封罩脫出后,與前蓋(或后擋)發(fā)生磨擦產(chǎn)生大量的熱量,軸承發(fā)生甩油,內(nèi)部潤滑系統(tǒng)遭到破壞,軸承溫度迅速升高,發(fā)生熱軸或燃切軸。根據(jù)總公司2011年至2013年3季度運用貨車軸承故障統(tǒng)計,全路紅外線預報并確認和列檢發(fā)現(xiàn)的軸承故障1 556件,密封罩脫出故障428件,占28%(見表1),密封罩脫出故障是軸承熱軸的主要故障之一,如果發(fā)現(xiàn)不及時或處置不當,將導致嚴重后果,輕者耽誤列車運行,擾亂鐵路正常運輸秩序,重者車輛脫線、顛覆,造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。雖然車輛軸溫智能探測系統(tǒng)(THDS)建設已趨于完善,系統(tǒng)能動態(tài)跟蹤探測運用貨車軸承溫度變化及軸承熱軸報警,但要減少熱軸、燃軸發(fā)生,還須從軸承源頭造修質(zhì)量進行控制?,F(xiàn)對運用貨車滾動軸承較常見352226X2-2RZ型迷宮式密封罩脫出故障從密封罩制造、軸承造修及輪軸檢修等方面進行原因分析,并提出控制措施及建議。
表1 2011~2013年全路紅外線預報并確認和列檢發(fā)現(xiàn)的軸承故障統(tǒng)計表(單位:件)
2011~2013年我段熱軸軸承分解鑒定,發(fā)現(xiàn)滾動軸承352226X2-2RZ型迷宮式密封罩脫出故障17件,從軸承外觀轉(zhuǎn)動和分解檢查發(fā)現(xiàn)其存在以下一些典型特征:①外觀檢查發(fā)現(xiàn)密封罩A面高于軸承外圈端面或軸承甩油現(xiàn)象(見圖1、圖2);②轉(zhuǎn)動檢查發(fā)現(xiàn)軸承有輕微異音卡滯;③分解檢查發(fā)現(xiàn)密封罩凸臺局部剪斷或整體脫落,密封罩配合面有摩擦痕跡(見圖 3)。
圖1 密封罩A面高于外圈端面
圖2 軸承甩油
圖3 密封罩配合面摩擦痕跡,凸臺剪斷
貨車運用時,軸承受交變載荷及振動沖擊,以下幾方面原因易造成密封罩脫出故障。
(1)密封罩凸臺強度不足。凸臺寬度小于最低限度或不均勻,密封罩壓裝時,凸臺局部受力過大,易發(fā)生剪斷故障。
(2)密封罩配合面徑向變動量超限。密封罩壓裝后,與外圈配合過盈量局部存在大小,造成密封罩配合面受力不均。
(1)密封罩與外圈過盈量不足。密封罩與外圈測量選配工藝標準執(zhí)行不嚴,兩者配合過盈量不足。
(2)密封罩與外圈配合過盈量過大。根據(jù)《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》軸承檢修限度表:密封罩配合面直徑為217.24+0.10-0.06mm,外圈牙口直徑為217±0.03 mm(原型),217+0.10-0.03mm(大修、一般檢修)及配合過盈量不小于0.15 mm的規(guī)定,得出兩者配合過盈量為0.15 mm~0.37 mm。最大與最小過盈量差值達0.22 mm。配合過盈量越大,密封罩壓裝時,凸臺受剪切力也越大,越容易被剪斷。
(3)密封罩偏壓。一是壓裝模具工作面不平整(局部磨損或制造缺陷),造成密封罩偏壓,即密封罩A面與外圈端面不同位置的垂直距離存在偏差。二是密封罩壓裝時,因擺放位置不正,被模具硬壓入外圈牙口發(fā)生變形,甚至發(fā)生凸臺剪斷故障。
(1)輪軸檢修時,軸承密封罩防護不到位。輪對旋修、軸承壓裝、關蓋、磨合試驗等工序及輪對、軸承存放、搬運過程發(fā)生碰撞,影響到密封罩與外圈的配合質(zhì)量。
(2)輪軸收入、支出質(zhì)量檢查把關不嚴。受檢查把關人員業(yè)務素質(zhì)、責任心及作業(yè)生產(chǎn)組織等因素影響,輪軸收入、支出檢查時,未能發(fā)現(xiàn)軸承密封罩脫出故障。
(1)建議密封罩制造廠家加強下料、沖壓、加工工藝控制,保證密封罩綜合力學性能和外形尺寸符合圖紙設計要求;嚴格執(zhí)行《全面提高鐵路貨車輪軸造修質(zhì)量措施》(運輛貨車函[2012]92號)密封罩凸臺寬度尺寸加嚴規(guī)定:1.90-0.5mm加嚴為1.900-0.3mm,提高凸臺強度。
(2)嚴格執(zhí)行軸承檢測儀開工前校驗,確保設備技術狀態(tài)良好;加強新品密封罩外觀檢查和尺寸測量,建議軸承造修單位開展密封罩凸臺寬度、壁厚測量(見圖4、圖5)。
圖4 密封罩凸臺寬度測量
圖5 密封罩壁厚測量
(3)密封罩與外圈牙口實施分組選配,合理控制配合過盈量,減少密封罩凸臺剪斷故障發(fā)生。根據(jù)密封罩配合面尺寸和外圈牙口尺寸,將兩者各自分成大、小兩組(見表2),按照“大配大,小配小”的原則選配。
表2 密封罩與外圈牙口分組選配對照表
(4)開工前、壓裝后對密封罩壓裝機狀態(tài)進行檢查,確保技術狀態(tài)良好,定期檢查密封罩壓裝模具工作面,須平整。開展密封罩壓裝質(zhì)量首件鑒定和密封罩壓裝到位檢查,外圈牙口寬度為13 mm+0.30 mm,密封罩配合面高度為12.50 mm~0.4 mm,可計算出密封罩壓裝到位限度為0.5 mm~1.2 mm,建議用深度游標卡尺圓周三等分檢查密封罩壓裝到位情況,距離須在0.6 mm~1.2 mm范圍,且任意兩處距離差不大于0.2 mm,見圖6。密封罩壓裝時,位置要擺正,保證密封罩中心與外圈中心基本處于同一直線上,防止偏壓。
圖6 密封罩壓裝到位檢查示意圖
(5)加強輪對旋修、軸承壓裝、關蓋、磨合試驗等工序及輪對、軸承存放、搬運過程的防護,防止軸承密封罩發(fā)生磕碰。加強軸承收入、支出檢查把關,合理組織生產(chǎn),配置責任心強,技術業(yè)務素質(zhì)好的軸承檢查員,同時要保證檢查人員隊伍的穩(wěn)定。發(fā)揮上下道工序質(zhì)量互控,建立獎勵與考核機制,充分調(diào)動職工工作積極性。
[1]《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》鐵運[2007]98號.
[2]劉吉遠,陳雷編.《鐵路貨車輪軸技術概論》.
[3]《全面提高鐵路貨車輪軸造修及運用質(zhì)量措施》運裝貨車函[2012]92號.