湯太平

(鄭州鐵路安全監(jiān)督管理辦公室駐鄭州北車輛段驗(yàn)收室，鄭州 450053)

1 現(xiàn)狀

鐵路貨車軸承是鐵路貨車車輛走行部件的核心組成部分，也是最容易發(fā)生故障的部件之一，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩ｉL(zhǎng)期以來(lái)，因軸承密封失效造成的熱軸、切軸事故，給鐵路運(yùn)輸和國(guó)家財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了巨大的損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011—2012年間，全路共發(fā)生352226X2-2RZ型軸承熱軸故障606個(gè)，其中由于密封罩松動(dòng)或脫落造成的故障176個(gè)，占所有軸承故障的29.04%(表1)。因此，解決該型軸承密封罩松動(dòng)或脫落的問(wèn)題已刻不容緩。下面從352226X2-2RZ型軸承造修及運(yùn)用方面分析造成密封罩松動(dòng)或脫落的具體原因，同時(shí)提出一些改進(jìn)建議以供參考。

2 原因分析

2.1 外圈牙口加工質(zhì)量

軸承外圈牙口的加工質(zhì)量對(duì)密封罩的緊固狀態(tài)至關(guān)重要。經(jīng)過(guò)對(duì)多起密封罩脫落故障統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)大部分是由于軸承外圈牙口止口槽制造原因而導(dǎo)致的。

2.1.1 牙口與端面倒角加工不符合要求

按照352226X2-2RZ型鐵路貨車軸承加工工藝要求，外圈牙口與端面處有3 mm×0.9 mm的倒角(圖1)，而且倒角內(nèi)側(cè)的棱角要求做倒鈍處理。經(jīng)過(guò)對(duì)各廠的軸承檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，能嚴(yán)格按此工藝標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)的并不多，存在的主要問(wèn)題是軸承外圈在制造過(guò)程中熱處理后沒有進(jìn)行硬車倒角，導(dǎo)致少數(shù)軸承的倒角沒有達(dá)到工藝要求(圖2)，這樣容易使軸承密封罩外徑凸臺(tái)(圖3)在壓裝時(shí)被剪切掉，從而導(dǎo)致密封罩與軸承外圈牙口配合功能下降，軸承裝車運(yùn)行后隨著輪軌劇烈振動(dòng)，軸承密封罩極易發(fā)生松動(dòng)或脫落。

圖1 外圈牙口與端面倒角

圖2 外圈倒角局部圖

圖3 密封罩外徑凸臺(tái)

2.1.2 外圈牙口止口槽尺寸不符合設(shè)計(jì)要求

為確定密封罩容易脫落的原因，對(duì)出現(xiàn)密封罩脫落故障的軸承進(jìn)行全面檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)故障軸承大部分都存在外圈牙口溝槽尺寸不符合圖紙要求的問(wèn)題。溝槽設(shè)計(jì)尺寸為：槽深(0.7±0.2 )mm，寬(2.7±0.25)mm，牙口面與溝槽有45°倒角(圖1)，而實(shí)際檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，有些軸承牙口溝槽尺寸低于規(guī)定值的下限。分析發(fā)現(xiàn)，主要是由車加工止口槽時(shí)刀具磨損，使加工出的止口槽實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)尺寸不一致，后期又沒有有效的方法修正所致。

2.2 密封罩質(zhì)量

2.2.1 密封罩生產(chǎn)工藝不完善

目前鐵路貨車軸承的密封罩大多采用08Al冷軋薄鋼板經(jīng)過(guò)冷沖、拉伸成形、精車、表面磷化處理等多道工序加工而成，由于密封罩為薄壁件，正確合理地裝夾是加工的關(guān)鍵，而且密封罩大端外徑及牙口不僅有尺寸要求，對(duì)同軸度、圓柱度和圓跳動(dòng)量的要求也較高(圖3)，所以對(duì)加工工藝要求很高。而各密封罩制造廠家工藝水平高低不一，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。另外，密封罩成形后存在一定的橢圓現(xiàn)象，給中間產(chǎn)品的檢測(cè)帶來(lái)一定的不確定性，這一系列因素將對(duì)產(chǎn)品最終的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響[1]。

2.2.2 密封罩牙口凸臺(tái)寬度及高度尺寸偏下限

2.3 密封罩壓裝

2.3.1 密封罩與軸承外圈壓裝選配不合理

《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》規(guī)定:密封罩牙口與軸承外圈牙口的配合過(guò)盈量須達(dá)到0.15 mm及以上，并且壓裝后須進(jìn)行不小于122.5 N·m的扭矩檢測(cè)[2]。一方面在軸承造修作業(yè)過(guò)程中，造修單位一般采用通配方式選配密封罩，這就使所有軸承壓裝的密封罩外徑公差基本在一個(gè)范圍內(nèi)，實(shí)際上大修軸承或一般檢修軸承由于諸多原因牙口內(nèi)徑一般比新造軸承牙口內(nèi)徑大，這就要求用于大修軸承或一般檢修軸承的密封罩外徑要比用于新造的大，否則壓裝后無(wú)法達(dá)到0.15 mm的過(guò)盈量要求。另一方面檢測(cè)儀器、測(cè)量人員導(dǎo)致的測(cè)量誤差，以及作業(yè)人員未嚴(yán)格落實(shí)工藝要求進(jìn)行選配等，也會(huì)造成密封罩與外圈的配合過(guò)盈量達(dá)不到規(guī)定要求，從而影響密封罩與外圈的配合性能。

2.3.2 密封罩壓裝質(zhì)量不高

密封罩與外圈的組裝由外圈牙口與密封罩牙口配合而成，正常組裝后密封罩立面應(yīng)位于外圈端面內(nèi)側(cè)，且相對(duì)距離有規(guī)定限度。實(shí)際壓裝過(guò)程中由于壓裝密封罩的壓裝力未達(dá)到規(guī)定值、模具或胎具性能不良、壓裝人員操作不當(dāng)?shù)龋伎赡軐?dǎo)致密封罩壓裝不到位、密封罩壓偏、油封卡死等情況[3]。另外，壓裝人員及質(zhì)量檢查人員未認(rèn)真履行檢查程序，未全部對(duì)軸承密封罩進(jìn)行扭矩檢測(cè)，都將增大問(wèn)題軸承出廠的概率。

3 改進(jìn)措施

3.1 改進(jìn)外圈牙口加工工藝

對(duì)外圈牙口與端面處3 mm×0.9 mm倒角內(nèi)側(cè)棱角先進(jìn)行粗磨，然后采用數(shù)控車床硬車(國(guó)外已有此加工工藝)，使倒角面與牙口面圓滑過(guò)渡。改進(jìn)工藝后壓裝密封罩時(shí)密封罩牙口凸臺(tái)部分就不會(huì)被棱角剪切掉，而且更容易壓裝(大修鐵路貨車軸承也可參照此加工工藝)。

3.2 確保外圈牙口止口槽的加工精度

外圈牙口槽深尺寸公差過(guò)大會(huì)降低外圈牙口止口槽處所能承受的應(yīng)力，公差過(guò)小止口槽過(guò)淺密封罩壓入后容易松動(dòng)脫落，故應(yīng)嚴(yán)格按圖紙要求進(jìn)行加工，保證牙口止口槽的加工精度。止口槽加工成形后，要嚴(yán)格測(cè)量相關(guān)尺寸，對(duì)于不符合限度要求的可采用硬車加工成形(大修鐵路貨車軸承也可參照此加工工藝)，直到符合要求。

3.3 改善密封罩生產(chǎn)工藝

3.4 密封罩的采購(gòu)

3.5 改進(jìn)密封罩的壓裝

軸承生產(chǎn)廠家和檢修單位在壓裝密封罩時(shí)，應(yīng)做到全數(shù)檢測(cè)選配，公差按上限，防止壓裝使用不合格或達(dá)不到過(guò)盈量要求的密封罩。同時(shí)務(wù)必確保壓裝設(shè)備性能良好，壓裝操作完成后嚴(yán)格進(jìn)行外觀及轉(zhuǎn)動(dòng)檢查，確保壓裝到位且沒有壓偏，并須全部進(jìn)行扭力矩檢測(cè)，在規(guī)定扭矩下不得松動(dòng)，杜絕由各種壓裝原因而導(dǎo)致的密封罩脫落故障的發(fā)生。