陳青健

摘要：地鐵車輛中軸箱軸承是其中重要的組成部件之一，如果在運行的過程中出現(xiàn)故障，會引發(fā)軸溫報警，車輛會被迫緊急停車，給整條地鐵線路的運營帶來影響，造成經(jīng)濟損失。嚴(yán)重的故障，如軸承架破裂會使車輛失去穩(wěn)定性，給地鐵車輛的運行安全帶來不利的影響。因此，為了保證地鐵車輛運行過程中的可靠性與安全性，應(yīng)及時的排查地鐵車輛軸箱軸承的故障并進(jìn)行分析，找出有效的應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;軸箱軸承;故障;預(yù)防

1常見的故障類型

1.1疲勞剝落

引起地鐵車輛軸箱軸承故障的原因包括裝配不當(dāng)、缺乏潤滑、水分侵入或異物干擾等，過度運轉(zhuǎn)導(dǎo)致的負(fù)荷超標(biāo)等也是損壞的主要原因。疲勞剝落是較為典型的一種，主要是地鐵車輛軸箱軸承的內(nèi)外滾道和滾動體表面，在交變載荷作用下產(chǎn)生裂紋繼而導(dǎo)致表層發(fā)生剝落坑，隨著應(yīng)力的不斷增加，最后導(dǎo)致軸承滾動體或內(nèi)外滾道表面剝落，這即是疲勞剝落現(xiàn)象。疲勞剝落是一嚴(yán)重的故障現(xiàn)象，脫落的軸承碎屑會對地鐵車輛設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生沖擊，造成軸承運轉(zhuǎn)過程中的異響和振動，嚴(yán)重時會導(dǎo)致滾動軸承失效。

1.2燒傷及磨損

軸承燒傷是水泥設(shè)備的常見故障，是軸承的滾動體及保持架在旋轉(zhuǎn)中急劇發(fā)熱使保持架軟化損壞，破壞了軸承的表面組織結(jié)構(gòu)，降低了軸承工作表面硬度而導(dǎo)致軸承加劇磨損的一系列現(xiàn)象。由于地鐵車輛軸箱軸承的運轉(zhuǎn)工況較為惡劣，如多粉塵、高溫輻射等，在運行過程中受到粉塵、異物的入侵及高溫輻射等，會使軸承滾道和滾動體間缺少潤滑，或是潤滑油變質(zhì)導(dǎo)致表面磨損加劇或燒傷。隨著磨損情況的加重，軸承的游隙增大，表面粗糙度明顯擴大，使軸承在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生明顯的異響和振動，導(dǎo)致軸承壽命的降低，如不及時排查和處理故障，就會導(dǎo)致軸承運轉(zhuǎn)過程中溫度過高而發(fā)生燒傷等。

1.3塑性變形

當(dāng)?shù)罔F車輛軸箱軸承受到較大的沖擊載荷，或因受熱不均等導(dǎo)致載荷變大時，就會使軸承及轉(zhuǎn)子受到影響，繼而在運轉(zhuǎn)中受損，一旦出現(xiàn)壓痕就會引起沖擊載荷，而引起附近表面的剝落。

2故障原因分析

地鐵車輛上的軸承多用于機車的連接，且軸承的種類也比較多，主要有牽引電動機軸承、軸箱軸承、傳動系統(tǒng)軸承、動力系統(tǒng)軸承以及冷卻系統(tǒng)軸承等，但是現(xiàn)階段在地鐵車輛中使用最多的還是軸箱軸承，在運用軸箱軸承時若使用不當(dāng)或沒有做好檢修工作，會產(chǎn)生一些故障，主要的原因有以下幾個方面。

2.1軸承外圏裂紋故障

首先，導(dǎo)致軸承外圈裂縫故障的主要原因是在軸承運行的過程中會受到異常載荷能力，同時由于在裝配過程中出現(xiàn)不當(dāng)?shù)那闆r或是沖擊載荷過大導(dǎo)致軸承質(zhì)量問題，也可能是由于軸承材質(zhì)本身的問題，最終導(dǎo)致軸箱軸承出現(xiàn)生熱故障，由于外圈損傷的種類性比較復(fù)雜，不可控性相對較大。因此，地鐵車輛檢測人員在進(jìn)行車輛檢測時應(yīng)先檢測軸承外圈是否有黑油滲出，檢測人員應(yīng)根據(jù)實際的情況進(jìn)行系統(tǒng)排查。

2.2軸承密封罩松動增多為基本原因

在進(jìn)行軸承密封罩檢修時應(yīng)及時的更換新品，導(dǎo)致密封罩松動的主要原因是在對密封罩進(jìn)行整形后沒有進(jìn)行復(fù)原，軸承外圈的牙口過大無法與密封罩進(jìn)行配合，導(dǎo)致松動情況。密封圈與密封座會在車輛提速后增加摩擦，密封罩會一起轉(zhuǎn)動導(dǎo)致松動現(xiàn)象。列檢時，規(guī)定要求只處理密封罩脫出。最后致使密封罩松動的加劇，而未對其進(jìn)行處理。

2.3保持架破碎增多為常見問題

由于保持架本身的強度不是很高且加工制造水平也偏低，致使制造缺陷存在于保持架中。由于強度不夠，保持架不能適應(yīng)車輛提速重載的需要。保持架受力被輪對踏面質(zhì)量所制約，從而保持架受力程度折扣大增。由此可見，對軸承保持架產(chǎn)生危害的是踏面故障。對保持架的危害會隨著車輛提速而逐漸增大。原因在于沖擊力決定于車輛行駛速度，車輛行駛速度提高，沖擊頻率也隨之提高。對軸承產(chǎn)生的危害也越來越大。最后導(dǎo)致保持架破碎的原因是受壓力太大，密封罩密封性減小以及外部松動，列車運行中油脂被大量甩出，潤滑效果逐漸喪失。

3預(yù)防措施

3.1軸承故障變化規(guī)律

眾所周知，所有設(shè)備機械部件發(fā)生故障都是一個由量變到質(zhì)變的過程。軸承故障也是一樣，一般情況下要經(jīng)過振動、噪聲、發(fā)熱、失效這4個狀態(tài)。如圖1所示，當(dāng)軸承發(fā)生故障，首先表現(xiàn)在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生振動，內(nèi)部沖擊變大，并逐漸出現(xiàn)異常噪聲及異常磨損;機械部件異常磨損又會導(dǎo)致軸承溫度上升，軸承發(fā)熱，內(nèi)部潤滑油由于溫度上升出現(xiàn)潤滑性能下降，反過來影響潤滑質(zhì)量，導(dǎo)致異常磨耗加劇，如此惡性循環(huán)直至失效。將上述軸承變化規(guī)律與之前故障軸承尺寸檢驗結(jié)果綜合分析可知，被調(diào)查的故障軸承已經(jīng)出現(xiàn)了異常振動和輕度噪聲，而軸承內(nèi)外圈和滾子圓度出現(xiàn)輕微失圓（未超標(biāo)），溫升也未出現(xiàn)過高現(xiàn)象，則說明故障軸承正處于圖1所示噪聲至異常發(fā)熱的階段，并即將進(jìn)入第3、4階段，軸承可靠狀態(tài)將在短短數(shù)周內(nèi)急劇下降，安全風(fēng)險急劇增大，最終失效發(fā)生燃軸現(xiàn)象。因此，可判定本次軸承故障發(fā)現(xiàn)得較為及時，在故障發(fā)生的中前期進(jìn)行了處理，有效地避免了安全隱患。

3.2應(yīng)對措施

3.2.1軸箱軸承裝車之前

需重點對軸箱軸承質(zhì)量、組裝工藝過程、組裝設(shè)備狀態(tài)、質(zhì)量把控以及操作人員資質(zhì)等環(huán)節(jié)進(jìn)行核實，確保整個過程符合規(guī)定要求，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2.2軸箱軸承裝車之后

（1）定期動態(tài)巡查線路。通過人體切身感受車輛是否存在異常振動和異響。（2）車輪踏面數(shù)據(jù)精準(zhǔn)測量和外觀檢查。由于車輪踏面徑向跳動和局部凹陷會導(dǎo)致該現(xiàn)象，因此要重視車輪踏面徑向跳動和局部凹陷，發(fā)現(xiàn)異響時，首先通過不落輪旋床測量輪對尺寸，超差者應(yīng)對輪對進(jìn)行旋修。（3）實行庫內(nèi)接車聽音。安排相關(guān)人員在庫內(nèi)接送車時采用聽音方式對疑似軸承故障跟蹤確認(rèn)，出現(xiàn)滾子碰撞的金屬聲的需要重點盯控。（4）回庫停車觀察溫度。對所有車輛軸箱采取點溫或觀察試紙溫度并記錄，通過對軸箱溫度差異進(jìn)行分析，做好故障排查，對出現(xiàn)軸箱溫差超過限值的車輛進(jìn)行重點跟蹤。（5）庫內(nèi)開蓋檢查。通過完成相關(guān)驟后，對出現(xiàn)疑似問題的軸承，采取打開軸箱端蓋，檢查油脂泄漏量和硬化程度。（6）更換故障軸承。如最終確認(rèn)為軸承存在損壞問題，應(yīng)及時對故障軸承退卸、拆解并更換新件，全面保障正線運營質(zhì)量。與此同時，要求廠家調(diào)查原因。此外，還可利用專業(yè)監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行軸箱軸承的狀態(tài)監(jiān)測，如離線監(jiān)測設(shè)備：動平衡儀、測振儀、測溫儀和噪聲測量儀等。在車輛運行過程中進(jìn)行定期（或連續(xù)）的監(jiān)測和故障診斷，判定軸承目前的狀態(tài)及未來的發(fā)展趨勢?；诖酥贫ňS修計劃，確定其應(yīng)修理的時間、內(nèi)容、方式。

4結(jié)語：

綜上所述，地鐵在城市中起到了重要的作用，為城市交通建設(shè)提供了有力的保障，但是，車輛會給軸箱軸承故障給地鐵運營帶來不利的影響，嚴(yán)重的話還會給人員帶來安全威脅，因此相關(guān)的檢測人員應(yīng)提高警惕并利用科學(xué)的方法，降低軸箱軸承的故障發(fā)生率，確保地鐵車輛運行安全。在進(jìn)行故障檢測時，應(yīng)充分的分析故障原因，并對故障進(jìn)行及時的處理，確保地鐵車輛運行的可靠性與安全性。

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（作者單位：天津市地下鐵道運營有限公司）