郭宇光

（國(guó)家能源集團(tuán)神華鐵路裝備有限責(zé)任公司包頭車輛維修分公司質(zhì)檢中心，內(nèi)蒙古包頭 014000）

0 引言

鐵路貨車是鐵路貨物運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)載工具，輪軸作為鐵路貨車上重要的并且是可互換的部件，是影響鐵路運(yùn)輸安全的關(guān)鍵部件。輪軸檢修要嚴(yán)格貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，貫徹“以工裝保工藝、以工藝保質(zhì)量、以質(zhì)量保安全”的指導(dǎo)思想，確保產(chǎn)品質(zhì)量和車輛運(yùn)用安全。為了改變過去按照鐵路貨車定期檢修修程設(shè)置輪軸檢修修程、容易引起混淆的狀況，2016 版《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》在鐵路輪軸檢修制度設(shè)置上做了創(chuàng)新，引入了輪軸一、二、三、四級(jí)修的概念，結(jié)合鐵路貨車檢修進(jìn)行，實(shí)行以換件修和專業(yè)化集中修為主，但又與鐵路貨車檢修相對(duì)獨(dú)立。

三級(jí)修是經(jīng)對(duì)輪軸外觀技術(shù)狀態(tài)檢查，需退卸軸承而不需分解輪對(duì)的輪軸檢修，主要結(jié)合貨車段修、入段廠修、工廠（公司）廠修進(jìn)行，修復(fù)后可裝用于各級(jí)修程貨車，其中單端退卸軸承的修復(fù)后裝用于段修及以下修程貨車，三級(jí)修的目的是維護(hù)輪軸的技術(shù)性能。三級(jí)修過程中的重點(diǎn)工序?yàn)?軸承技術(shù)狀態(tài)檢查和軸承壓裝。

1 三級(jí)修中軸承技術(shù)狀態(tài)檢查工序的質(zhì)量控制

輪軸入段后，除《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》中規(guī)定需要退卸軸承的情況外，還須對(duì)軸承進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)檢查，判定軸承內(nèi)部是否存在故障需要退卸，從而確定輪軸修程以及施修范圍。判定軸承內(nèi)部故障有以下3 種方法。

（1）利用異音判定軸承故障。運(yùn)用良好的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)檢查時(shí)，多數(shù)能發(fā)生“嘩啦嘩啦”的聲響，這是滾子離開負(fù)荷區(qū)時(shí)下落撞擊聲，正反轉(zhuǎn)時(shí)無雜聲。若軸承零件破碎或滾動(dòng)體有嚴(yán)重故障時(shí)，會(huì)造成軸承轉(zhuǎn)動(dòng)受阻，內(nèi)部油膜破壞，并夾雜金屬撞擊聲和干摩擦聲，即“異聲”。

（2）利用手感判定軸承故障。軸承上部是負(fù)載區(qū)，滾子與內(nèi)外圈滾道密貼，若負(fù)載區(qū)內(nèi)的滾子、內(nèi)外滾道面有剝離、壓痕、銹蝕等故障時(shí)，滾動(dòng)面不平滑、滾動(dòng)受阻、產(chǎn)生徑向跳動(dòng)，手掌有咯噔咯噔顫動(dòng)感，故障在負(fù)載區(qū)內(nèi)手感最明顯，當(dāng)故障在兩側(cè)或下部時(shí)，手感明顯減弱直到消失，利用手感就可以判定軸承內(nèi)部故障。

（3）通過油脂判定軸承故障。拆除軸端螺栓和前蓋后，檢查油脂是否明顯減少、發(fā)黑或乳化等現(xiàn)象，觀察油脂內(nèi)部是否摻雜金屬粉末或其他雜質(zhì)，從而判定軸承內(nèi)部是否存在故障。

2 三級(jí)修中軸承壓裝工序的質(zhì)量控制

2.1 鐵路貨車滾動(dòng)軸承壓裝工藝

軸承的壓裝是采用能打印壓裝曲線的固定式微控軸承壓裝機(jī)，軸承與軸頸采取過盈配合冷壓裝將兩者緊緊地組合在一起。軸承壓裝的基本工序:輪對(duì)、軸承及檢測(cè)器具同溫，軸頸、防塵板座擦拭，軸承與軸頸、后擋與防塵板座檢測(cè)與選配，軸頸、防塵板座涂脂，軸承壓裝，軸承壓裝到位檢測(cè)，刻打標(biāo)志板，軸承附件組裝，軸向游隙檢測(cè)，軸承磨合測(cè)試，輪軸涂漆，輪軸檢查，輪軸支出。

2.2 軸承與軸頸、后擋與防塵板座的選配過盈量

（1）軸承作為鐵路貨車重要的組成部件，軸承的壓裝質(zhì)量直接影響著車輛的運(yùn)行安全。由于軸承與軸頸采取過盈配合，所以過盈量的選擇是影響軸承壓裝質(zhì)量的關(guān)鍵因素。為保證壓裝力符合規(guī)定，選配過盈量盡可能選擇規(guī)定允許范圍內(nèi)的中間值。例如，353130B 型軸承與軸頸的過盈量規(guī)定為0.051～0.101 mm，在實(shí)際作業(yè)中，選配過盈量盡可能保證在0.070～0.090 mm 之間?？紤]到受溫度的影響，冬季選配時(shí)選擇過盈量可以比允許范圍內(nèi)的中間值略小，夏季選配時(shí)選擇過盈量可以比允許范圍內(nèi)的中間值略大。

（2）《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》3.6.1 中對(duì)軸承壓裝過程中的溫度要求有嚴(yán)格規(guī)定。由于鋼材料存在熱脹冷縮的物理特性，檢測(cè)器具、輪對(duì)和軸承如果在測(cè)量與壓裝時(shí)存在溫差，將會(huì)使測(cè)量尺寸與實(shí)際尺寸產(chǎn)生誤差，選配過盈量小于或大于規(guī)定值。神華鐵路裝備有限責(zé)任公司包頭車輛維修分公司曾經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)做過溫度與尺寸變化實(shí)驗(yàn):在5～15 ℃變化范圍內(nèi)，抽查20 條輪對(duì)，使用外徑千分尺測(cè)量軸頸直徑，用數(shù)顯點(diǎn)溫計(jì)測(cè)量溫度變化值在4 ℃時(shí)，軸頸同一位置測(cè)量值平均相差0.02 mm。所以，壓裝環(huán)境溫度是影響軸承壓裝質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

（3）通過壓力曲線判定軸承壓裝質(zhì)量。在《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》中只對(duì)輪對(duì)壓裝壓力曲線做出了詳細(xì)說明，而關(guān)于軸承的壓裝壓力曲線，只在第3.6.30 中做出:“軸承壓裝曲線須隨《輪軸卡片》一并保存，同一條輪對(duì)的軸承壓裝不合格曲線記錄和合格曲線記錄一并保存”的規(guī)定，并沒有對(duì)壓裝曲線的異常情況做出明確的解釋和說明。而軸承壓裝機(jī)對(duì)壓力曲線的合格判定只針對(duì)“壓裝力、終止貼合力、貼壓差和保壓時(shí)間”等4 個(gè)參數(shù)，無論曲線走向如何，只要上述4項(xiàng)指標(biāo)在規(guī)定范圍內(nèi)，壓裝機(jī)都會(huì)自動(dòng)判定為壓裝合格曲線。而在實(shí)際作業(yè)中，以神華鐵路裝備有限責(zé)任公司包頭車輛維修分公司為例，軸承壓裝結(jié)束后，雖然軸承壓裝機(jī)自動(dòng)判定壓裝曲線合格，但是質(zhì)檢人員卻發(fā)現(xiàn)一些壓裝曲線存在各種異?，F(xiàn)象。為確保車輛運(yùn)行安全，對(duì)異常曲線軸承進(jìn)行退卸處理，并進(jìn)行問題查找和原因分析。

2.3 滾動(dòng)軸承壓裝位移—壓力參數(shù)曲線異常的原因分析

以353130B 軸承為例，《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》中規(guī)定軸承壓裝力為58.8～245 kN、終止貼合力為313.6～352.8 kN，符合規(guī)定時(shí)，判定軸承壓裝合格（圖1）。

圖1 滾動(dòng)軸承壓裝位移—壓力參數(shù)曲線

（1）曲線起始段呈鋸齒狀。在2019 年初期，壓力曲線頻繁出現(xiàn)起始段鋸齒狀的現(xiàn)象，軸承經(jīng)退卸后并未找出真正的原因。6月份對(duì)軸承壓裝機(jī)進(jìn)行大修后，此類情況消失再未發(fā)生。經(jīng)調(diào)查后確定原因?yàn)?設(shè)備大修前，軸承壓裝機(jī)地腳緊固螺栓發(fā)生松動(dòng)，在壓裝過程中設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)導(dǎo)致鋸齒狀圖形的產(chǎn)生。

（2）曲線起始段陡升。①壓裝時(shí)壓裝機(jī)活塞中心線與軸頸中心線未保持一致，設(shè)備自動(dòng)對(duì)中導(dǎo)致起始段陡升；②軸頸端部有磕碰傷或端部墩粗；③軸承內(nèi)圈引導(dǎo)倒角加工不合格，無倒角或倒角長(zhǎng)度小。

（3）曲線后半段呈下降趨勢(shì)?！惰F路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》3.6.6.2 規(guī)定:軸頸直徑不允許在全長(zhǎng)范圍內(nèi)向軸頸方向逐漸增大。當(dāng)軸頸外部尺寸大于內(nèi)部尺寸時(shí)軸頸呈現(xiàn)倒錐，壓裝軸承時(shí)造成初始?jí)毫Υ?，后半部分壓力下降，所以壓裝曲線后半段會(huì)呈下降趨勢(shì)。對(duì)軸承退卸后，此類輪對(duì)應(yīng)送車輪車間修理。

（4）曲線總體平直，無明顯起伏。曲線平直的原因?yàn)檩S承方向反置。因軸頸呈由內(nèi)到外逐漸減小的圓錐形，而軸承的2 組內(nèi)圈內(nèi)徑也存在著尺寸的差異。所以，為保證2 組內(nèi)圈與軸頸都能有最佳選配過盈量，在壓裝前擺放軸承時(shí)，應(yīng)將軸承內(nèi)徑尺寸大的一端朝內(nèi)。

3 三級(jí)修中軸承壓裝后的質(zhì)量控制

3.1 軸承壓裝后須進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)檢查和軸承壓裝到位檢查

（1）滾動(dòng)軸承壓裝后須左右旋轉(zhuǎn)3～5 圈，轉(zhuǎn)動(dòng)須靈活，不得卡阻。出現(xiàn)無法轉(zhuǎn)動(dòng)的情況時(shí)，應(yīng)退卸軸承重新壓裝。

（2）軸承壓裝后外側(cè)內(nèi)圈（密封座）端面到車軸端面距離的推薦值，以353130B 為例:8.4～11.3 mm。

（3）造成軸承壓裝不到位的原因:軸承組裝的裝配高大于或小于規(guī)定值；軸頸長(zhǎng)度未滿足標(biāo)準(zhǔn)限度；固定式軸承壓裝機(jī)存在左右活塞不同步的設(shè)備故障，某一端滯后導(dǎo)致軸承未壓裝到位。

3.2 軸承壓裝后軸向游隙的測(cè)量

滾動(dòng)軸承壓裝后，須在294～490 N 軸向推（拉）力下檢測(cè)軸承的軸向游隙。軸向游隙是指軸承內(nèi)、外圈沿其軸線方向的相互移量，作用是避免滾子端部與內(nèi)、外圈擋邊經(jīng)常摩擦，保證軸承在轉(zhuǎn)向架傾斜或輪對(duì)蛇形運(yùn)動(dòng)時(shí)正常工作，防止車輛通過曲線時(shí)滾子被卡住。若游隙過小，滾動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)困難，容易增加磨損引起熱軸；若游隙過大，則會(huì)使軸承局部負(fù)荷加大，縮短其使用壽命。影響壓裝后軸向游隙大小的因素主要取決于軸承組裝后的軸向游隙。

3.3 軸承磨合實(shí)驗(yàn)

軸承壓裝后，須進(jìn)行轉(zhuǎn)速≥200 r/min、時(shí)間≥5 min 的磨合測(cè)試，磨合過程中軸承溫升不應(yīng)高于40 K。對(duì)軸承進(jìn)行磨合試驗(yàn)的目的在于通過溫度測(cè)量、振動(dòng)檢測(cè)，檢查軸承內(nèi)部及組裝是否有質(zhì)量問題，并使軸承內(nèi)部的油脂均勻分布。

4 三級(jí)修中軸承壓裝后不合格品的處置

軸承壓裝不合格須進(jìn)行退卸。軸承退卸時(shí)應(yīng)保證退卸機(jī)活塞中心與車軸中心保持一致；退卸時(shí)應(yīng)采取措施防止磕傷軸頸和軸承；壓裝到位的353130B 型軸承退卸后，塑鋼隔圈須報(bào)廢；退卸后的軸承經(jīng)檢查狀態(tài)良好者，可重新選配、壓裝，但不得原位原裝；同一條輪對(duì)的軸承壓裝不合格曲線記錄和合格曲線記錄一并保存。

5 預(yù)防性解決措施

人——樹立職工的質(zhì)量意識(shí)。職工作為企業(yè)生產(chǎn)的直接參與者，各單位要在全體職工中樹立質(zhì)量意識(shí)，通過學(xué)習(xí)和培訓(xùn)等多種方式提高職工的整體素質(zhì)。基層車間班組應(yīng)該根據(jù)每位職工的理論知識(shí)、實(shí)際掌握的操作經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行合理的人員調(diào)配，軸承技術(shù)狀態(tài)檢查和軸承壓裝等關(guān)鍵崗位應(yīng)優(yōu)先選用素質(zhì)高、技能強(qiáng)的職工。

機(jī)——加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)。設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量，而設(shè)備的運(yùn)行效率與平時(shí)維護(hù)保養(yǎng)工作密切相關(guān)。設(shè)備操作工和維修工應(yīng)做好日常設(shè)備點(diǎn)檢和巡檢，每班首條壓裝時(shí)須觀察壓裝機(jī)壓力表，將系統(tǒng)壓力與壓力曲線貼合壓力對(duì)比確認(rèn)應(yīng)一致，如不一致時(shí)，系統(tǒng)壓力與計(jì)算機(jī)顯示值相差不超過10 kN，設(shè)備存在故障時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維修消除故障。設(shè)備位移傳感器、壓力傳感器、壓力表以及檢測(cè)工量具應(yīng)進(jìn)行定期檢定和日常校驗(yàn)，嚴(yán)格控制由于機(jī)械設(shè)備因素對(duì)檢修質(zhì)量造成的影響。

料——嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量。軸承新造、大修、一般檢修工廠應(yīng)該保證軸承的生產(chǎn)質(zhì)量，確保軸承各部尺寸符合規(guī)定限度。特別是影響壓裝質(zhì)量的內(nèi)圈引導(dǎo)倒角、內(nèi)圈內(nèi)徑面粗糙度以及組裝裝配高、組裝后軸向游隙等關(guān)鍵尺寸。使用單位對(duì)入段（公司）軸承應(yīng)按《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》要求按2%的比例進(jìn)行復(fù)檢，檢查項(xiàng)目為軸承型號(hào)、廠代號(hào)、年代號(hào)、外觀和內(nèi)徑尺寸，不合格時(shí)整批退還生產(chǎn)單位。

環(huán)——嚴(yán)格落實(shí)對(duì)作業(yè)環(huán)境的要求?！惰F路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》中對(duì)環(huán)境溫度有明確規(guī)定:“軸承壓裝須在清潔的工作間內(nèi)進(jìn)行，壓裝間的溫度應(yīng)不低于10 ℃。檢測(cè)和選配前，軸承及附件、輪對(duì)及檢測(cè)器具須同室存放，放置時(shí)間應(yīng)不少于8 h，不能同室存放時(shí)，存放處溫差不應(yīng)超過5 K”?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)應(yīng)最大限度降低因環(huán)境因素對(duì)檢修質(zhì)量造成的影響。

法——嚴(yán)格落實(shí)輪軸檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝流程。各輪軸檢修單位應(yīng)按照《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》編制完善的工藝文件或作業(yè)指導(dǎo)書，且不得低于該規(guī)則中相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求。建議國(guó)鐵集團(tuán)及自備車管理企業(yè)統(tǒng)一或自行制定滾動(dòng)軸承壓裝位移——壓力參數(shù)曲線的判定標(biāo)準(zhǔn)，解決現(xiàn)場(chǎng)職工對(duì)于軸承壓裝異常曲線的判定無標(biāo)準(zhǔn)的困境。

6 結(jié)語

通過對(duì)鐵路貨車輪軸檢修工藝的深入研究，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)輪軸檢修過程中出現(xiàn)的各種異常情況，提升鐵路貨車運(yùn)行安全。因此，應(yīng)當(dāng)從全面質(zhì)量管理理論中的人、機(jī)、料、環(huán)、法五個(gè)影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素著手，提升鐵路貨車輪軸檢修技術(shù)水平，能更好地滿足鐵路貨車運(yùn)輸快速發(fā)展的要求，為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。