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        淺析鐵路貨車滾動軸承熱軸原因及預(yù)防措施

        2020-12-29 11:17:25陳艷伶
        科學(xué)大眾 2020年7期
        關(guān)鍵詞:滾動軸承預(yù)防分析

        陳艷伶

        摘 要:文章針對近期鐵路貨車滾動軸承熱軸故障問題,剖析了滾子滾道損傷、注油量、軸承壓裝質(zhì)量等方面導(dǎo)致熱軸的原因,并圍繞改進(jìn)軸承材質(zhì)的制造工藝,對提高軸承組裝、軸承一般檢修、軸承大修質(zhì)量等提出了預(yù)防措施。

        關(guān)鍵詞:滾動軸承;熱軸;分析;預(yù)防

        1? ? 貨車滾動軸承熱軸故障情況統(tǒng)計

        根據(jù)“鐵路車輛信息發(fā)布系統(tǒng)”提供的數(shù)據(jù),2017年1—12月,全路紅外線軸溫探測預(yù)報系統(tǒng)(THDS探測站)共預(yù)報熱軸故障59套(其中定責(zé)37套,待定責(zé)22套)。在定責(zé)的37套軸承熱軸原因分析中,定責(zé)缺陷是40件。其中,保持架破損疑似燃軸2件,軸承內(nèi)外圈滾道、滾子環(huán)形條紋9件,軸承內(nèi)外圈滾道、滾子磕碰傷6件,內(nèi)外油封變形、密封實效9件,外圈內(nèi)滾道與滾子接觸面不契合5件,密封罩脫出4件,軸承壓裝不到位3件,注油量不足2件。以上素材為剖析滾動軸承熱軸原因提供了第一手資料。

        2? ? 貨車滾動軸承熱軸原因

        2.1? 滾子滾道損傷對軸溫的影響

        軸承滾子滾道表面劃痕剝離后,其表面粗糙度就會降低,摩擦面間的表面微觀凸峰接觸就會破壞油膜;滾子滾道剝離產(chǎn)生的金屬碎屑、粉沫混入油脂,就會破壞運動配合摩擦副上的光滑油膜;潤滑油膜受到破壞就會形成半干摩擦的狀態(tài),導(dǎo)致軸溫上升,按照軸溫上升的等級,現(xiàn)場定義為微熱、強(qiáng)熱、激熱,微熱、強(qiáng)熱定義為熱軸,激熱定義為燃軸。

        2.2? 注油量對軸溫的影響

        軸承潤滑脂的作用主要是潤滑和散熱。比如《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》規(guī)定352226X2-2RZ軸承的注油量為400~440 g。如果注油量低于下限指標(biāo),就會降低潤滑質(zhì)量,導(dǎo)致局部滾子與滾道的半干摩擦,產(chǎn)生大量的摩擦熱,導(dǎo)致熱軸。如果注油量高于上限指標(biāo),就會影響滾子與滾道摩擦熱的散發(fā),導(dǎo)致熱軸。但一般情況下,這種工況的熱軸溫升不會持續(xù)升高,也就是運用中俗稱的“假熱軸”。

        2.3? 軸承壓裝質(zhì)量的影響

        2.3.1? 壓裝過盈量選擇的影響

        軸承內(nèi)圈與軸頸采取的是過盈裝配,其過盈量的選擇是保證軸承軸向游隙合理性的關(guān)鍵工序。比如《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》規(guī)定的352226X2-2RZ軸承內(nèi)圈與軸頸配合過盈量為0.050~0.102,353130B軸承內(nèi)圈與軸頸過盈量為0.051~0.101。在實際操作中,如果過盈量低于下限或高于上限,就會造成軸向游隙的過大和過小,游隙過大會影響軸承的運行軸線,加大噪音、加大磨損導(dǎo)致高溫,游隙過小就會增加滾子與內(nèi)外圈間的摩擦熱,導(dǎo)致高溫。

        2.3.2? 壓裝不到位的影響

        軸承的壓裝到位是判定軸承壓裝合格與否的3個主要標(biāo)準(zhǔn)之一。比如352226X2-2RZ軸承的壓裝到位尺寸為-17.4~-14.4 mm,353130B軸承壓裝到位尺寸為8.4~11.3 mm。如果軸承壓裝不到位,將導(dǎo)致軸承密封罩在運行過程中松動脫落,造成軸承密封罩油封與軸承前蓋干預(yù),產(chǎn)生的摩擦熱將導(dǎo)致油封變形甚至失效,造成油脂外溢,導(dǎo)致軸承熱軸。

        2.3.3? 軸承前蓋后擋溝槽磨耗的影響

        裝用迷宮式密封組成的352226X2-2RZ,SKF197726,353130X2-2RZ型軸承的前蓋、后擋與軸承密封座配合處溝槽的深度為3.50~0.50 mm。如果溝槽深度大于3.50 mm,就會使軸承密封罩油封與前蓋、后擋干預(yù),產(chǎn)生接觸摩擦熱,導(dǎo)致熱軸。

        3? ? 貨車滾動軸承燃軸原因

        軸承燃軸是由軸承激熱引起的,其典型故障痕跡是軸承卡滯,密封失效,油脂流溢,前蓋、軸端螺栓、標(biāo)志板顏色變藍(lán),附屬件有明顯燃燒痕跡、油漬及粉末。其形成的誘因是車輪踏面擦傷、剝離、閘瓦硫鐵粘著等缺陷加劇了輪軌間的振動,軸承因周期性局部振動導(dǎo)致保持架破損,滾子移位,滾子與內(nèi)外滾道間的潤滑油膜受到破壞,形成金屬間的干摩擦和剛性摩擦,導(dǎo)致軸承溫度驟升,現(xiàn)場定義為“激熱”,造成軸承燃軸。

        4? ? 預(yù)防措施

        4.1? 增強(qiáng)質(zhì)量意識

        從人防角度來看,要嚴(yán)格落實職工作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化,發(fā)揚工匠精神,以一絲不茍的態(tài)度,嚴(yán)格控制人為誤差和缺陷漏檢。

        4.2? 提高制造源頭質(zhì)量

        4.2.1? 軸承材質(zhì)源頭質(zhì)量控制

        提高滾道軸承制造源頭質(zhì)量,就要優(yōu)化軸承制造工藝,采用無氧化熱處理工藝,采取真空脫氣、爐外精煉、電渣重熔等先進(jìn)的熱處理工藝,獲得高純凈度、夾雜物含量低、均勻度穩(wěn)定性好、耐磨損、低摩擦熱的軸承鋼材質(zhì)。經(jīng)過內(nèi)外圈精密鍛造、滾子毛坯冷沖壓、高速切削、超磨加工等先進(jìn)金屬加工工藝獲得高質(zhì)量的滾子、內(nèi)外圈滾道等核心部件。

        4.2.2? 提高軸承組裝質(zhì)量控制

        軸承組裝質(zhì)量的核心參數(shù)之一就是軸向游隙,比如新造352226X2-2RZ軸承組裝后的軸向游隙為0.60~0.70,滿足指標(biāo),需要選配合適的中隔圈,建議應(yīng)用在線檢測和數(shù)字化檢測技術(shù),便于提高中隔圈選配的效率和精確度。

        4.3? 提高檢修質(zhì)量控制

        滾動軸承檢修分為軸承大修和軸承一般檢修。軸承大修的目的是恢復(fù)軸承的性能,軸承一般檢修的目的是維護(hù)軸承的性能。軸承一般檢修一般在軸承新造、大修質(zhì)量保證周期內(nèi)進(jìn)行。在檢修時,軸承外圈、內(nèi)圈幾何尺寸基本上實現(xiàn)了用數(shù)字化檢測儀進(jìn)行檢測,但滾道滾子的缺陷檢查基本上還是靠肉眼觀察、手感檢查,難免出現(xiàn)缺檢、漏檢的現(xiàn)象。建議研發(fā)共振解調(diào)技術(shù)研制缺陷診斷儀,運用科技手段提高物防水平。

        5? ? 結(jié)語

        總之,要預(yù)防滾動軸承熱軸故障,就需要準(zhǔn)確識別滾動軸承熱軸的安全風(fēng)險點,準(zhǔn)確把握滾動軸承熱軸的原因,通過人防、物防、技防相結(jié)合,把滾動軸承熱軸風(fēng)險控制在制造工藝改進(jìn)、檢修工序優(yōu)化的過程中,才能徹底解決貨車滾動軸承熱軸、燃軸問題,避免事故的發(fā)生。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1]國家鐵路局.鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則[M].北京:中國鐵道出版社,2016.

        [2]國家鐵路局.鐵路貨車段修規(guī)程[M].北京:中國鐵道出版社,2012.

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