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        海外國(guó)家鐵路客車軸溫異常處理方法研究

        2021-09-10 08:14:02張龍波王峰徐力
        內(nèi)燃機(jī)與配件 2021年6期
        關(guān)鍵詞:內(nèi)燃機(jī)車軸承

        張龍波 王峰 徐力

        摘要:在海外國(guó)家進(jìn)行鐵路客車檢修時(shí),軸溫異常(鐵路客車運(yùn)行時(shí)軸溫超出環(huán)境溫度45℃以上)是最常見的問(wèn)題之一。軸溫異??赡苁菬彷S、燃軸等重大事故的前期表現(xiàn),是值得重點(diǎn)注意的問(wèn)題。由于國(guó)產(chǎn)鐵路客車海外檢修項(xiàng)目大多在條件欠發(fā)達(dá)的非洲等國(guó)家,可能引起軸溫異常的因素有很多,故此次重點(diǎn)研究軸溫異常的相應(yīng)處理方式。軸溫異常一般和軸承、潤(rùn)滑脂及軸箱上負(fù)載有關(guān),處理時(shí)也針對(duì)這三個(gè)方面進(jìn)行。其中,最方便也是最常見的處理是針對(duì)潤(rùn)滑脂相關(guān)的處理。

        關(guān)鍵詞:內(nèi)燃機(jī)車;鐵路客車;軸承;軸溫異常

        中圖分類號(hào):TP277? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào):1674-957X(2021)06-0141-02

        1? 緒論

        隨著我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車、鐵路客車等鐵道車輛進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)(大多是非洲國(guó)家),帶來(lái)大量新造車訂單的同時(shí),也帶來(lái)了更多的車輛檢修機(jī)會(huì)。在車輛檢修過(guò)程中,軸承軸箱裝置作為車輛走行部件的關(guān)鍵部位,需要分解檢修和重新組裝。這一過(guò)程中,受海外國(guó)家條件限制,難以達(dá)到國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)塵環(huán)境、充足配件、性能達(dá)標(biāo)的消耗料等條件,軸承裝備后車輛的運(yùn)行過(guò)程中很可能會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題,其中最明顯的表現(xiàn)就是軸承的異常升溫,即軸溫異常。在海外鐵路客車檢修過(guò)程中,筆者就遇到了這種問(wèn)題。后來(lái),經(jīng)過(guò)反復(fù)摸索和實(shí)驗(yàn),找出了比較方便可行的處理方法。

        2? 問(wèn)題

        此次檢修鐵路客車由內(nèi)燃機(jī)車牽引,日常運(yùn)行速度為100km/h,最高運(yùn)營(yíng)速度110km/h。在軸承軸箱裝置檢修后,50%以上的軸承軸箱裝置都出現(xiàn)軸溫異常的現(xiàn)象。

        2.1 問(wèn)題描述

        檢修過(guò)程中,依次進(jìn)行了軸承軸箱裝置的分解、零部件清洗檢修(含探傷)、重新裝配、重新注軸承潤(rùn)滑脂、跑合試驗(yàn)。該過(guò)程中,對(duì)損壞的零部件進(jìn)行了更換,對(duì)檢修后的零部件清潔程度、新注軸承潤(rùn)滑脂的重量和狀態(tài)在現(xiàn)有條件下也進(jìn)行了嚴(yán)格控制,且最終跑合試驗(yàn)時(shí)間由標(biāo)準(zhǔn)要求的15min延長(zhǎng)到30min以上。

        檢修后的首次空載運(yùn)行,有20%左右軸承軸箱裝置出現(xiàn)軸溫異?,F(xiàn)象。對(duì)問(wèn)題軸承軸箱裝置處理完畢后,在鐵路客車首次載客正常運(yùn)行時(shí),又額外有40-60%以上軸承軸箱裝置出現(xiàn)軸溫異常。

        列車載客運(yùn)行的某輛鐵路客車溫升曲線如圖1所示。

        從圖1中可以看出,從異常溫升溫度來(lái)看,異常溫升大多在45-47℃之間,最高約52℃,無(wú)超過(guò)60℃情況(超過(guò)60℃須停車檢查);從異常溫升出現(xiàn)時(shí)間上來(lái)看,異常溫升一般出現(xiàn)在下午鐵路客車長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下,且鐵路客車速度下降后,部分軸承軸箱裝置的溫升出現(xiàn)明顯下降。綜合來(lái)看,曲線前半段無(wú)溫升報(bào)警,后半段鐵路客車長(zhǎng)期高速運(yùn)行后,異常溫升開始出現(xiàn),且部分軸承軸箱裝置長(zhǎng)期保持在異常溫升狀態(tài),直至鐵路客車速度降低至低速運(yùn)行狀態(tài)。

        2.2 原因分析

        2.2.1 外觀檢查

        對(duì)出現(xiàn)軸溫異常的軸承軸箱裝置和未出現(xiàn)軸溫異常的軸承軸箱裝置進(jìn)行外觀對(duì)比檢查。

        通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),溫升較高,持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)(2h以上)的軸端,在金屬迷宮縫隙處,均出現(xiàn)明顯的油脂甩出現(xiàn)象,且金屬迷宮處呼吸孔(為保障軸承軸箱裝置與外部大氣連通而設(shè)置的小型機(jī)加工孔)也被甩出油脂堵住,如圖2所示。

        未出現(xiàn)軸溫異?;騼H短時(shí)間出現(xiàn)軸溫異常的軸承軸箱裝置,則油脂甩出較少或無(wú)油脂甩出,且金屬迷宮處呼吸孔均未被堵住。

        2.2.2 開蓋檢查

        在發(fā)現(xiàn)軸溫異常后,首先對(duì)軸承軸箱裝置進(jìn)行開蓋檢查(打開軸箱前蓋,對(duì)軸承軸箱裝置內(nèi)潤(rùn)滑脂及外側(cè)軸承軸箱裝置進(jìn)行檢查)。

        檢查發(fā)現(xiàn)軸承潤(rùn)滑脂顏色因高溫變色,但粘度無(wú)明顯變化,取出的軸承潤(rùn)滑脂內(nèi)部也無(wú)顆粒物等異物;檢查軸承軸箱裝置外側(cè),也未發(fā)現(xiàn)明顯異物,未發(fā)現(xiàn)零部件碎裂等情況,緊固件緊固狀態(tài)完好,未出現(xiàn)松脫等情況。

        2.2.3 分解檢查

        對(duì)部分出現(xiàn)軸溫異常的軸端進(jìn)行徹底的分解檢查(將軸承軸箱裝置分解,取出軸承潤(rùn)滑脂,并將所有零部件進(jìn)行清洗和外觀檢查)。

        對(duì)取出的軸承潤(rùn)滑脂進(jìn)行清洗檢查,內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)異物,也未發(fā)現(xiàn)軸承潤(rùn)滑脂乳化變質(zhì)等異常。

        對(duì)軸承零部件清洗和外觀檢查,也未發(fā)現(xiàn)零部件表面有裂紋、飛邊、毛刺等缺陷,表面狀態(tài)均符合要求。

        2.2.4 軸承軸箱裝置負(fù)載檢查

        檢修過(guò)程并未對(duì)軸承軸箱裝置負(fù)載處進(jìn)行改變。

        2.2.5 跟蹤觀察

        對(duì)部分出現(xiàn)軸溫異常的軸承軸箱裝置不做處理,繼續(xù)運(yùn)營(yíng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)第二次和第三次載客運(yùn)營(yíng)時(shí),軸承溫升有明顯改善,出現(xiàn)軸承異常溫升的軸承軸箱裝置明顯減少,至第四次載客運(yùn)營(yíng)時(shí),無(wú)軸溫異?,F(xiàn)象出現(xiàn)。

        2.2.6 綜合分析

        通過(guò)前期檢查,可以看出,軸承軸箱裝置檢修過(guò)程中并未對(duì)軸承軸箱裝置造成損害,唯一異常點(diǎn)是出現(xiàn)軸溫異常的軸端,軸承潤(rùn)滑脂甩出較多。

        此次檢修過(guò)程中,對(duì)軸承軸箱裝置注入的潤(rùn)滑脂重量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。分體式軸承是靠多注油來(lái)保證建立油膜,實(shí)現(xiàn)充分潤(rùn)滑的;多余油脂甩出,為必然過(guò)程,無(wú)法避免。

        綜上所述,最有可能的原因如下所述:多余油脂甩出后,若堵住金屬迷宮縫隙和呼吸孔,就會(huì)造成軸箱內(nèi)微負(fù)壓,導(dǎo)致軸承輕微卡滯。在高速運(yùn)營(yíng)階段,軸溫會(huì)升高明顯,且因?yàn)榻饘倜詫m縫隙和呼吸孔被堵住,散熱緩慢,就會(huì)出現(xiàn)溫升異常。

        3? 解決方法

        3.1 解決思路

        已經(jīng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題產(chǎn)生的原因是高速運(yùn)營(yíng)時(shí)甩出的大量軸承潤(rùn)滑脂堵塞呼吸孔和金屬迷宮縫隙,則讓軸承軸箱裝置提前甩出軸承潤(rùn)滑脂并處理即可。

        3.2 解決時(shí)機(jī)

        檢修的鐵路客車在投入運(yùn)營(yíng)前,有兩個(gè)時(shí)間段會(huì)出現(xiàn)多余軸承潤(rùn)滑脂甩出現(xiàn)象,分別是30min的跑合試驗(yàn)和空載試運(yùn)營(yíng),且運(yùn)營(yíng)時(shí)間不超過(guò)5h。為了不影響正常運(yùn)營(yíng),解決手段應(yīng)在空載試運(yùn)營(yíng)時(shí)或空載試運(yùn)營(yíng)與正式運(yùn)營(yíng)之間解決,不將問(wèn)題留在正式運(yùn)營(yíng)。

        3.3 解決措施

        解決措施①:對(duì)部分軸承軸箱裝置增加跑合試驗(yàn)時(shí)間至2h,并與正常跑合試驗(yàn)時(shí)間的軸承軸箱裝置進(jìn)行對(duì)比,觀察甩出軸承潤(rùn)滑脂數(shù)量的多少。

        解決措施②:空載試運(yùn)營(yíng)時(shí),往返途中各保證有2h以上的高速運(yùn)營(yíng)時(shí)間,運(yùn)營(yíng)速度和載客運(yùn)行時(shí)最高速度(110km/h)一致。在鐵路客車運(yùn)行到往返中點(diǎn)站時(shí),進(jìn)行金屬迷宮及呼吸孔處軸承潤(rùn)滑脂的清理工作;待鐵路客車運(yùn)行到終點(diǎn)站時(shí),再次進(jìn)行金屬迷宮及呼吸孔處軸承潤(rùn)滑脂的清理工作。

        3.4 實(shí)施效果

        解決措施①:

        選擇四套軸承軸箱裝置,進(jìn)行2h跑合試驗(yàn);選擇四套已經(jīng)完成30min跑合試驗(yàn)的軸承軸箱裝置備用。

        2h跑合試驗(yàn)結(jié)束后,對(duì)軸承軸箱裝置進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)軸承軸箱裝置金屬迷宮部位和呼吸孔部位無(wú)明顯軸承潤(rùn)滑脂甩出;甩出的軸承潤(rùn)滑脂集中出現(xiàn)在軸箱前蓋內(nèi)和軸承軸箱裝置前端,甩出軸承潤(rùn)滑脂重量約100-150g。

        對(duì)備好的已完成30min跑合試驗(yàn)的軸承軸箱裝置進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)軸承軸箱裝置金屬迷宮部位和呼吸孔部位無(wú)明顯軸承潤(rùn)滑脂甩出;甩出的軸承潤(rùn)滑脂集中出現(xiàn)在軸箱前蓋內(nèi)和軸承軸箱裝置前端,甩出軸承潤(rùn)滑脂重量約100-150g。

        通過(guò)對(duì)比,可以發(fā)現(xiàn)只是增加跑合試驗(yàn)時(shí)間,無(wú)法甩出更多的軸承潤(rùn)滑脂。該解決措施無(wú)效。

        解決措施②:

        列車空車試運(yùn)營(yíng)時(shí),往返過(guò)程均保證2h以上的110km/h高速運(yùn)行。

        去程時(shí),在高速運(yùn)行階段前期即有50%左右的軸承軸箱裝置出現(xiàn)軸溫異常,最多有70%左右軸承軸箱裝置出現(xiàn)軸溫異常,異常溫升在47-55℃。在中點(diǎn)站,對(duì)所有軸承軸箱裝置進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)大多軸承軸箱裝置金屬迷宮部位和呼吸孔部位出現(xiàn)明顯軸承潤(rùn)滑脂甩出。對(duì)所有軸承軸箱裝置甩出的軸承軸箱潤(rùn)滑脂進(jìn)行清理后,進(jìn)行返程運(yùn)行。

        返程時(shí),在高速運(yùn)行階段前期,無(wú)軸承軸箱裝置出現(xiàn)軸溫異常。在高速運(yùn)行1.5h后,有個(gè)別軸承軸箱裝置出現(xiàn)軸溫異常,且異常溫升在45-48℃,相比去程時(shí)明顯好轉(zhuǎn)。

        試運(yùn)營(yíng)結(jié)束后,再次對(duì)所有軸承軸箱裝置甩出的軸承軸箱潤(rùn)滑脂進(jìn)行清理。并跟蹤首次正式運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。結(jié)果正式運(yùn)營(yíng)時(shí),僅有不到10%軸承軸箱裝置出現(xiàn)軸溫異?,F(xiàn)象,且持續(xù)時(shí)間較短,溫升一般也在45-47℃,說(shuō)明解決措施有效。

        4? 結(jié)論

        在海外條件欠缺國(guó)家,無(wú)所需國(guó)內(nèi)檢測(cè)、檢修設(shè)備,無(wú)充足備品等條件下,單純?cè)黾优芎显囼?yàn)時(shí)間是無(wú)效的。可采用增加鐵路客車試運(yùn)營(yíng)時(shí)間和運(yùn)行速度,并多次清理甩出軸承軸箱潤(rùn)滑脂的方法來(lái)處理軸溫異常問(wèn)題。

        參考文獻(xiàn):

        [1]GB T 34626.1-2017,金屬及其他無(wú)機(jī)覆蓋層 金屬表面的清洗和準(zhǔn)備 第1部分:鋼鐵及其合金[S].

        [2]TB/T 1716-2016,鐵道客車輪對(duì)軸箱裝置組裝技術(shù)條件[S].

        [3]鐵總運(yùn)〔2013〕191號(hào)《鐵路客車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》.

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