劉順利

（中煤集團(tuán)大屯公司鐵路管理處，江蘇徐州 221611）

0 引言

現(xiàn)在鐵路貨車的運(yùn)行速度不斷提高，隨著編組輛數(shù)、牽引噸位的增加，車輛關(guān)鍵部位承受的壓力增大，由此加劇了滾動(dòng)軸承內(nèi)部配件的損耗，并造成較為嚴(yán)重的軸承故障。對(duì)于鐵路運(yùn)輸行業(yè)而言，如果滾動(dòng)軸承的故障未能得到及時(shí)的識(shí)別并作出可靠的管理，則會(huì)影響鐵路貨車運(yùn)行的安全穩(wěn)定。因此，有必要結(jié)合故障實(shí)例，分析滾動(dòng)軸承的安全隱患并采取有效的解決方案，降低故障發(fā)生率，為鐵路運(yùn)輸行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供支持。

1 鐵路貨車滾動(dòng)軸承應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 滾動(dòng)軸承

在鐵路貨車的運(yùn)行中，滾動(dòng)軸承是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。作為連接運(yùn)轉(zhuǎn)軸與軸座之間的精密性結(jié)構(gòu)元件，滾動(dòng)軸承的損耗較高。為有效提升其使用效率，降低故障發(fā)生率，有必要對(duì)軸承故障作出診斷。滾動(dòng)軸承有時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障，使得鐵路貨車的整體運(yùn)行效率下降，并造成一系列安全隱患[1]。其中，故障問題主要集中在軸承的外觀磨損、裂紋、內(nèi)部溫度升高、密封罩脫落與轉(zhuǎn)動(dòng)軸故障等。

1.2 項(xiàng)目實(shí)例

從2016 年1 月1 日開始，某鐵路工段的A 車間作業(yè)模式由單一方向到達(dá)轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾较蛑修D(zhuǎn)與發(fā)車，由此增加了反軸運(yùn)轉(zhuǎn)列車數(shù)量，其中時(shí)速80 km 的編組車輛數(shù)明顯增多。牽引噸數(shù)增加的同時(shí)，車輛關(guān)鍵部位承受較大壓力，加快了滾動(dòng)軸承內(nèi)部配件的損耗率。2020 年12 月末，有關(guān)人員通過對(duì)軸承外觀、列車進(jìn)站是否存在異響的檢查，對(duì)軸承故障進(jìn)行研究。本次檢查共計(jì)報(bào)告故障軸承25 件，其中在廠、段檢修時(shí)間內(nèi)，一年以后再次發(fā)生故障的軸承有17 件，故障發(fā)生率達(dá)到68%；在所有故障軸承中，大修后軸承有15 件，占到故障總數(shù)的60%，且故障均為外觀異常；其余故障類型有滾道剝離18 件（占34%）和保持架裂損31 件（占47%）。

2 故障分析

2.1 裂紋故障

裂紋是軸承的常見故障，主要原因是鐵路貨車荷載超過標(biāo)準(zhǔn)、貨物裝配不當(dāng)。上述問題發(fā)生后，軸承部分會(huì)受到較大沖擊，增加滾動(dòng)軸承外圈故障發(fā)生率。在滾動(dòng)軸承的具體運(yùn)用環(huán)節(jié)，如果裂紋未能得到及時(shí)解決，還會(huì)誘發(fā)熱軸故障。大量實(shí)踐表明，軸承外圈故障有較多類型，不可控因素較多，這就要求質(zhì)量檢測人員能夠?qū)Σ煌蛩剡M(jìn)行分析，這樣才能準(zhǔn)確判斷出軸承產(chǎn)生裂紋的原因，為故障管理方案的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

2.2 密封罩故障

在鐵路貨車的運(yùn)行中，滾動(dòng)軸承密封罩脫落的后果十分嚴(yán)重。如果不能對(duì)該問題進(jìn)行早期處理，則會(huì)造成熱軸、軸動(dòng)作不良問題。在故障診斷過程中，當(dāng)滾動(dòng)軸承出現(xiàn)甩油問題時(shí)，要求故障檢驗(yàn)與管理人員能夠在第一時(shí)間內(nèi)檢查密封軸部位，明確是否出現(xiàn)松動(dòng)或脫節(jié)問題。如果密封罩頂部位置已經(jīng)完全超過軸承外圈范圍，則判斷密封罩完全脫落。此時(shí)需要展開對(duì)貨車軸承的大修處理，必要時(shí)更換機(jī)油，以達(dá)到良好的密封處理效果。

2.3 螺栓松動(dòng)脫落

在本項(xiàng)目故障診斷識(shí)別中，相關(guān)部門對(duì)故障檢修人員的素質(zhì)能力進(jìn)行全面評(píng)，并對(duì)所有人員的違章作業(yè)進(jìn)行全面管理。在診斷中發(fā)現(xiàn)，部分螺栓固定部分存在障礙，使得貨車滾動(dòng)軸承障礙發(fā)生率明顯上升，不利于質(zhì)量管理方案落實(shí)。螺栓松動(dòng)的后果十分嚴(yán)重，如果不能做出及時(shí)的固定處理就容易出現(xiàn)連接件脫離，導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問題。

3 鐵路貨車滾動(dòng)軸承運(yùn)用故障的管理措施研究

3.1 加強(qiáng)軸承外觀檢查

以鐵路貨車滾動(dòng)軸承外觀故障為例，研究具體管理措施。從本次研究的鐵路軸承外觀檢查結(jié)果可知，因外觀質(zhì)量缺陷造成的故障較多，具體表現(xiàn)在滾道剝離、保持架破損、滾子剝離和前蓋裂損（表1）。

表1 滾動(dòng)軸承外觀破損扣車頻數(shù)統(tǒng)計(jì)

為做好故障診斷分析工作，相關(guān)部門成立了QC 工作小組，對(duì)滾動(dòng)軸承系統(tǒng)進(jìn)行分析，并反復(fù)論證故障類型、風(fēng)險(xiǎn)因素與解決措施，同時(shí)集思廣益，及時(shí)排查出來以上軸承外觀破損，為故障檢修與管理工作的有序開展提供支持。在軸承外觀檢查中，要求相關(guān)人員檢查軸承是否過期、標(biāo)志板是否清晰，明確密封罩與外圈接觸位置是否良好、有無油脂浸出等（圖1）。

圖1 滾動(dòng)軸承的承載鞍腳部油脂檢修

在故障分析中，則重點(diǎn)關(guān)注人員因素、設(shè)備因素、方法因素與環(huán)境因素。其中人員因素主要考慮檢測與管理人員綜合素質(zhì)較低，未能可靠落實(shí)工藝標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)軸承外觀缺陷與安全隱患缺少判斷經(jīng)驗(yàn)[2]。此外，管理人員責(zé)任心不高也是軸承故障隱患的識(shí)別不足的原因。同時(shí)檢查密封座、密封罩、前蓋、后擋是否有裂紋、劃傷等外觀缺陷。檢修技術(shù)人員也需要對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承進(jìn)行檢查，使用腳輕輕踩踏轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，明確軸承是否靈活，對(duì)軸承卡頓進(jìn)行識(shí)別，提升傳動(dòng)軸承使用安全性。

在故障診斷中，也需要用手撥動(dòng)軸承，重點(diǎn)檢查未經(jīng)退卸的軸承，使用雙手卡住軸承外圈，并沿著水平方向前后波動(dòng)軸承，明確前后軸向游隙是否發(fā)生超限。對(duì)于存在超限疑問的滾動(dòng)軸承，需要使用測量儀再次檢測，提高檢測結(jié)果準(zhǔn)確度。

針對(duì)設(shè)備問題，則主要對(duì)工裝設(shè)備進(jìn)行檢查，對(duì)目前使用的專業(yè)工具進(jìn)行升級(jí)，同時(shí)注重增加最新種類的故障診斷工具?？紤]到部分鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障診斷作業(yè)不規(guī)范，造成工序控制較差，檢測技術(shù)手段不標(biāo)準(zhǔn)等問題，進(jìn)行重點(diǎn)管理。將最新的技術(shù)方法應(yīng)用在各檢測工段，同時(shí)對(duì)軸承檢驗(yàn)技術(shù)方法進(jìn)行應(yīng)用，使得檢驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，為故障診斷與管理工作的高質(zhì)量開展提供支持。本次檢測還考慮到現(xiàn)場環(huán)境較差，如噪聲大、夜間照明效果差等，對(duì)檢測結(jié)果造成的不良影響。

為提升故障識(shí)別能力，建議相關(guān)部門做好人員管理培訓(xùn)、并升級(jí)工裝設(shè)備，采取最新的技術(shù)方法與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為鐵路貨車車輛軸承故障診斷提供支持。同時(shí)對(duì)現(xiàn)場檢修環(huán)境進(jìn)行控制，預(yù)防出現(xiàn)噪聲大與夜間照明效果不理想問題，進(jìn)而全面提升滾動(dòng)軸承故障診斷能力與管理水平。

3.2 做好溫度預(yù)報(bào)與規(guī)范檢修

在故障檢查中，要求檢測工作人員采取規(guī)范化的管理措施，在最新設(shè)備的支持下準(zhǔn)確預(yù)報(bào)軸承溫度。為實(shí)現(xiàn)上述工作目標(biāo)，相關(guān)人員將紅外線軸溫測試設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，并定期維護(hù)車輛滾動(dòng)軸各系統(tǒng)，使得檢修效果達(dá)到預(yù)期[3]。在具體實(shí)踐中，要求相關(guān)人員能夠準(zhǔn)確預(yù)報(bào)溫度，并做好規(guī)范檢修工作。同時(shí)對(duì)工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高其專業(yè)技術(shù)能力和綜合素質(zhì)，為檢修工作的有序開展提供支持。

為提高檢修技術(shù)應(yīng)用規(guī)范性，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障因素的快速識(shí)別，要求軸承檢查人員具有較高的判斷能力與抗干擾能力，準(zhǔn)確判斷軸承是否存在安全隱患?？紤]到滾動(dòng)軸承是鐵路貨車車輛的重要荷載部分，因此檢修技術(shù)的應(yīng)用水平將直接影響到車輛安全。在故障檢修中，要求工作人員能夠?qū)γ芊庹置摮?、滾動(dòng)軸承內(nèi)部溫度升高問題有更加全面的認(rèn)知與了解，并對(duì)溫度升高的原因作出總結(jié)，使得滾動(dòng)軸承故障發(fā)生率降低，進(jìn)一步提高鐵路貨車運(yùn)行效率，確保運(yùn)行安全。

3.3 提高軸承檢修管理質(zhì)量

為有效提高滾動(dòng)軸承的檢修管理質(zhì)量，能夠在第一時(shí)間被發(fā)現(xiàn)故障問題，鐵路貨車QC 質(zhì)量與安全管理小組對(duì)異常軸承進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，并結(jié)合以往檢修經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出軸承故障檢修要點(diǎn)，具體內(nèi)容如下：

（1）托：要求檢修人員用雙手向上托住滾動(dòng)軸承外圈下部，分別以順時(shí)針、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)外圈。采用該種檢修手段能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)滾道是否發(fā)生剝離，降低外圈滾道故障發(fā)生率。

（2）拉：雙手分左右兩側(cè)向下拉住外圈，分別沿著順、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)外圈。該方法能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)滾道剝離處與兩側(cè)故障。

（3）拽：故障檢修人員利用雙手摳住外圈，由后部端面向外拽外圈，隨后左右擺動(dòng)外圈，以檢驗(yàn)滾動(dòng)軸承徑向或軸向間隙。

（4）調(diào)：技術(shù)人員對(duì)軸承外圈與承載鞍的相互位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保在軸承轉(zhuǎn)動(dòng)過程中外圈與承載鞍之間不發(fā)生接觸。

上述檢修方法能夠及時(shí)了解滾動(dòng)軸承存在的問題，并采取針對(duì)性解決方案，使得軸承運(yùn)行良好，確保鐵路貨物運(yùn)輸穩(wěn)定性。

在實(shí)際作業(yè)中，相關(guān)人員還要規(guī)范檢修工序，準(zhǔn)確識(shí)別故障軸位，及時(shí)將故障信息上傳到后臺(tái)處理中心，大大提升軸承的檢修效率。同時(shí)，檢測人員應(yīng)能準(zhǔn)確地記錄故障信息，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，為后期質(zhì)量監(jiān)督提供可靠的數(shù)據(jù)資料。

有關(guān)研究指出，將質(zhì)量管理措施應(yīng)用在滾動(dòng)軸承檢修中具有良好價(jià)值[2]。通過對(duì)質(zhì)量管理方案的落實(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承是否存在異響、卡阻等問題。在實(shí)際檢修階段，要求軸承外觀性能良好，溫度符合預(yù)期要求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)軸承存在較為嚴(yán)重的質(zhì)量問題后，則將異常信息報(bào)送給工長，經(jīng)過同意后，立即執(zhí)行扣車操作，預(yù)防出現(xiàn)安全事故。

在故障診斷與管理過程中，要求工長、組長將質(zhì)量管理措施執(zhí)行到位，重點(diǎn)做好滾動(dòng)軸承異常問題分析，并構(gòu)建全面的問題解決機(jī)制，避免誤判，進(jìn)而提升檢修工作質(zhì)量，為鐵路運(yùn)輸行業(yè)的健康發(fā)展提供保障。提高滾動(dòng)軸承檢修質(zhì)量的關(guān)鍵是增加班組管理，有效發(fā)揮QC 班組在質(zhì)量檢修工作中的作用。為強(qiáng)化管理能力，還要求對(duì)班組人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高管理人員的責(zé)任意識(shí)，降低車輛滾動(dòng)軸承故障率。

4 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)例明確軸承故障類型、研究鐵路貨車車輛滾動(dòng)軸承故障，指出滾動(dòng)軸承在運(yùn)用中經(jīng)常出現(xiàn)的故障為裂紋、密封罩與螺栓松動(dòng)。建議行業(yè)相關(guān)人員加強(qiáng)軸承外觀的檢查力度，做好溫度預(yù)報(bào)與規(guī)范檢修工作，同時(shí)也需要提高軸承檢測管理質(zhì)量，進(jìn)而顯著提升檢修質(zhì)量。最終取得良好的研究成果，能夠幫助相關(guān)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承故障，為鐵路貨車穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。