呼軍

　　滾動(dòng)軸承是車(chē)輛輪軸的重要部件，滾動(dòng)軸承運(yùn)行品質(zhì)的好壞直接關(guān)系到車(chē)輛的運(yùn)行安全，因此確定滾動(dòng)軸承故障仍成為影響鐵路運(yùn)輸暢通和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。如何科學(xué)地檢查驗(yàn)收滾動(dòng)軸承，減少貨車(chē)運(yùn)用中途甩車(chē)，防止燃軸、切軸事故的發(fā)生是段修驗(yàn)收部門(mén)的重要公關(guān)課題。
　　一、滾動(dòng)軸承外圈剝離故障產(chǎn)生的原因分析：
　　1.材質(zhì)不良
　　如果軸承外圈存在材質(zhì)不良等缺陷，車(chē)輛運(yùn)行中由于軸承外圈與承載鞍為動(dòng)配合狀態(tài)，軸承外圈與承載鞍在一定條件下不均勻蠕動(dòng)或一般條件下不動(dòng)，承載鞍相對(duì)固定的扣在軸承外圈上面，從金屬材料的破壞理論分析，裂紋、剝離是從材料受力Z大的部位萌生，或者在材料受力相同的情況下，從材料強(qiáng)度Z薄弱處產(chǎn)生。根據(jù)車(chē)輛重量傳到順序：車(chē)體（枕梁）——心盤(pán)——搖枕——枕簧——側(cè)架、（承載鞍）——軸承——車(chē)輪——鋼軌。所以，軸承上部與承載鞍接觸圓弧面部分受壓力Z大，軸承外圈滾道上部長(zhǎng)時(shí)間在循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中承受交變應(yīng)力，而軸承滾子與外圈滾道的接觸為線接觸，接觸線上的壓力非常大，軸承在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，特別是經(jīng)過(guò)大修后的軸承，如果軸承外圈存在材質(zhì)不良問(wèn)題，可能會(huì)在材質(zhì)不良處發(fā)生材質(zhì)疲勞，繼而形成局部剝離或其他故障。
　　常用生產(chǎn)貨車(chē)滾動(dòng)軸承的鋼材G20CrNi2MoA滲碳鋼是亞共析鋼；GCr15軸承鋼是過(guò)共析鋼，鋼材的冶金質(zhì)量決定軸承鋼的質(zhì)量。其中冶金的兩個(gè)主要因素是非金屬夾雜物和碳化物的均勻性與基體強(qiáng)度，它們是影響軸承壽命的重要因素。
　　1.1夾雜物
　　a.內(nèi)生夾雜物：主要是冶煉過(guò)程中脫氧反應(yīng)的產(chǎn)物，尺寸較小，大部分上浮進(jìn)入渣中，尚有少部分來(lái)不及上浮而殘留在鋼中。其次，鋼液在凝固過(guò)程中由于溫度降低，氧和硫在鋼液中溶解度降低，因而不斷從鋼中析出氧化物和硫化物，這些不利物稱內(nèi)生夾雜物。
　　b.外來(lái)夾雜物：主要是冶煉和澆注過(guò)程中從原料帶入鋼液中的夾雜物，尺寸較大，如礦石中的脈石，廢鋼表面的泥砂和鐵銹；爐體、鋼包、出鋼槽等內(nèi)壁剝蝕下來(lái)的耐火材料；鋼液混出造成的混渣；出鋼和澆注時(shí)鋼液二次氧化等外來(lái)原因形成的夾雜物，這些均為外來(lái)夾雜物。如果鋼中含有非金屬夾雜物，就可能造成材質(zhì)不良，形成軸承剝離故障。
　　1.2碳化物的均勻性
　　碳化物分布及顆粒大小的不均勻性可以視作一種缺陷，碳化物和馬氏體界面易引起應(yīng)力集中，成為裂紋的發(fā)源地。軸承鋼淬火后的組織狀態(tài)直接影響軸承的疲勞壽命。能否獲得良好的淬火回火組織是與鋼廠所提供的退火鋼材中碳化物的均勻程度有很大關(guān)系。因此，為提高軸承鋼的疲勞壽命，不僅需要嚴(yán)格控制鋼中的非金屬夾雜物，而且要重視改善碳化物的不均勻性。
　　1.3鍛造溫度對(duì)材質(zhì)的影響
　　G20CrNi2MoA滲碳鋼是亞共析鋼，始鍛溫度為12450C；GCr15軸承鋼是過(guò)共析鋼，其始鍛溫度一般定為1050-11000C。鋼料加熱超過(guò)一定溫度時(shí)，奧氏體晶粒急劇長(zhǎng)大，使機(jī)械性能降低，嚴(yán)重時(shí)，形成過(guò)燒。有的過(guò)熱缺陷可用二次鍛造或調(diào)質(zhì)、正火來(lái)消除；有的則具有頑固性質(zhì)，不能用熱處理來(lái)消除。鋼料加熱溫度更高時(shí)，高溫的金屬被爐中的氧或其他氧化性氣體滲透到晶粒之間，與鐵、碳、硫等作用，形成了易熔的氧化物的共晶體，它破壞了晶粒之間的聯(lián)系，大大降低了金屬的強(qiáng)度；即使未形成共晶體，也會(huì)在晶粒周?chē)纬纱鄽?，削弱晶粒間的聯(lián)系，這種金屬在鍛造時(shí)一打就會(huì)破碎，其斷面晶粒粗大，呈淺灰藍(lán)色，這稱之為金屬過(guò)燒，過(guò)燒的金屬無(wú)法挽救。只有嚴(yán)格控制爐溫，并不使鋼料在高溫區(qū)的停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，高質(zhì)量的鍛件才能保證合格的軸承鋼。
　　2.軸承其它故障的延伸
　　2.1麻點(diǎn)、零件表面呈分散或群集狀的細(xì)小坑點(diǎn)
　　麻點(diǎn)多為引發(fā)剝離故障的源頭，是微觀或小的剝離。軸承在承重高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，麻點(diǎn)處造成材質(zhì)薄弱環(huán)節(jié)，當(dāng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)滾子與外圈為線接觸，延麻點(diǎn)處邊緣部形成剪切應(yīng)力，而該處邊緣由于工況不良，有時(shí)切斷油膜并夾帶有剝離下來(lái)的金屬物散布在周?chē)?，使麻點(diǎn)進(jìn)一步擴(kuò)展，使軸承產(chǎn)生高溫高熱，有的會(huì)產(chǎn)生甩油、缺油，由于麻點(diǎn)的逐漸擴(kuò)展造成滾子與外圈線接觸的面積變小，接觸面壓強(qiáng)及應(yīng)力增大，促使接觸面再變小，接觸面壓強(qiáng)及應(yīng)力再增大的多次循環(huán)，促使故障逐步發(fā)展就可能形成熱軸—缺油—剝離等。
　　2.2油脂故障
　　油脂具有機(jī)械安定性、膠體安定性、防腐性、氧化安定性、極壓抗磨性等特性，其分子有頑強(qiáng)的承壓能力、抗磨能力和聚合粘著能力。軸承滾子與滾道的正常作用不能破壞油膜，也就是油膜將滾子和滾道隔離開(kāi)來(lái)，保護(hù)滾動(dòng)面間、滾動(dòng)體和保持架間、套圈擋邊和滾子間產(chǎn)生的摩擦，同時(shí)將運(yùn)轉(zhuǎn)熱散布到軸承整體，起到散熱作用。油脂故障分為缺油和油脂過(guò)盈2種，2種故障的外向特征明顯。缺油時(shí)，軸承轉(zhuǎn)動(dòng)輕松，嚴(yán)重缺油者，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)明顯聽(tīng)到滾子均勻下落的聲音，由于滾道、滾子缺乏油膜潤(rùn)滑形成摩擦熱。缺油多發(fā)生在裝車(chē)使用的2年以上的軸承上。對(duì)這類(lèi)故障嚴(yán)重時(shí)由于軸承缺乏油脂潤(rùn)滑，在滾道與滾子沒(méi)有或缺少油膜保護(hù)造成軸承干摩擦，可形成軸承高溫或熱軸，使軸承鋼品質(zhì)下降，繼而產(chǎn)生剝離或其它軸承故障。軸承如果在制造、檢修時(shí)注油量過(guò)大，裝車(chē)使用后會(huì)因油脂過(guò)盈而產(chǎn)生較高運(yùn)轉(zhuǎn)熱，可能造成甩油。軸承因缺乏油脂潤(rùn)滑也可形成熱軸、剝離或其它軸承故障。
　　2.3密封罩、油封松動(dòng)脫出
　　由于近年來(lái)軸承生產(chǎn)廠范圍擴(kuò)大，部分軸承廠技術(shù)保障能力不夠，生產(chǎn)的軸承不能適應(yīng)列車(chē)提速后的要求，牙口和密封罩配合過(guò)盈量產(chǎn)生誤差大，軸承裝車(chē)后經(jīng)過(guò)高速劇烈振動(dòng)，極易發(fā)生密封罩、油封等軸承附件松動(dòng)甚至脫出，軸承就會(huì)產(chǎn)生甩油、缺油、混沙混水、油脂變質(zhì)，繼而發(fā)生高熱形成剝離。
　　3.車(chē)輛超載、偏載
　　車(chē)輛在運(yùn)用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)超載、偏載，使軸承承受太大負(fù)荷，產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，在軸承內(nèi)、外圈軌道面上或滾子上的薄弱部位，因負(fù)擔(dān)載荷的超載，承擔(dān)非正常條件下循環(huán)應(yīng)力，即可能造成材質(zhì)疲勞，產(chǎn)生麻點(diǎn)或剝離故障。
　　4.輪對(duì)踏面擦傷
　　車(chē)輛輪對(duì)踏面擦傷，運(yùn)行時(shí)以較高的頻率對(duì)軸承進(jìn)行動(dòng)載荷沖擊，其沖擊載荷及破壞力是相當(dāng)大的，根據(jù)有關(guān)資料介紹，如依車(chē)輛運(yùn)行速度80kmm/h，扁疤長(zhǎng)8cm車(chē)輪所承受的沖擊力是正常力的4.5倍，這就使輪對(duì)產(chǎn)生裂紋、軸承配件損壞的可能性增大。造成軸承內(nèi)Z薄弱的部位產(chǎn)生應(yīng)力，軸承零件因材質(zhì)疲勞而形成剝離、斷裂等故障。
　　二、防范措施及建議
　　1.加強(qiáng)定檢系統(tǒng)檢修標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)
　　外觀檢查軸承時(shí)，在對(duì)軸承進(jìn)行聽(tīng)、摸、看檢查的基礎(chǔ)上，對(duì)有疑問(wèn)的故障要抓住“捻、轉(zhuǎn)、診、鑒”這幾個(gè)環(huán)節(jié)，認(rèn)真分析判斷，檢查發(fā)現(xiàn)異音軸承時(shí)應(yīng)即時(shí)退卸檢修，不能存在僥幸心理和馬虎思想，嚴(yán)格執(zhí)行《鐵路貨車(chē)輪軸組裝、檢修及管理規(guī)則》及檢修工藝，加強(qiáng)滾動(dòng)軸承檢修的清洗、檢測(cè)、壓裝過(guò)程控制，從嚴(yán)掌握檢修限度。
　　2.加強(qiáng)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)崗位、高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備的控制與管理
　　認(rèn)真貫徹鐵道部運(yùn)輛貨車(chē)函〔2012〕92號(hào)關(guān)于印發(fā)《全面提高鐵路貨車(chē)輪軸造修及運(yùn)用質(zhì)量措施》的通知和上級(jí)文件精神，結(jié)合安全風(fēng)險(xiǎn)管理，加強(qiáng)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)崗位、高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備的控制與管理，增強(qiáng)檢修人員責(zé)任感和風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，提高檢修人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和安全風(fēng)險(xiǎn)管理識(shí)別和研判能力，實(shí)現(xiàn)在過(guò)程中控制安全風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到崗位作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、管理規(guī)范化的目標(biāo)。
　　3.消除踏面故障
　　當(dāng)前運(yùn)用貨車(chē)車(chē)輪踏面擦傷等故障主要由車(chē)輛制動(dòng)機(jī)性能不良、列車(chē)空重混編、不同制動(dòng)機(jī)混編、司機(jī)的操縱、調(diào)車(chē)作業(yè)中的鐵鞋制動(dòng)、施修不及時(shí)等原因形成。因此，應(yīng)提高機(jī)車(chē)乘務(wù)員的素質(zhì)、車(chē)輛統(tǒng)一采用120閥、改善調(diào)車(chē)作業(yè)中的制動(dòng)方式。同時(shí)要注意加強(qiáng)車(chē)輪踏面技術(shù)狀態(tài)的檢查，對(duì)輪對(duì)擦傷過(guò)限車(chē)及時(shí)扣修，積極處理制動(dòng)故障。在車(chē)輛裝用過(guò)程中不許超載、偏載，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)貨物裝運(yùn)規(guī)定。
　　4.改進(jìn)工藝，提高軸承制造和大修質(zhì)量
　　提高軸承鋼冶煉、鍛造工藝，把好軸承制造源頭關(guān)，為生產(chǎn)軸承提供合格鋼材，杜絕夾雜鋼材和碳化物不均勻鋼材的使用，禁止鍛造過(guò)程的過(guò)燒現(xiàn)象發(fā)生。各軸承造修單位要加強(qiáng)對(duì)新品密封裝置的尺寸及外觀檢查。密封罩壁厚尺寸等必須符合圖樣要求，352226X2-2RZ型軸承外油封壓入密封罩后全數(shù)檢驗(yàn)密封罩牙口配合面變動(dòng)量，單一徑向平面內(nèi)直徑變動(dòng)量不應(yīng)超過(guò)0.15mm。保證軸承牙口的加工質(zhì)量，各軸承新造單位必須保證軸承牙口部位的加工質(zhì)量，保證軸承牙口部位符合圖樣要求。嚴(yán)格控制軸承密封裝置組裝質(zhì)量，軸承造修單位要對(duì)軸承外圈牙口配合面尺寸與密封罩配合面逐個(gè)檢測(cè)，選配組裝。軸承使用單位認(rèn)真組織復(fù)驗(yàn)，嚴(yán)格控制產(chǎn)品源頭質(zhì)量，把好新造、大修軸承入段（廠）質(zhì)量關(guān)。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]《鐵路貨車(chē)輪軸組裝檢修及管理規(guī)則》中國(guó)鐵道出版社.2016年

來(lái)源：《中文信息2017年12期》