曾慶祝

　　摘　要：軸承是機車牽引電機的重要部件，也是極易發(fā)生故障的部件之一。通過對電機軸承故障的分析，兼顧診斷參數(shù)敏感性與穩(wěn)定性的特點，研究了結(jié)合振動加速度有效值和峭度系數(shù)的軸承故障。在判斷軸箱軸承故障上，現(xiàn)場比較容易掌握再詳述。本文重點闡述在判斷牽引電機軸承故障的一些經(jīng)驗和成功案例。以期給同仁提供一定的借鑒。
　　關(guān)鍵詞：機車；牽引電機；軸承故障

　　牽引電機軸承、軸箱軸承是內(nèi)燃機車走行部分的關(guān)鍵部件。具體使用過程中，如果抱軸承出現(xiàn)故障，輕者需要臨時檢修機車的扣車，重者可能引發(fā)列車機破問題，甚至威脅列車的行車安全。軸承在高沖擊、高轉(zhuǎn)速、高負載和強振動的惡劣條件下工作，怎樣保證其安全運轉(zhuǎn)，對于檢修者來說是一件十分繁雜而困難的工作。因此，找出軸承故障的主要原因并采取一定的對策，提高軸承的使用安全性，將軸承故障消滅在萌芽狀態(tài)，是行車安全的需要，也是節(jié)約檢修成本的需要。
　　1　機車牽引電機軸承故障的檢測方法
　　目前較為普遍的牽引電機軸承故障的測量參數(shù)主要有以下2種：軸承在運行時的振動參數(shù)以及溫度高低。依據(jù)檢測軸承溫度的原理所開發(fā)的儀器雖然簡單便捷，但是缺乏有效的軸承故障前期預(yù)防、警示作用。一旦在運行過程中檢測出溫度異常，軸承一般都已經(jīng)出現(xiàn)了嚴重的故障，后果相當嚴重。所以，通過測定軸承運行振動參數(shù)來提早發(fā)現(xiàn)和預(yù)防軸承故障的方法，可作為機車小輔修時使用的主要檢測方法。而溫度檢測方法可憑檢測裝備簡便，檢測方法簡單的優(yōu)勢，在實時監(jiān)控中，對防止故障進一步惡化起提醒作用，也是機車軸承實時檢測中必不可少的安全檢測方式。
　　2　故障原因分析
　　2.1抱軸承緊固螺栓松動斷裂
　　當機車通過曲線之后，鋼軌就會對機車輪的邊緣產(chǎn)生軸向力作用，此時輪對就會沿著軸向進行移動；對于電力機車牽引電機來說，以半懸掛方式為主，當牽引電機通過抱軸承在輪軸中抱住，輪對的軸向移動，就會對電機形成軸向力，并帶動電機的移動過程；當機車通過曲線之后，輪對的輪芯凸臺就會和抱軸瓦的瓦擋擠壓到一起，隨著輪對的不斷旋轉(zhuǎn)，抱軸瓦呈相對靜止狀態(tài)，二者形成一道摩擦力，給抱軸瓦的運行帶來磨損；當機車長時間處于曲線運行狀態(tài)，其間的間隙就會越來越大，而牽引電機的軸承為鋼件結(jié)構(gòu)，不容易受到磨耗影響，因此在軸承端蓋的固定螺絲，就會承受較大的軸向力，長此以往容易造成螺絲斷裂。機車運行的速度比較快，在走行過程中，抱軸承位置的震動頻率加快，此時沖擊荷載力也隨之增大，如果僅依靠原有的抱軸承螺栓作用，可能造成螺栓松動問題。
　　2.2滾動體及滾道表面拉傷
　　牽引電機軸承、軸箱軸承都屬于滾動軸承。滾動軸承在旋轉(zhuǎn)時并非純滾動，而是在滾動的同時存在著多種滑動。軸承在旋轉(zhuǎn)中因滑動而產(chǎn)生滑動摩擦阻力。高速運轉(zhuǎn)下的軸承滾子和保持架上的慣性力和滑動摩擦阻力的相互作用，使得在滾道上滑動的滾動體及滾道表面拉傷。
　　2.3抱軸承燒瓦
　　抱軸瓦潤滑不良及抱軸承溫升大都是抱軸承燒瓦的直接原因。抱軸瓦質(zhì)量問題。由于抱軸瓦內(nèi)側(cè)圓弧面的合金層選材不正確，因此發(fā)生龜裂問題；如果抱軸瓦內(nèi)側(cè)的圓弧面合金層攪拌不均勻，也會引起部分合金層的含鉛量過高，此時合金層變軟，在使用過程中，合金層沿著軸軸徑的運行方向涌動，在軸頸和軸瓦之間形成烏金，并逐漸堆積，破壞了軸瓦表面的物理形態(tài)；和金屬塊剝離現(xiàn)象；抱軸瓦內(nèi)側(cè)圓弧面合金層材質(zhì)與瓦背結(jié)合強度不夠。
　　2.4軸承滾動體疲勞剝離
　　軸承滾動體疲勞剝離的原因很多，軸承內(nèi)、外圈滾道缺陷、軸承游隙過大、軸承超期使用、軸承本身材質(zhì)存在缺陷都會導(dǎo)致滾動體剝離。軸承在長期使用過程中所處的大載荷、高轉(zhuǎn)速狀態(tài)也是軸承疲勞的重要原因之一。滾動體在軸承內(nèi)、外圈滾道內(nèi)不斷旋轉(zhuǎn)、滑動，滾道本身的缺陷使?jié)L道表面凹凸不平，過大的游隙使?jié)L動體在運動中承受高頻率、高強度的的沖擊載荷，再加上軸承本身的材質(zhì)缺陷以及軸承的超期限使用將造成軸承滾動體的疲勞剝離。
　　2.5抱軸承固死
　　抱軸承緊固螺栓松動斷裂、抱軸瓦潤滑不良、溫升較大或燒瓦，這些軸承故障發(fā)生后，若沒有及時檢查修理，均會造成抱軸承固死，產(chǎn)生嚴重事故。
　　3.有效的防止措施及解決辦法
　　3.1防止抱軸承緊固螺栓松動斷裂的有效措施
　　當機車進行年檢時，需要加強控制輪對輪芯凸臺和軸瓦瓦擋之間的間隙。對于牽引電機在輪對上的竄動量，盡可能取下限值。使用膨脹型抱軸承緊固螺栓，由于該種螺栓屬于空心型，在外層的工作螺套位置，存在可以漲開的切口，當外部的工作螺紋緊固之后，只需要再次實行緊固處理，就可保障內(nèi)部實心螺栓的正常運行。
　　3.2保證抱軸承組裝質(zhì)量
　　在抱軸承實際組裝過程中，首先要保證抱軸承軸瓦的幾何尺寸，瓦與軸的配合間隙要達到0.2～0.8mm的技術(shù)要求范圍。同時必須嚴格保證抱軸瓦鏇修時的形狀誤差。因為抱軸瓦孔的形狀誤差會直接導(dǎo)致組裝后載荷分布的不均勻，會加速抱軸瓦的磨損，同時也影響到軸瓦的配合油隙，干擾或破壞潤滑狀態(tài)。所以在對測量抱軸瓦瓦孔尺寸時，必須從抱軸瓦的上、中、下3個部位各選三點，共計進行9次測量來保證加工后的精度。
　　3.3防止抱軸瓦潤滑不良的方法
　　根據(jù)備品組裝的相關(guān)標準，嚴格落實各道工序，確保油盒處于清潔狀態(tài)。在抱軸瓦和軸頸之間保持有效的徑向間隙。同時，由專業(yè)的驗收人員對抱軸瓦的間隙進行測量，并做好相應(yīng)記錄。在清洗機車時，注意保護好怕潮怕濕部件，做好對工作人員的培訓(xùn)，提高素質(zhì)。對集油器進行定
期拆檢，檢測拉力彈簧拉力，當發(fā)現(xiàn)給油毛線磨損時，應(yīng)及時更新。注重規(guī)范軸承的內(nèi)外圈尺寸以及游隙。軸承的游隙狀態(tài)，將對滾子運動的狀態(tài)產(chǎn)生直接影響，包括軸承的壽命、噪聲、振動以及摩擦等。
　　3.4規(guī)范工藝范圍和運用狀態(tài)檢查標準
　　在機車輔修過程中，應(yīng)重視抱軸承內(nèi)部狀態(tài)的檢修，明確抱軸承的檢查標準。保持抱軸承油清潔度，呈發(fā)亮狀態(tài)；如果出現(xiàn)油質(zhì)發(fā)黑現(xiàn)象，需及時更換抱軸承油。保持抱軸承油位表的干凈、透亮，底色為白色，如果油位表不符合標準，則需及時更換。在抱軸承的油位表中，需要設(shè)置油位刻度線，如果毛線架的接觸面出現(xiàn)板結(jié)、存在鎢金碾片等情況，必須及時扣修機車，進行入庫處理。
　　3.5加強運行機車軸承頂輪檢測與保養(yǎng)
　　機車投入運行后，加強對牽引電機軸承和軸箱軸承外觀狀態(tài)檢查，按規(guī)定添加軸承脂進行保養(yǎng)。機車在運行途中隨時掌握軸承的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，及時準確地判斷軸承狀態(tài)。大、中修機車運用后，每半年必須進行一次頂輪檢測，直至機車下一個中修為止，以便對軸承實施動態(tài)檢測，可以發(fā)現(xiàn)軸承早期故障并及時處理。
　　參考文獻
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來源：《中國科技博覽》2017年48期