曾慶祝

　　摘　要：軸承是機(jī)車牽引電機(jī)的重要部件，也是極易發(fā)生故障的部件之一。通過對(duì)電機(jī)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(diǎn)，研究了結(jié)合振動(dòng)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(diǎn)闡述在判斷牽引電機(jī)軸承故障的一些經(jīng)驗(yàn)和成功案例。以期給同仁提供一定的借鑒。
　　關(guān)鍵詞：機(jī)車；牽引電機(jī)；軸承故障

　　牽引電機(jī)軸承、軸箱軸承是內(nèi)燃機(jī)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(shí)檢修機(jī)車的扣車，重者可能引發(fā)列車機(jī)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(fù)載和強(qiáng)振動(dòng)的惡劣條件下工作，怎樣保證其安全運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)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(duì)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(jī)車牽引電機(jī)軸承故障的檢測方法
　　目前較為普遍的牽引電機(jī)軸承故障的測量參數(shù)主要有以下2種：軸承在運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)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(yùn)行過程中檢測出溫度異常，軸承一般都已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的故障，后果相當(dāng)嚴(yán)重。所以，通過測定軸承運(yùn)行振動(dòng)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(jī)車小輔修時(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)控中，對(duì)防止故障進(jìn)一步惡化起提醒作用，也是機(jī)車軸承實(shí)時(shí)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(dòng)斷裂
　　當(dāng)機(jī)車通過曲線之后，鋼軌就會(huì)對(duì)機(jī)車輪的邊緣產(chǎn)生軸向力作用，此時(shí)輪對(duì)就會(huì)沿著軸向進(jìn)行移動(dòng)；對(duì)于電力機(jī)車牽引電機(jī)來說，以半懸掛方式為主，當(dāng)牽引電機(jī)通過抱軸承在輪軸中抱住，輪對(duì)的軸向移動(dòng)，就會(huì)對(duì)電機(jī)形成軸向力，并帶動(dòng)電機(jī)的移動(dòng)過程；當(dāng)機(jī)車通過曲線之后，輪對(duì)的輪芯凸臺(tái)就會(huì)和抱軸瓦的瓦擋擠壓到一起，隨著輪對(duì)的不斷旋轉(zhuǎn)，抱軸瓦呈相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，二者形成一道摩擦力，給抱軸瓦的運(yùn)行帶來磨損；當(dāng)機(jī)車長時(shí)間處于曲線運(yùn)行狀態(tài)，其間的間隙就會(huì)越來越大，而牽引電機(jī)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(huì)承受較大的軸向力，長此以往容易造成螺絲斷裂。機(jī)車運(yùn)行的速度比較快，在走行過程中，抱軸承位置的震動(dòng)頻率加快，此時(shí)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(dòng)問題。
　　2.2滾動(dòng)體及滾道表面拉傷
　　牽引電機(jī)軸承、軸箱軸承都屬于滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承在旋轉(zhuǎn)時(shí)并非純滾動(dòng)，而是在滾動(dòng)的同時(shí)存在著多種滑動(dòng)。軸承在旋轉(zhuǎn)中因滑動(dòng)而產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦阻力。高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的軸承滾子和保持架上的慣性力和滑動(dòng)摩擦阻力的相互作用，使得在滾道上滑動(dòng)的滾動(dòng)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(huì)引起部分合金層的含鉛量過高，此時(shí)合金層變軟，在使用過程中，合金層沿著軸軸徑的運(yùn)行方向涌動(dòng)，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(qiáng)度不夠。
　　2.4軸承滾動(dòng)體疲勞剝離
　　軸承滾動(dòng)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(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)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(dòng)體在軸承內(nèi)、外圈滾道內(nèi)不斷旋轉(zhuǎn)、滑動(dòng)，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(dòng)體在運(yùn)動(dòng)中承受高頻率、高強(qiáng)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(dòng)體的疲勞剝離。
　　2.5抱軸承固死
　　抱軸承緊固螺栓松動(dòng)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(shí)檢查修理，均會(huì)造成抱軸承固死，產(chǎn)生嚴(yán)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(dòng)斷裂的有效措施
　　當(dāng)機(jī)車進(jìn)行年檢時(shí)，需要加強(qiáng)控制輪對(duì)輪芯凸臺(tái)和軸瓦瓦擋之間的間隙。對(duì)于牽引電機(jī)在輪對(duì)上的竄動(dòng)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(dāng)外部的工作螺紋緊固之后，只需要再次實(shí)行緊固處理，就可保障內(nèi)部實(shí)心螺栓的正常運(yùn)行。
　　3.2保證抱軸承組裝質(zhì)量
　　在抱軸承實(shí)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(dá)到0.2～0.8mm的技術(shù)要求范圍。同時(shí)必須嚴(yán)格保證抱軸瓦鏇修時(shí)的形狀誤差。因?yàn)楸лS瓦孔的形狀誤差會(huì)直接導(dǎo)致組裝后載荷分布的不均勻，會(huì)加速抱軸瓦的磨損，同時(shí)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(duì)測量抱軸瓦瓦孔尺寸時(shí)，必須從抱軸瓦的上、中、下3個(gè)部位各選三點(diǎn)，共計(jì)進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格落實(shí)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(shí)，由專業(yè)的驗(yàn)收人員對(duì)抱軸瓦的間隙進(jìn)行測量，并做好相應(yīng)記錄。在清洗機(jī)車時(shí)，注意保護(hù)好怕潮怕濕部件，做好對(duì)工作人員的培訓(xùn)，提高素質(zhì)。對(duì)集油器進(jìn)行定
期拆檢，檢測拉力彈簧拉力，當(dāng)發(fā)現(xiàn)給油毛線磨損時(shí)，應(yīng)及時(shí)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(duì)滾子運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)產(chǎn)生直接影響，包括軸承的壽命、噪聲、振動(dòng)以及摩擦等。
　　3.4規(guī)范工藝范圍和運(yùn)用狀態(tài)檢查標(biāo)準(zhǔn)
　　在機(jī)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(biāo)準(zhǔn)。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(shí)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(biāo)準(zhǔn)，則需及時(shí)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(shí)扣修機(jī)車，進(jìn)行入庫處理。
　　3.5加強(qiáng)運(yùn)行機(jī)車軸承頂輪檢測與保養(yǎng)
　　機(jī)車投入運(yùn)行后，加強(qiáng)對(duì)牽引電機(jī)軸承和軸箱軸承外觀狀態(tài)檢查，按規(guī)定添加軸承脂進(jìn)行保養(yǎng)。機(jī)車在運(yùn)行途中隨時(shí)掌握軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，及時(shí)準(zhǔn)確地判斷軸承狀態(tài)。大、中修機(jī)車運(yùn)用后，每半年必須進(jìn)行一次頂輪檢測，直至機(jī)車下一個(gè)中修為止，以便對(duì)軸承實(shí)施動(dòng)態(tài)檢測，可以發(fā)現(xiàn)軸承早期故障并及時(shí)處理。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]蔡永彬.牽引電動(dòng)機(jī)軸承故障檢測的探討[J].內(nèi)燃機(jī)車，2008（5）：15-16.
　　[2]郭曉冬.東風(fēng)4D內(nèi)燃機(jī)車牽引電機(jī)軸承故障的簡易振動(dòng)檢測法[J].煤礦現(xiàn)代化，2009（6）：87-88.

來源：《中國科技博覽》2017年48期