劉吉(jí)遠 陳雷
(鐵道部運輸局裝備部 貨車(chē)處,北京 100844)
摘 要(yào):對貨車軸承慣性質量故障、存在的問題、采取(qǔ)的措施及采(cǎi)取措施(shī)後的效果進行了全麵總結和(hé)分析,結果表明,通過采取相應的措施,提高了軸承技術質量水平,為保證和提高鐵路運輸安全打(dǎ)下了良好基礎。
關鏈詞:貨車;軸(zhóu)承;故障分析;措(cuò)施
貨車軸承是鐵(tiě)路貨車走行部(bù)的關鍵承載零(líng)部件,其技術狀(zhuàng)態直接關(guān)係到鐵路貨車的運行安全。隨著鐵(tiě)路(lù)貨車提速、重載的發展,特別是鐵路(lù)第(dì)6次大麵積提速的全(quán)麵展開,對貨車軸承技(jì)術質量提出(chū)了更高的(de)要求(qiú)。為保證鐵路(lù)貨車運行安全和鐵路運輸秩序暢通,適(shì)應鐵路又好又快發展,鐵道部組織有關單位針對貨車軸承慣性質量故障和存在的問題及時(shí)采取了有效措施,進一步(bù)提高(gāo)了軸(zhóu)承(chéng)技術質量水平,為滿(mǎn)足鐵路運輸要求打下了良(liáng)好基礎。
1 貨車軸承故障
2005年-2006年貨車軸承檢修和運用故障統計分析表明,軸承故障主要有保持架破損、外圈裂損、滾子及滾道剝離、密(mì)封罩脫出及密封失效、油脂變質(zhì)、軸承溫升高等。
2 采取的措施
針對貨車軸承故障,主要采取了三方麵的措施:
(1)對既有軸(zhóu)承進行改(gǎi)進;(2)新型軸承統一(yī)采用工程塑料保持架和(hé)低溫升的密封裝置;(3)加強對軸承造修過程的監控和(hé)質(zhì)量追溯(sù)管理。
2.1 對既有軸承進行改進
2.1.1 采用工程(chéng)塑(sù)料保持架
鋼保持架破損主(zhǔ)要是由其結構(gòu)、材(cái)質、工藝等先天性因素的影(yǐng)響造成的(de)。抽樣調(diào)查表明,鋼保持架窗口尺寸製造公差(chà)非(fēi)常大,Z大的相差1mm,導致軸承轉動(dòng)順時性差(chà),易造(zào)成卡(kǎ)滯以致(zhì)破損(sǔn)。鋼保持架破(pò)損後(hòu),僅(jǐn)僅運行幾公裏(lǐ)就(jiù)可能發生(shēng)切軸,且不易防範。
工(gōng)程(chéng)塑料保持架具有(yǒu)耐磨耗、耐腐蝕、自潤滑、抗衝擊、質量小、成本低、應急安全性好等(děng)特點。由於其自潤滑的特點,即使(shǐ)在無(wú)油狀態下,也能(néng)夠(gòu)使滾動軸(zhóu)承正常運轉一段時間。國外試驗證(zhèng)明,工程塑料保持架斷裂後能夠延長運(yùn)行100KW以上,這就為及時發現軸承故障提供了時間和機會,因而其運行安全性得(dé)以提高。
為此,鐵道部組織四方車輛研究(jiū)所(suǒ)、鐵道科學研(yán)究院(yuàn)金化所、北京隆軒橡塑有限公司等單位,研發了我國(guó)第1代工程塑料保持架。自2004年9月(yuè)開始(shǐ),352226X2-2RZ型軸承(chéng)新造及大修全部采用工程塑料保持架。為進一步加快淘(táo)汰鋼保持架,又采取了一係列措(cuò)施:
(1)自2005年6月1日起,裝用鋼保持架的鐵路貨車197726型、352226X2-2RZ型軸承的大修和鋼保持架淘汰(tài)時間提前半年,即縮短半年的使用時間。
(2)自2005年6月1日起(qǐ),在197726型軸承大修時換裝與352226X2-2RZ型軸承相同的工程塑料保持架,滾子數量也由21粒變為20粒。工程塑料保持架由四方所改進設計(jì),軸承廠對內圈大(dà)擋邊進行加工,滿足工(gōng)程塑料保持架(jià)的裝配要求。
(3)自2005年(nián)6月1日起,在(zài)貨車(chē)廠修時,凡裝有鋼保持架的352226X2-2RZ4型軸承均需結合軸承一般檢修全部換裝工程塑料保持架;在貨車段修(xiū)或車輪廠進行輪(lún)對廠修時,凡退卸的軸承為裝(zhuāng)有鋼保持(chí)架(jià)的,352226X2-2RZ型軸承時,均需結合軸承一般檢修換裝工程塑料保持(chí)架。
(4)自2006年6月20日起,對退卸的、經過大修的鋼保持架軸承進行返廠檢修並換裝工程塑料保持架,重新(xīn)檢查經過大修的運用軸承情況,有效遏製熱切軸。
(5)自2007年8月10日起,鋼保持架軸(zhóu)承全(quán)部退卸檢(jiǎn)修並換裝工程塑料保持架(jià)。
2.1.2 換裝低溫升(shēng)密封裝置
經試驗驗(yàn)證,SKF 197726型軸承與352226X2-2RZ型軸承(chéng)密封可以互(hù)換,LL型密封在大秦線試驗溫升不超過(guò)30℃。因此,為了解決(jué)SKF 197726型軸承溫升較高的問(wèn)題,對SKF軸承換裝低溫(wēn)升的密封裝置,即SKF LL型密封和國產迷宮式密封裝置。
(1)自2005年8月20日起,在軸承一般檢修時換裝溫升較低(dī)的國產迷宮式密封裝置。
(2)自2005年10月1日起,北京南口斯凱孚鐵路軸承有限(xiàn)公司在軸承新造、大修時裝用溫升較(jiào)低的SKF LL型密封裝置。
(3)自2007年4月20日起,對北京南口斯凱孚鐵路軸承有限公司2004年和2005年(nián)新造、大修及一般檢修軸承,在廠段修時全部退卸換裝低溫升密封裝置。
2.1.3 改(gǎi)進注(zhù)脂工藝
在軸承潤滑脂型號、注脂總質量不變的情況下,注脂方式由全部從中隔(gé)圈部(bù)位(wèi)1次注入改(gǎi)成從2個內圈組(zǔ)件的滾子大(dà)端麵部位和中隔圈部位分2次注入。
每個內圈組件的油脂位於滾子與保持架橫(héng)梁之間及滾子大端麵上,質量100g-120g。注脂後勻脂前大端(duān)麵部位的每個(gè)滾子上都需有油脂存在,中隔圈(quān)部位的(de)油(yóu)脂位於中隔(gé)圈與(yǔ)外圈內徑麵之(zhī)間,質量約為170g,需保證注脂總質量符(fú)合規定。
2.1.4 采用新密封革
密封罩(zhào)脫出主要是由密封罩牙口尺寸不符(fú)合要求造(zào)成的。主要原因是軸承在一般檢修(xiū)時,有的單位使用退卸(xiè)的經過整形的密封罩(zhào)。由於(yú)密(mì)封(fēng)罩與軸承外圈是過盈配合(hé),因此退卸的經過整(zhěng)形的密封罩無論是牙口尺寸、幾何形狀還是彈性都會發生變化,很難達到要求。為此,自(zì)2006年7月重新(xīn)檢修的軸承全部采用新密封裝置。
2.1.5 嚴(yán)格控製輪對擦傷修理(lǐ)限度,提高軸承鋼的技術要求與標準(zhǔn)
滾子(zǐ)及滾道剝離、外圈裂損與輪對擦傷及軸承原材料、熱處理等有著很大關係。因此(cǐ),首(shǒu)先加嚴了輪對擦傷的修(xiū)理限(xiàn)度:自2007年開始,提速貨車輪對擦傷(shāng)達到0.2mm者,在廠修、段修時要(yào)進行加工;其次,統一和提高了軸承鋼的技術要(yào)求,統一了貨車軸承鋼的標準,並且對電渣重熔和真空脫氣2種工藝都進行了明確的規(guī)定,提高和(hé)調整了五大(dà)元素指標,提高了對氧含量的控製,規範(fàn)了熱處理(lǐ)工藝。
2.1.6 采用鐵道(dào)車輛Ⅳ型脂
SKF的Ⅱ型改性脂原來的(de)顏色為棕色,而SKF 197726型(xíng)軸承的密(mì)封是接觸式密(mì)封,摩擦以(yǐ)後導致(zhì)油脂變深,有的甚至變為黑色。
為了解決這一問題,鐵道部組織鐵科院金(jīn)化(huà)所進行了論證,證明Ⅳ型脂(zhī)完(wán)全能夠代(dài)替Ⅱ型改性脂。2005年7月開始統一采用鐵道車輛Ⅳ型脂。
2.2 新型軸承統一采用工程塑料保持架與低溫升密封裝置
2.2.1 353130B型軸承
引(yǐn)進世界(jiè)上先(xiān)進的SKF緊湊型軸承技術,製定了,353130B型軸承標準,並按統一的標準進行生產。該軸承的特點是:
(1)采用整體縮短(duǎn)和緊(jǐn)湊(còu)型(xíng)設計,取消了密封座,以適合(hé)縮短的(de)車(chē)軸軸頸,提高了軸承強度,安全係數增加了14%。
(2)采用了低摩擦(cā)的盒式油封-LL油封(fēng),油封的固定(dìng)件安裝在軸承外圈的兩端牙口上,旋轉件安裝在軸承內圈的大擋邊外徑上(shàng)。這種新概念的油封保證了(le)低的摩擦扭矩,同時也能夠防(fáng)止油脂的泄(xiè)漏以及微動磨蝕顆粒和其他雜質進入軸承中。
(3)在後擋與軸(zhóu)承(chéng)內圈大端麵之間安裝了一個塑鋼隔圈,消除(chú)了內圈和後擋接(jiē)觸麵產生(shēng)的微(wēi)動磨蝕,提高(gāo)了軸承的安全性(xìng)。
(4)裝用工程塑料保持架,並且在(zài)保持架的兜孔上(shàng)留有檢查兜(dōu)孔,能很方便(biàn)地檢(jiǎn)查內(nèi)圈滾道和(hé)大(dà)擋邊。
(5)獨特的注脂工藝,保證(zhèng)油脂(zhī)均勻和注脂量精確。中隔圈部位與內組件部位均有注脂量要求,以區別於傳統的軸承整體注脂量。
(6)後擋被壓裝(zhuāng)到軸頸的軸肩上,對後擋與塑鋼隔圈的安裝部位做了特別(bié)設計。
2.2.2 353130A型軸承
由四方所等單位研發的353130A型(xíng)軸承(chéng)全部裝用工程塑料保持架與低溫升迷宮式密封裝置。
3 加強對軸承(chéng)造修質量的控製,嚴格落實鐵道部有關規定和技術(shù)標準
3.1 組織軸承質量檢查
加強對軸承廠的軸承造修質量控製和標準落實情況的檢查,堅持每年組織一次軸承生產廠、大修廠及貨車造修廠(chǎng)和車輛段的軸承新造(zào)、大修(xiū)及一般檢修質量檢(jiǎn)查,重點檢查軸承生產工藝和鐵道部技術要求及規(guī)章的落實情況,並根據檢查情況對存在問題進行通報,限期進(jìn)行整改,對於問題嚴重的單位給予警告或要求停產整頓。自2005年5月以來,已先後令4個軸承廠進行停產整頓。
3.2 質量追溯
為了實現質量追(zhuī)溯,對既有352226X2-2RZ型、SKF 197726型軸承(chéng)要求刻打順序號,對新造(zào)的352226X2-2RZ型軸承除按規定機械刻打製造標記外,在其外圈上增加機械刻打生產(chǎn)順序號、內圈上增加機械刻打生產批次號,以實現軸承生(shēng)產的質量追溯,同時也代(dài)替過(guò)去采用粘貼標(biāo)簽的落後(hòu)辦(bàn)法,節省了人(rén)力與物力。
4 效果
采取上述一係列措施後,收到了較好的效果。
(1)軸承故障明顯減少。運用貨車(chē)軸承故障由2005年2243的(de)件降(jiàng)低到2007年前3個季度的1187件,平(píng)均每季度軸承故障件數下降(jiàng)了29.43%,其中保持架破(pò)損故障下降幅度Z大。2005年(nián)以來,由於采取加快淘汰鋼(gāng)保持架軸承、鋼保持架軸承換裝工程塑料(liào)保持架等措施(shī),保持架破損由2005年的1577件下降到2007年前3個季度的655件,平均每季度保持架破損下降了44.62%。2007年(nián)全路貨車軸承檢修發現的軸承故障匯總列於表1,2005年-2007年(nián)運用中發(fā)現的軸承故障匯總列於表2。
(2)紅外線預報的熱軸故障大幅度下(xià)降。SKF 197726型軸承由於采取了接觸式密封換(huàn)裝(zhuāng)國產金屬迷宮式密封(fēng)裝(zhuāng)置等措施,紅外線預報(bào)熱軸故障由2005年2季度的170件(jiàn)(探測輛數(shù)4.2億)下降到2007年1季度的(de)107件(探測輛數5.9億),紅外線預報(bào)熱軸故障下降了37%。
表1 2007年全路貨車軸(zhóu)承檢修(xiū)中(zhōng)發現的軸承故陣匯總表

表2 2005年-2007年運用中發現的軸承故障(zhàng)匯總表

來(lái)源:《鐵道車輛》2008年08期