郭常鵬　劉坤　齊（qí）欣雨

　　摘　要：軸承是（shì）客車車輛不可缺少的重要走行部件，在鐵路客車高速運（yùn）營的條件下，轉向架（jià）軸承一（yī）旦發生故障，若不及時發現，會導致熱軸、燃軸等事故（gù）的發生。對軸承故障（zhàng）的原因分（fèn）析可以減少或（huò）杜絕事故的發生，以保證安全、可靠、有效、經濟的完成旅（lǚ）客的運輸任（rèn）務，對鐵路客車的安全運行具有重大意義。本文通過對客車軸承常見故障的跟（gēn）蹤檢查，對故障發生原因進行了分析，以期更好的（de）提高轉向架軸（zhóu）承的穩定使用，確保（bǎo）客（kè）車運行的順利有序。
　　關鍵詞：客車轉向架；滾動軸（zhóu）承；故障分析　

　　0　引（yǐn）言
　　鐵（tiě）路客車是我（wǒ）國（guó）軌道交通（tōng）的主力軍，它（tā）承（chéng）載著乘客的生命與安全。隨著鐵路客車不（bú）斷的提速以及車輛（liàng）使用率的提高，車輛在運用中出（chū）現的車輛故（gù）障也（yě）日益突出，特別是軸承故障（zhàng）的大幅度增加。車輛在運行中，受速度、交路、線（xiàn）路運行條件的影響，軸承（chéng）零部（bù）件會發生（shēng）磨耗、鬆弛、變形、鏽蝕、裂損等故障，因（yīn）此，對軸承故障的分析有助於減少或杜絕事故的（de）發生，Z大限度地（dì）發揮軸承（chéng）的工作潛力^[1]。
　　1　客車轉向架軸承的結構
　　客（kè）車轉向架軸承包括四（sì）部分：內（nèi）圈、外圈、滾動（dòng）體（tǐ）和保持架。
　　軸承內圈與（yǔ）軸固定在一起，軸帶動內圈旋轉；軸承外圈與軸箱固定在一起起支撐作用。
　　滾動體為滾動軸承中的關鍵零件，它處於內、外圈（quān）工作麵中間，使相對運動表麵間的滑動摩擦（cā）轉變為滾動摩擦。
　　保持架將（jiāng）軸承中的滾（gǔn）動體均勻分布，主要對滾動體起保持作用，避免滾動體偏離正確的滾道，同時使軸承潤滑性能和內部（bù）載荷分（fèn）配得到改善^[2]。
　　2　客車轉向（xiàng）架軸承的（de）故障型式
　　軸承故障有六種主要的損傷/故障形態，分別為（wéi）：疲勞、磨損、腐（fǔ）蝕、電蝕（shí）、塑性變（biàn）形、斷（duàn）裂或開裂，這些分類主要以滾動體接觸（chù）麵以及其它功能表麵上可見的特征以及區別各種損傷/故障（zhàng）原理的特征為（wéi）基礎。大部（bù）分軸承損傷都與這六種主（zhǔ）要形（xíng）態（tài）及其子形態有關。
　　2.1疲勞
　　疲勞是指因滾動體和滾道接觸麵產生（shēng）的（de）周（zhōu）期性循環接觸應力而導（dǎo）致材料組（zǔ）織發生（shēng）變化。通常，疲勞表現為剝離或者（zhě）脫落，即材料裂紋（wén）。
　　（1）次表麵疲勞。在（zài）周期性循（xún）環應力的作用下，材料會發生疲勞，滾道表麵內部會因結構變化並產生微裂紋。當這些裂紋發展到表（biǎo）麵時，材料便會變（biàn）得鬆（sōng）弛並剝（bāo）落。如果軸承工作條件（jiàn）異常，軸承的某些（xiē）區域便會過載，從（cóng）而導致早期（qī）疲勞。還有軸承材質不純淨，夾雜氧化物等（děng）雜質時，導致軸承疲勞。
　　預防措施：
　　·檢查軸頸、軸箱是否符合要求；
　　·檢（jiǎn）查載荷條件。
　　（2）表麵疲勞（láo）。表麵疲勞通常由（yóu）於潤滑不足導致。如果潤滑脂量或者潤滑脂的選擇不（bú）當，或者潤滑脂被汙染，軸承（chéng）產生微剝落並逐漸（jiàn）擴展成較大的碎片。Z後，承（chéng）載（zǎi）區周圍以及旋轉內（nèi）圈上會形成完全剝落（luò）或磨損。
　　預防措（cuò）施：
　　·檢查（chá）潤滑脂是否合適；
　　·檢查（chá）潤滑脂量是（shì）否足夠；
　　·檢查密（mì）封（fēng）狀態是否有效。
　　2.2磨損
　　磨損是（shì）指，因兩個滑動麵或者滑動—滾動接觸麵在工作中的（de）相互作用造成材料逐漸被磨除。
　　（1）磨粒（lì）磨損。磨粒磨損是指材料逐漸被磨除。這種磨損主要由於潤滑不足所致，滾道、滾動（dòng）體和保持架都會因為磨耗而受損。通常情況下，磨耗磨（mó）損的速度會越來越快，因為磨損顆粒會進一步降低潤滑脂（zhī）的潤滑性能，從而（ér）破壞軸（zhóu）承的微觀結構。
　　軸（zhóu）承在使用的過（guò）程（chéng）中，軸承部件表麵鏡麵磨（mó）光的磨損是可以接受的。如果磨（mó）損導致軸承工作表麵產生指甲能夠感覺到或其它試驗探（tàn）棒（bàng）能夠探測到的有脊磨痕，則該軸承應報廢處理。
　　預防措施：
　　·檢查密封件性（xìng）能，是否（fǒu）有汙染顆粒（lì）侵入。
　　·檢查潤滑脂中是否有雜質。
　　（2）粘著磨損。粘著磨損通常是（shì）指，一個表麵（miàn）的材料因為摩擦產生（shēng）的熱量（有時是因為表麵回火或二（èr）次硬化）轉移到了另（lìng）一個表麵上。粘著磨損會導致局部應（yīng）力集中和接觸麵剝落（luò），通常是由於潤滑不足所致。
　　如果軸承的粘著（zhe）磨損部位（wèi）有觸感，或（huò）可通（tōng）過指甲滑過損（sǔn）傷麵感覺到，該軸承應報（bào）廢處理。
　　預防措施：
　　·檢查潤滑脂是（shì）否合適；
　　·檢查潤滑脂量是否（fǒu）足夠；
　　·檢查密封是否有效。
　　2.3腐蝕
　　（1）潮濕腐蝕（shí）。如果水或者腐蝕性介質進入軸承內部，致使潤滑脂不能對軸（zhóu）承表麵提供充分的保護，便會引起軸承零部件鏽（xiù）蝕。滾道上會形成深灰色的條狀痕跡。軸（zhóu）承在靜止狀態下腐蝕的可能性Z高。
　　如果軸（zhóu）承部件（jiàn）的腐蝕性損傷能夠用指（zhǐ）甲感覺到，該軸承應報（bào）廢處理。軸承部件表麵的汙跡如果能夠細砂紙磨掉，則該軸承可繼續使用。
　　預防措施（shī）：
　　·檢查密封條件，並使用合適的潤滑脂。
　　（2）摩擦腐（fǔ）蝕。摩（mó）擦腐蝕是在（zài）特定的條件下，軸承內接觸表麵之間的相對（duì）微觀運動產生的化學（xué）反應。通常，軸承會因為振動而產生摩擦腐蝕或（huò）磨損。
　　（3）蠕動腐蝕。當軸承內外圈（quān）與軸或軸箱之（zhī）間進（jìn）行相對運動時，如果配（pèi）合太鬆或者不精確，便會產（chǎn）生蠕（rú）動腐蝕，相對運動可導致小顆粒從表麵脫離。蠕動腐蝕使軸承圈不能被均（jun1）勻地支撐，從而影響（xiǎng）軸承內的載荷分布，這種情況主要發生在軸承外圈的外表麵。
　　2.4電蝕
　　（1）過電壓。當電流穿過（guò）軸承時，即通過滾（gǔn）動體從（cóng）一個軸承圈流到另一（yī）個軸（zhóu）承圈時，接觸麵材料會被加熱到回（huí）火溫度至熔化溫度，導致出現各種大（dà）小的變色區域。如果材料被熔化，會形成放電痕，滾道和滾動體上出現局部灼痕。
　　預防措施：
　　·確保接地回流裝置（電刷）工作（zuò）正（zhèng）常。
　　·焊接作業時（shí），確保接地正確。
　　（2）過電（diàn）流。當電流連續經過工作中的軸承時，即使電流強度不（bú）高（gāo），滾道表（biǎo）麵也（yě）會受熱量影響並且被腐蝕，並形成細微的放電痕。與過（guò）電壓（yā）造成（chéng）的損傷相比，其直（zhí）徑較小。損傷程度取決於以（yǐ）下幾（jǐ）個因素：電流強度、持續時間、軸承載荷、速度和（hé）潤滑脂。除軸承損傷之外，損傷區域附近的潤滑脂會碳化，Z終導致潤滑不良以及表麵疲勞和剝落。
　　2.5塑性變形
　　（1）過載。過載由靜載荷或衝擊載荷引起（qǐ），會產生塑性（xìng）變形。過載的主要根源在於安裝不正確（滾動（dòng）體受到力）或者保持架、軸承（chéng）圈、滾動（dòng）體或密封件受到外（wài）力擊打。（2）雜質壓痕。當雜質進入軸承內並且被滾動（dòng）體壓到滾道上時，會形成（chéng）凹痕。嚴重凹痕造（zào）成的塑性變形會（huì）會導致疲勞，當（dāng）疲（pí）勞達到一定程度時，會產生過早剝落。　
　　2.6斷裂或開裂
　　（1）局部過載破裂。應力（lì）集中且（qiě）超過（guò）材料的抗拉強度會（huì）造成受壓破裂。產生此（cǐ）問題的主要原因是安（ān）裝或拆卸軸承時處理不當。
　　（2）疲勞斷（duàn）裂。應力循環超過（guò）疲勞強度時，會造成疲勞破裂（liè）。裂紋（wén）一旦產（chǎn）生（shēng），便會逐漸發展，Z終導致軸承圈或（huò）保持架破裂。
　　（3）熱（rè）裂。軸承內外圈因滑動產生過高摩擦熱量（liàng）時，會造成受熱破裂，裂紋通常與接觸麵的運動方向垂直。軸端壓板或軸箱蓋緊固不當時，會發生該現象。
　　3　軸承在運用中發熱的原因
　　軸箱軸（zhóu）承的（de）主要熱源為：滾動體與內外圈（quān）滾道之間的摩擦；保（bǎo）持架與外圈引導麵之間（jiān）的摩擦；滾子與保持架兜孔之間（jiān）的摩擦；滾子端麵與（yǔ）擋邊之間的摩擦；潤滑脂的黏性摩擦。由此可知熱源是由（yóu）於各部件（jiàn）之間（jiān）的摩擦引起（qǐ）的，軸承工作時產生（shēng）摩擦，摩（mó）擦生成熱量，Z終引起軸承溫度的升高。
　　軸承在運用中造（zào）成發熱有以下幾個方（fāng）麵的原因。
　　（1）油脂過多。若油脂填加過多，不僅（jǐn）無利，反而使軸承內部發生過多的摩擦和攪拌熱，使軸承發熱。
　　（2）油脂缺少或變質。由於油脂缺少或變質，軸承潤滑狀態（tài）不良，也會使軸承發熱。
　　（3）軸承（chéng）軸向遊隙過小。軸承軸向遊隙過小，將增加摩擦，使（shǐ）軸承發熱，甚至導（dǎo）致（zhì）滾子卡（kǎ）死引起事故。若遊隙過大（dà），則會使軸承（chéng）局部（bù）負荷加大（dà），縮短其使用壽命^[3]。
　　（4）軸承內（nèi）混有雜質。當軸承清洗不幹淨，潤滑脂內混有雜質，密封不良而導致異物進入等（děng），均可導致軸（zhóu）承發熱。
　　（5）軸承內部損壞。當軸承（chéng）內外（wài）滾（gǔn）道破裂、剝離、軸承內外圈（quān）、滾子或保持架裂紋或破碎時，軸承將發熱。
　　（6）轉向架狀態不（bú）良。當轉向架組裝不正位或變形時，也會造成軸承受力不均而發熱。
　　（7）車輛中（zhōng）的車輪擦傷、剝離（lí）故障（zhàng）。車輪踏麵擦傷、剝離後（hòu），增加（jiā）軸承衝擊振動，產生過熱。
　　4　結論
　　軸承狀（zhuàng）態的優劣，直接關係到行車安全，對車輛的運行品質有很大影響。本（běn）文主要以軸承滾（gǔn）動體接觸麵以及其表麵上可見的特征以及區別各種損傷/故障原（yuán）理的特征為基礎，通過（guò）對軸承常見故障進行（háng）分析，對更好的提高轉向架軸承的穩定使用（yòng），減少軸承故障，提高鐵（tiě）路車輛的（de）安全運行水平，確保（bǎo）車輛安全平穩運行做出必要的努力。
　　參考文（wén）獻：
　　[1]趙曉玲（líng）.滾動軸承故障振動檢測方法[J].重慶（qìng）科技學院學報，2007，9（01）：41-44.
　　[2]趙治博.地鐵車輛轉向（xiàng）架軸承故障診斷方法（fǎ）研究[D].北京交通大學，2015.
　　[3]李修嶺.貨車滾動軸承熱軸故障分（fèn）析及解決措（cuò）施[J].甘肅科（kē）技，2015.

來源：《山東工業技術》2017年10期（qī）