曹永昌，馬朝勇，王麗芳（fāng）
（石家莊機務段，河北石家莊 050000）
摘 要：介紹了JL-501型、JL-601型機車軸承診斷係統的測試原理（lǐ）及測試程序，通過判斷參數grms、kv及軸承的故障頻率對機車走行部軸承故障部位進行診斷分析，提出了走（zǒu）行部（bù）軸承故障的主要判斷方法及其相應的處理（lǐ）措施。
關鍵（jiàn）詞：機車；車軸軸承；故障診斷（duàn）；診斷係統；措（cuò）施；JL-501型；JL-601型
1 前言
石家莊機務段是華北交通樞紐、全路十大客運段之一，現擁有SS8型、DF4型等160餘台機車，主要承擔京廣、石德、石濟間客、貨列車的牽引任務。機車走行部軸箱（xiāng）軸承、牽引電機（jī）軸承是（shì）機車的關鍵部（bù）件。傳統上，對軸承的運行狀態、故障的判定（dìng）都是通過眼（yǎn）看、手摸、耳聽進行的，這種判斷方式（shì）極不準確，利用軸溫報警器反映軸承的運轉狀態，也具有一定的盲目性。因此，為（wéi）了適應當前運輸市（shì）場日益激烈的競爭，石家莊機務段（duàn）積極采用新的技術和先進（jìn）的（de）檢測手段，引進和應（yīng）用了中國鐵道科學研究院研製的JL-501型、JL-601型軸承診斷係統，對軸承進行預測診斷，取得了明顯的成效，保證了機車的安全運行。
2 軸承診斷係統簡介
2.1測試原理
中國鐵道科學研究院研製的JL-501型、JL-601型機車軸承診斷係統，利用軸承運轉中本身的（de）缺陷引起的振動作故（gù）障信息源，采集故障信號進行傅立葉級數（shù）變換，作頻譜（pǔ）分析（xī），選取grms（加速度（dù）均方根值）、kv（峭度係數）做為（wéi）主要判斷參數。grms代表被測振動係統的平均振動能量，其值隨故障的不斷擴展單調上升。kv代表被測軸承工作表麵出現（xiàn）故障時，每轉一周將產（chǎn）生工作麵缺陷處的衝擊脈衝。缺陷越大，衝擊響應幅值越大，它對軸（zhóu）承的早期故障比（bǐ）較敏（mǐn）感。因此，利用故障軸承具有周期性衝擊脈衝信（xìn）號（hào）作包絡解（jiě）調、頻譜分析，依據故障頻率，判斷軸承的故障部位。grms、kv在門限值範圍內時，則（zé）說明軸承狀態良好；超（chāo）出門限值時，再進行精密解調（diào）分析（xī），根據有無故障頻（pín）率判斷軸承狀態。
2.2門限值（zhí）的確定
正確選（xuǎn）擇grms、kv的門限值是準（zhǔn）確指導機車檢修工作（zuò）的前提。門限值過嚴將增大維修工作量，造成不必要的浪費（fèi）；門限值過鬆可能漏檢，故障隱患就不能及時發現（xiàn）和消除。所以，準確選擇門限值非常重要。在檢測過程中（zhōng），檢測人員嚴格按照檢測（cè）工藝標準（zhǔn）操作，對（duì）20餘台機車進行（háng）模底測試，為保證門（mén）限值的準確，重點對預報軸（zhóu）溫（wēn）高的機車進行測試，解體檢查（chá），跟蹤觀察20餘次，針（zhēn）對機車實際應用情（qíng）況，經技術分析，確定了grms、kv的門限值，見表1。
2.3操作程（chéng）序
檢測人員運用JL-601型軸承診（zhěn）斷（duàn）係統對小（xiǎo）修機車走（zǒu）行部軸承進行不落輪檢測，將待檢測機車停放在有地溝（gōu）的專用檢測軌道（dào）上，根據機車輪對軸箱支撐麵距地麵的高度，選擇合適的調整（zhěng）墊塊。在靜止狀態保證油缸支撐麵與（yǔ）軸箱支撐麵的間隙在5mm左（zuǒ）右，Z大（dà）不超過8mm。油缸放置於機車輪對軸箱下，油（yóu）缸中心應與軸箱中心基本對中，偏移量不能大於15mm。用專用油鎬在輪對軸箱下方將待測輪對頂起，使輪（lún）對懸空（kōng）並保持（chí）在同一水平線上，兩個車輪踏麵距軌麵在10mm以上。在軸箱軸承的下方，牽引電機軸承端（duān）蓋處分別（bié）打磨出平台，以吸附（fù）傳感（gǎn）器磁座。使輪（lún）對轉速為350~420r/min，通過傳感器采集信號，判斷軸承（chéng）的（de）狀（zhuàng）態。
檢測人員利用JL-501型軸（zhóu）承診（zhěn）斷係統（tǒng）在試驗台上對新軸承、中修（xiū）機車拆下的舊軸承進行裝車前的檢測。首先將待測軸承脫脂清洗，然後進行軸承靜態檢測。檢測合格後，按軸承內外套編號，配套裝在動態試驗台上，根據軸承型號選擇測試轉速，通過計算機專用軟件分析（xī）判斷軸承質量情（qíng）況。
在測試過程中應注意以下幾點（diǎn）：
（1）機車應定（dìng）置於有地溝的專用檢測軌道上，用約30t的頂輪機構頂在被測輪對兩側軸（zhóu）箱底麵（miàn），將輪對頂離鋼軌約10mm，防止轉動時輪對蹭鋼軌，地基要達到強度要求，防止（zhǐ）出（chū）現地（dì）麵（miàn）塌（tā）陷的不安全因素。
（2）除（chú）待檢測輪對外（wài），其它輪對必須使用鐵靴，非檢測轉向架要處於空氣製動工況，以防止機車竄動及發生意外事故。
（3）實際測試grms值和kv值之一超出門限值（zhí）或者兩個都超出（chū）門限值時，需要作精密診斷（duàn）測（cè）試。在確定故障頻率時，要確認相對的輪對轉速，防止判斷失誤。
（4）頂輪機（jī）構應保證輪（lún）對兩側軸箱頂起高度一致，液壓油缸（gāng）活（huó）塞杆伸出部分采用機（jī）械卡環壓（yā）靠，防止油缸漏油引起活塞杆（gǎn）回縮，導致輪對下墜。
（5）輪對旋轉時，注（zhù）意防止閘瓦緩解（jiě）狀態下接觸踏麵（miàn）及類似動、靜部件碰磨，避免附加（jiā）振動幹擾測（cè）試信號（hào）。
（6）為保障檢測人員人身安全，作業過（guò）程中（zhōng）必須嚴格執（zhí）行（háng）檢測工藝標準，正確使用安全卡環，同時做到呼喚應答（dá）。
（7）測試（shì）使用的傳感器、導線和（hé）采集器之間為針連接，使用過（guò）程中應注意（yì）清潔，防止油汙灰塵等影響測試（shì）精度。
3 軸承（chéng）故障診斷及處理（lǐ）措施
軸承失效的主要部件為內（nèi）套、外套，其次為滾動體和保持架。故障主要表現形式為：滾動體有麻（má）點、穴蝕，內套剝離及保持架裂。軸承內套、滾動體和保持架等不（bú）同部位的故障都有各自的故障頻率，依據（jù）故障頻率，判（pàn）斷故障部（bù）位。利（lì）用診（zhěn）斷係統測試參數是否超出（chū）門限值、精密解調分析是否存在故障頻率來（lái）判斷軸承的（de）狀態是（shì）否良好。在一年多的測試過程中，基（jī）本掌握了軸承常見故障的表現形式及相應的處理措施。
（1）若（ruò）軸承簡易診斷測試grms值和kv值中（zhōng）有（yǒu）一個超出門限值或（huò）兩個都超出門限值時，對軸承作精密診斷測試，根據軸承的故障頻率，判斷軸（zhóu）承故障部位。這種情況的處理措施為：將軸承（chéng）拆下，脫脂清洗，檢（jiǎn）查軸承各元件，發現軸承異狀。例如，2002年3月19日，對（duì）DF4型2449號機車軸承作簡易診斷測試，測試出第（dì）6軸左側軸箱軸（zhóu）承kv值為19.41，超（chāo）出門限值7.41，然後對軸承作精密解調測試，與軸承的故障頻率相（xiàng）比較，確定故障部位為滾動體。經解體檢查證實，軸承滾珠8個（gè）有麻點、2個有輕微裂紋。
（2）若運行（háng）中預報軸溫偏高，首先作軸承的簡易診斷測試，grms值和kv值中有一個或兩個（gè）都超出門限值，則對軸承作精密診斷測試，根據軸承故障（zhàng）頻率判（pàn）定軸承的故障部位。這種情況的處理措施為：將軸承拆下，脫脂清洗，檢查軸承各元件，發現軸承異狀（zhuàng）。例如，2002年4月25日SS8型0106號機車被預報第1軸溫度偏高，簡易（yì）診斷測試出右側軸（zhóu）箱軸承k v 值超出其門限值。再作精密診斷分析，判定為軸承內（nèi）套故障，經解體證實為軸承內套有剝離。
（3）若（ruò）運行中預報軸溫偏高（gāo），簡易診斷測（cè）試grms值和kv值都在門限值範圍內或略微超出門限值，精密診斷測試軸承狀態良好。這種情況（kuàng）的處理措施為：打開軸（zhóu）箱（xiāng）軸承端蓋，檢查軸承組裝質量和潤滑狀態，如果發現軸（zhóu）承潤滑脂偏多，則去除多餘油脂（zhī），繼續（xù）使用原（yuán）裝軸承，再（zài）測試grms和kv值，達到（dào）門限值範圍內時投入運用並跟蹤觀察，直到軸溫恢複正常。
（4）若運行中預報（bào）軸（zhóu）箱有“異音”，簡易診斷測試（shì）grms值和kv值在門（mén）限值內或超（chāo）出門（mén）限值，對軸承作精密診斷測試不存在（zài）故障。這種情況的處理措施為：檢查軸承組裝質（zhì）量和（hé）潤（rùn）滑狀（zhuàng）態，如果發現軸承缺油，則用油槍添加適量潤滑油，然後（hòu）再次對軸承進行測試，直至grms值和kv值恢複到門限值範圍內，“異音”消失。例如，2002年11月SS8型055號機（jī）車第（dì）4軸右側軸箱軸（zhóu）承，作簡（jiǎn）易診斷測試，kv值為18.06，超過門限值，作精密診斷測軸承不存在故障，給軸（zhóu）承添加潤滑油後，第2次測（cè）試kv值為7.23，“異（yì）音”消失。
4 結（jié）束語
兩（liǎng）年多來（lái），利用JL-501、JL-601型機車軸承診斷係統，對機車走行部軸承進行檢測，準確地判斷了機車走行部軸承的故（gù）障，取得了良好的（de）效果。該診斷係統能夠保證機車走行部軸（zhóu）承的早期故障診斷，能及早發現軸承的不良狀態，對軸承進行有針對性地修理和更換，從而（ér）保證了機車的（de）安全運用。
來源：《內（nèi）燃機車》2004年2月
