論機(jī)車電機(jī)軸承品質(zhì)的影響因素及預(yù)防

王 佞 ，劉建敏，李 苗

（1.華北電力大學(xué)，河北 保定07100；2.保定職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 保定071000）

在各種機(jī)械設(shè)備、運(yùn)輸工具中，軸承的使用相當(dāng)普遍，是一個非常重要的部件。軸承在工作過程中，由于自身品質(zhì)、裝配精度以及保養(yǎng)等多方面原因，都會造成諸如磨損、燒損、變形裂紋等品質(zhì)問題。這些，無疑會給運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)械設(shè)備帶來嚴(yán)重的影響。假若發(fā)生在高速運(yùn)行的運(yùn)輸工具上，后果將更加嚴(yán)重，這里將拖動整列列車的牽引電機(jī)中的軸承為課題，研究探討牽引電機(jī)軸承品質(zhì)的影響因素以及解決問題的方法。

由于機(jī)車的運(yùn)行以及電機(jī)本身工作時的轉(zhuǎn)動，高頻率的震動無時無刻不在考驗(yàn)著電機(jī)軸承。所以在機(jī)車設(shè)計時，將牽引電機(jī)軟懸掛在橫梁上，而不是固定在機(jī)車上。對于電機(jī)軸承的設(shè)計選擇，使用的是抗震、耐壓、抗沖擊性能好、能夠承載重的負(fù)荷的“向心圓柱滾子軸承”。盡管如此，電機(jī)軸承由于固死、切軸、掃膛等現(xiàn)象而引發(fā)的機(jī)械故障仍不在少數(shù)。如此一來，更換電機(jī)的數(shù)量大大增加，電機(jī)維修的成本和工人的勞動強(qiáng)度增大，并且嚴(yán)重影響了行車安全。

如何切實(shí)減少此類故障的發(fā)生率，是分析、研討解決問題的關(guān)鍵。掌握其運(yùn)行、受力等方面的原因和規(guī)律，嚴(yán)格工藝流程，強(qiáng)化和提高技術(shù)要求及人為因素，卡控維修作業(yè)一體化，保證其正常合理地運(yùn)行，究其問題根源所在，才能徹底地將故障隱患消滅在始發(fā)因素之中。

1 影響軸承品質(zhì)的因素

軸承結(jié)構(gòu)簡單，但受力復(fù)雜，是從靜態(tài)到動態(tài)的橋梁。軸承高故障率的原因，是多方面的：有由速差引發(fā)的游隙影響，由溫升過高引發(fā)的保持架影響，因技術(shù)問題引起的裝配影響，人為因素引發(fā)的潤滑影響等，每一種影響都會嚴(yán)重干擾電機(jī)的正常運(yùn)行，每一種影響對電機(jī)的運(yùn)行都是隱患。

1.1 游隙的影響

由于內(nèi)套與外套通過滾體作相對運(yùn)行，它們之間必須有一定的間隙，即游隙。其大小對軸承的壽命、溫升以及噪音，都有極大的影響。滾動軸承的游隙分為兩大類：徑向游隙和軸向游隙。

（1）徑向游隙。按工作狀態(tài)不同，可分為：原始游隙、配合游隙、工作游隙。三者的關(guān)系，是配合游隙永遠(yuǎn)小于原始游隙。一般情況下，工作游隙大于配合游隙。

軸承在生產(chǎn)制造過程中，因加工尺寸的偏差或加工精度及表面粗糙度之間的差別，它們是在符合尺寸限度要求的范圍內(nèi)存在一定偏差的。但是安裝在軸和孔內(nèi)時，由于檢測配合不當(dāng)，可能就會造成游隙過小。這樣會加速軸承的溫度升高，從而加快了軸承的磨損。

（2）軸向游隙。結(jié)構(gòu)設(shè)計上它只承載徑向載荷，不承載軸向力。在正常工作時滾子在滾道上滾動，與滾道底面形成滾動磨擦，而與滾道側(cè)高形成復(fù)合型油膜接觸。在組裝到電機(jī)上時，留有一定的竄動量，如竄動量過大，或裝配間隙不當(dāng)，無竄動量一端就會與機(jī)體側(cè)面接觸而產(chǎn)生磨擦，工作時由于側(cè)高的裝配磨擦，而產(chǎn)生熱量，使軸承溫升提高、磨損而造成早期的損壞。

1.2 保持架的影響

保持架是組成軸承的4個元件中最易被忽視的部分，它使?jié)L動圓柱之間保持一定的間距，使承載件受力均勻分布。它由軟金屬制成，很容易變形，隨著軸承的工作速度上升到一定程度，保持架和滾珠間較強(qiáng)的慣性力，使其產(chǎn)生極小的形狀偏差，不僅導(dǎo)致運(yùn)動狀態(tài)的惡化，而且會造成磨擦面間溫度升高和潤滑性能的變化，軸承保持架就會加速磨耗，更有甚者，由于保持架的變形，會使保持架鉚釘受力膨出，造成保持架散落而致使電機(jī)掃膛，甚至電機(jī)固死而造成機(jī)械故障。

1.3 材料的影響

滾動軸承的材料，是專用軸承鋼。材質(zhì)的影響分為先天固有和人為造成的兩個方面。正規(guī)大廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，基本上都能達(dá)到技術(shù)要求，具有極高的硬度與耐磨性能，疲勞極限要求高，有可靠的強(qiáng)度和高的機(jī)械性能。只有一些非正規(guī)廠家生產(chǎn)的以及一些再生軸承的再利用，才會出現(xiàn)批量習(xí)慣性的發(fā)熱和慣性早期的破壞。對此，除可做細(xì)致的外觀檢查測量鑒定外，還可做進(jìn)一步的金相分析，以確定其材質(zhì)的優(yōu)劣。

1.4 潤滑的影響

軸承的潤滑可以減少磨損，同時也起到一定的降溫作用，并可以防止銹蝕。我們機(jī)車電機(jī)上的軸承所用的潤滑脂是“理基脂”。其物理和化學(xué)性能均比較穩(wěn)定，粘度適中。軸承在運(yùn)行工作時，隨著轉(zhuǎn)速的增高，溫度相應(yīng)升高，潤滑脂不合格，就會隨著溫度的升高而粘度降低，潤滑效果差甚至失去應(yīng)有的效果，而被部分甩出。此外，由于在工作時，潤滑脂參與磨損，填充過多的潤滑脂，對軸承的散熱極為不利，因而要保證合理的潤滑脂的填充量，也是保證軸承溫升的一個重要環(huán)節(jié)，一般的填充量為1/3～1/2。為保證其能安全正常的工作，要經(jīng)常檢查潤滑脂的情況，發(fā)現(xiàn)異常要及時更換。

1.5 裝配的影響

裝配過程是在保證某一個裝配單元的裝配精度，能獲得最高的生產(chǎn)率、最長期和最安全的運(yùn)行條件為基礎(chǔ)的。軸承是一種精密元件，各元件間的高速運(yùn)動，都會使軸承的滾道面有微小的硬傷，野蠻的拆裝方法、軸承外套的砸入砸出、軸承內(nèi)套的火烤拆卸及滾動體的承力拆裝等，都會引起軸承的非正常運(yùn)動而發(fā)熱，致使其早期損壞。因此，裝配軸承前，首先要按工藝要求對軸承進(jìn)行清洗。拆裝要有專用的工具、量具和設(shè)備，以確保工作軸承的高品質(zhì)。

2 預(yù)防措施

綜上所述，可以看出電機(jī)軸承的損壞，是由諸多因素造成的結(jié)果，要預(yù)防相應(yīng)故障的產(chǎn)生，就要從多方面入手，綜合考慮。

2.1 軸承的清洗

新的軸承都涂有防銹油，而且在包裝過程中可能混入細(xì)沙和灰塵。因此在除去包裝之后不要急于轉(zhuǎn)動它，應(yīng)在汽油中浸泡幾分鐘。清洗時用鬃刷或白綢布輕輕擦洗并慢慢轉(zhuǎn)動軸承，清洗干凈后，用干燥的壓縮空氣吹干。

2.2 軸承質(zhì)量的檢查

外觀檢查時，軸承內(nèi)、外滾道、滾動體面應(yīng)無劃痕、裂紋和銹跡，保持架無松動變形，滾動體在保持架內(nèi)滾動輕快、靈活、均勻，沒有顯著的阻滯現(xiàn)象。

對于非調(diào)整型軸承，游隙檢查主要是檢查徑向游隙。在軸承未安裝前，應(yīng)將內(nèi)套置于外套內(nèi)，進(jìn)行自由狀態(tài)下的原始游隙的測量。在電機(jī)裝配后，要對軸承進(jìn)行裝配測量，一般用塞尺測量，這是安裝游隙。

2.3 軸承的安裝

對于機(jī)車電機(jī)所用的分離型軸承，可分別安裝內(nèi)套和外套，外套的安裝應(yīng)在端蓋徹底清洗后進(jìn)行。軸承外套和端蓋孔一般是過渡配合，裝配時可能有過盈，最好采用壓力法和感應(yīng)加熱法。而內(nèi)套較多采用電磁加熱法或油浴法。不管怎樣，在裝配工作中操作者應(yīng)加強(qiáng)責(zé)任心，不能違章蠻干，以免為日后電機(jī)工作時因軸承安裝問題而埋下隱患。

2.4 潤滑脂的選用填充

目前牽引電機(jī)中大都采用理基潤滑脂。要根據(jù)具體工作情況，綜合考慮滴點(diǎn)、針入度、氧化安定性和低溫性能等指標(biāo)。要堅持使用正規(guī)廠家生產(chǎn)的潤滑脂，對不同廠家的潤滑脂要進(jìn)行顏色、粘度的比較，發(fā)現(xiàn)異常，不得使用。

3 結(jié)束語

總之，軸承在應(yīng)用中受力十分復(fù)雜，影響其品質(zhì)的因素是游隙、保持架、裝配關(guān)系以及潤滑狀況等多方面的，任何一種因素非正常的狀態(tài)，勢必會給電機(jī)的正常運(yùn)行造成隱患。因此在使用和維護(hù)軸承時，要多方面考慮，從軸承的清洗、軸承外觀和游隙的檢查到軸承的安裝以至使用中潤滑脂的選擇和使用等，只有這樣，才能使電機(jī)軸承正常高效地工作。

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