CRH2A型動車組軸箱軸承三級修問題分析及解決措施

閆文立，孫 偉，孫永謙

（北京鐵路安全監(jiān)管辦公室 駐北京動車段驗(yàn)收室，北京102600）

北京動車段主要承擔(dān)著CRH2、CRH3、CRH5型動車組的高級檢修任務(wù)，其中啟動車型為CRH2A型動車組。據(jù)鐵道部運(yùn)裝管驗(yàn)［2009］463號文件要求，從2009-11-27～2010-11-28北京動車段圓滿完成了25列CRH2A型動車組的三級修任務(wù)。CRH2A型動車組的三級檢修內(nèi)容分為輪對軸箱組成檢修、轉(zhuǎn)向架組成檢修、稱重及尺寸測量和動靜調(diào)等4項(xiàng)，其中輪對軸箱組成檢修、轉(zhuǎn)向架組成檢修是CRH2A型動車組三級修的主要內(nèi)容，特別是輪對軸箱組成檢修質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到動車組的安全運(yùn)行。

1 問題的提出

根據(jù)北京鐵路局發(fā)布的工藝文件，CRH2A型動車組的輪對組成檢修工藝流程為：輪對軸箱分解—外觀檢查—齒輪箱清洗（僅 M車）—車軸表面脫漆、除銹—整體軸承檢修—齒輪箱檢修（僅 M車）—（磁粉探傷）—（超聲波探傷）—踏面旋修—輪對噴涂油漆—輪對檢查及尺寸測量—制動盤檢修。在對CRH2A型動車組輪對組成進(jìn)行檢修的過程中發(fā)現(xiàn)軸箱軸承漏油、軸箱難退卸、軸承外圈銹蝕、軸承電蝕的問題較突出，故障統(tǒng)計(jì)如表1所示：

表1 CRH2A型動車組三級修輪對軸箱軸承故障統(tǒng)計(jì)表

從表1可知，軸箱軸承漏油、軸承電蝕均須返廠更換軸承，增大了檢修的時(shí)間，增加了檢修的成本；軸箱體難退卸及銹蝕問題雖經(jīng)180＃細(xì)砂紙打磨處理，但因銹蝕不能很好的清除，軸箱體內(nèi)孔和軸承外圈的接觸面積必然受到影響，進(jìn)一步影響軸承的使用壽命，對動車組的安全運(yùn)行產(chǎn)生了隱患。

2 原因分析及對策

CRH2A型動車組軸箱軸承采用日本NTN公司生產(chǎn)的雙列圓錐滾子軸承，雙列圓錐滾子軸承是現(xiàn)在高速動車組普遍采用的設(shè)計(jì)方式，在動車組高速運(yùn)行中承受交變的徑向和軸向負(fù)荷能力較強(qiáng)，同時(shí)動車組高速運(yùn)行時(shí)對軸承的溫度、潤滑、密封等條件要求較高，要求軸承尺寸的穩(wěn)定性要好。

為了解決高速軸承的散熱和密封問題，軸承外圈設(shè)計(jì)有通氣孔，后檔圈采用迷宮槽式輕接觸油封，軸箱體與軸箱后蓋的緊固安裝設(shè)計(jì)有1mm的間隙。由于設(shè)計(jì)上的原因，動車組在運(yùn)行時(shí)迷宮槽式油封能很好的起到防止外界污物、雜質(zhì)和水分的侵入，但在輪軸清洗過程中，特別是用高壓水流進(jìn)行沖洗，易產(chǎn)生軸箱體進(jìn)水現(xiàn)象；軸箱體和軸箱后蓋間隙的存在，易使軸箱體進(jìn)入水分，使軸箱體和軸承外圈產(chǎn)生銹蝕，出現(xiàn)軸箱難退卸現(xiàn)象，特別是下一輪三級修時(shí)軸箱體難退卸現(xiàn)象較多。下面進(jìn)行具體分析：

2.1 軸承漏油問題

2.1.1 CRH2038A軸承漏油問題

（1）2009-11-27在過程盯控T1車1位轉(zhuǎn)向架清洗過程時(shí)，由于是用高壓水槍噴洗，而作業(yè)者也未能將輪對組成進(jìn)行有效的防護(hù)，因此在退卸T1-1、T1-2兩條輪對軸箱時(shí)，發(fā)現(xiàn)軸箱內(nèi)部存在較多滲水，懷疑軸承也因此進(jìn)水，要求制造廠將該兩條輪對返廠檢修，經(jīng)檢測沒有異常。要求車間加強(qiáng)對清洗過程中軸箱的防護(hù)，減少用水直接沖洗軸箱部位。

（2）2009-12-03在日常監(jiān)督過程中發(fā)現(xiàn)M3-4輪對在清洗脫漆后的靜放過程中存在漏油現(xiàn)象（見圖1），在繼續(xù)靜放1h后再次檢查，發(fā)現(xiàn)仍有漏油現(xiàn)象（見圖2）。

圖1 清洗后的輪對軸承

圖2 清洗靜放1 h后的輪對軸承

在CRH2034A、CRH2023A的檢修過程中也發(fā)現(xiàn)M1、M2、M3、M4車的輪軸軸承有較嚴(yán)重的漏油現(xiàn)象。

2.1.2 原因分析

（1）輪對軸箱裝置在轉(zhuǎn)向架清洗時(shí)因是用高壓水槍進(jìn)行清洗，作業(yè)者又沒有對輪對組成進(jìn)行很好的防護(hù)造成軸箱進(jìn)水。

（2）齒輪箱清洗設(shè)備帶軸箱清洗產(chǎn)生負(fù)壓，軸箱內(nèi)的水由后檔迷宮槽式油封吸入軸承，造成軸承的油脂稀釋甩出。

（3）轉(zhuǎn)向架清洗時(shí)輪對軸箱裝置和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架不分解清洗，軸箱裝置不容易進(jìn)行防護(hù)，是造成軸箱進(jìn)水從而造成軸承進(jìn)水，油脂稀釋的原因。

2.1.3 應(yīng)對措施

（1）針對輪對軸箱進(jìn)水問題，改變轉(zhuǎn)向架清洗工序；轉(zhuǎn)向架清洗時(shí)先將構(gòu)架和輪對軸箱分解，分別進(jìn)行清洗；輪對軸箱清洗時(shí)先把軸箱退下，對軸承進(jìn)行良好防護(hù)后，再對輪對進(jìn)行清洗；輪對組成清洗由高壓水槍直接噴射清洗改為人工用流水沖洗。

（2）齒輪箱清洗裝置進(jìn)行改進(jìn)，由軸箱定位改為軸承定位；由帶軸箱清洗改為托著軸承清洗齒輪箱，防止軸箱的水進(jìn)入軸承的問題，見圖3。

圖3

通過采取以上兩項(xiàng)措施，很好的解決了軸承漏油的問題，確保了動車組輪軸的安全運(yùn)行。

2.2 軸箱體難退卸及軸承表面銹蝕問題

2.2.1 CRH2028A軸箱體難退卸情況

2010-05-06在進(jìn)行軸箱體拆解時(shí)，發(fā)現(xiàn)T1、T2、T3、T4、M1、M4車部分軸箱體難退卸，軸承外圈及軸箱體內(nèi)表面銹蝕嚴(yán)重，如圖4、圖5所示，其中，在退卸T2-4軸時(shí)將推卸工裝頂壞，給輪軸檢修工作造成了很大的困難。

圖4 軸箱體內(nèi)孔銹蝕

圖5 軸承外表面銹蝕

2.2.2 原因分析

（1）由于高速軸承運(yùn)行對軸承溫度條件要求較高，在軸承和軸箱體之間也要考慮通風(fēng)、散熱和減小軸箱空氣壓力問題，CRH2A型動車組軸箱軸承采用了軸箱體和軸箱后蓋1mm的間隙設(shè)計(jì)，已便于軸箱體內(nèi)空氣的排出，但由于軸箱后蓋與軸箱體間有間隙，在動車組運(yùn)行中空氣中的水分就可能通過這一間隙進(jìn)入軸箱體和軸承的接觸面，造成軸箱體的難退卸和軸承外圈銹蝕。

（2）在運(yùn)行一段時(shí)間后，到首輪三級修時(shí)，軸箱體和軸承外圈之間由于相對磨耗的作用，兩者的配合尺寸變大，在輪軸組裝時(shí)接觸面的油脂沒能均勻涂抹到位，這樣到下一輪三級修時(shí)就產(chǎn)生了銹蝕現(xiàn)象和難退卸問題。

2.2.3 采取的措施

（1）自制退卸工裝。原來使用的退卸工裝是用絲杠一端頂住軸端，另一端用絲扣的力量往外拔軸箱的原理，退卸工裝的底扣較細(xì)，經(jīng)常把扣拔壞，為此把絲杠底扣加工成矩形的，增大了絲杠的拔出力量，軸箱退卸也容易了許多。

（2）對較難退卸的軸箱，采取多種辦法相結(jié)合的方法。

①沿軸箱一圈噴上松動劑，靜置一段時(shí)間。

②在軸箱上部的8個(gè)點(diǎn)用銅棒輕輕敲擊。如圖6所示：

圖6 軸箱部位的8個(gè)點(diǎn)

③敲擊結(jié)束后再使用退卸工裝對軸箱體實(shí)施退卸。

要求：（a）敲擊工具為銅棒，最大質(zhì)量不得超過6kg。（b）除設(shè)定的專人外，嚴(yán)禁其他人在退卸軸箱體時(shí)對軸箱體進(jìn)行敲擊。指定的敲擊專人需報(bào)分解檢查組備案，敲擊作業(yè)時(shí)需有分解檢查組成員在現(xiàn)場確認(rèn)。（c）對難退卸的軸箱體退卸后須對相應(yīng)位置軸承進(jìn)行檢查，轉(zhuǎn)動及手感確認(rèn)無卡滯等異?，F(xiàn)象的軸承允許繼續(xù)使用，并需由操作者檢修記錄中注明，由質(zhì)量檢查人員確認(rèn)。

（3）在下一輪三級修輪軸組裝時(shí)，特別是對難退卸的軸箱軸承，重新組裝軸箱體時(shí)適當(dāng)增加軸承表面涂抹的潤滑脂量，可考慮均勻的在軸承表面涂兩遍潤滑脂（首輪三級修是是涂一遍一薄層潤滑脂），增大軸箱內(nèi)部防銹效果。

2.3 軸承電蝕問題

2.3.1 軸承電蝕情況

在對CRH2023A、CRH2041A、CRH2049A、CRH2-052A進(jìn)行三級檢修時(shí)發(fā)現(xiàn) T1-1、T1-4、T4-1、T4-4分解時(shí)軸承有電蝕現(xiàn)象，返廠更換軸承。

2.3.2 原因分析

CRH2A型動車組主變壓器原邊接地電流的流通路徑為：動車（M車）：主變壓器原邊接地端→車體→車體與構(gòu)架連接線→構(gòu)架與軸箱接線柱連接線→軸身接地裝置（M車）→輪對車軸→輪對踏面→鋼軌。

拖車（T車）：主變壓器原邊接地端→車體→LKJ速度傳感器與軸箱軸承壓蓋連接線→軸箱體→軸承→輪對車軸→輪對踏面→鋼軌。由于拖車（T車）軸身沒有接地裝置，主變壓器原邊電流通過LKJ傳感器接線直接和軸承壓蓋相連，通過軸承表面和輪對踏面相連，最后傳導(dǎo)到鋼軌上，使軸承表面產(chǎn)生電蝕

2.3.3 采取的措施

針對這一情況，在車體上加裝電涌裝置并用絕緣銅線和LKJ傳感器相連，較好的解決了LKJ速度傳感器從車上引入電流，造成軸箱軸承電蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

電涌保護(hù)裝置采用合理組合經(jīng)過驗(yàn)證的電涌泄放器件，在動車組兩端頭車車體與轉(zhuǎn)向架之間布設(shè)4個(gè)泄放點(diǎn)，抑制動車組升降弓時(shí)頭車與車體轉(zhuǎn)向架之間的高壓瞬變電涌脈沖，將高壓瞬變電涌脈沖最大電壓值鉗位至原來的1／3以下，同時(shí)在車輛正常運(yùn)行時(shí)把對軸承產(chǎn)生的點(diǎn)蝕影響控制在極小的范圍內(nèi)。

3 結(jié)束語

通過改進(jìn)措施在后續(xù)動車組檢修過程中的順利實(shí)施，使前期暴露出來的軸箱軸承問題基本得到了解決，而北京動車段通過承修動車組高級檢修任務(wù)，在實(shí)際檢修作業(yè)中處理了大量突發(fā)及臨時(shí)性故障，積累了豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，為動車組的安全運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］馮自立.CRH2A型動車組軸箱軸承常見表面損傷原因分析［J］.機(jī)車車輛工藝.2010，（3）：40-41，44.

［2］張曙光.CRH2動車組［M］，北京：中國鐵道出版社，2009.