高速動車組軸箱軸承溫升故障分析

林宏琳

摘要：本文以某一具體車輛為例，重點對高速動車組在夏季工作期間，部分車輛的軸箱軸承部分發(fā)生溫升故障的這一情況進行討論，對軸承部分的設(shè)計制作、裝配形式、部件的潤滑等方面進行了調(diào)查，找出導(dǎo)致部分軸箱軸承發(fā)生溫升故障的最終原因，并給出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：高速動車組；軸箱軸承；溫升故障；分析

一、故障原因的調(diào)研及分析

在對出現(xiàn)溫升問題的軸承進行分析期間，主要涉及了軸承自身的設(shè)計部分、生產(chǎn)制作部分、裝配施工部分以及潤滑部分等，下面對這幾方面的問題進行具體論述：

（一）檢查設(shè)計部分

在對軸承進行裝車處理以前，已經(jīng)高效完成了1200000公里路程的臺架測試和300000公里的實際使用考核工作。同時，還對數(shù)以萬計的軸承進行了高級維修，可以確保軸承的工作狀態(tài)不存在問題。因此，初步診斷軸承部位出現(xiàn)的溫升問題與設(shè)計環(huán)節(jié)不存在聯(lián)系。

（二）調(diào)研裝配部分

經(jīng)過對軸承進行安裝以及拆卸操作的工作現(xiàn)場進行調(diào)研，不存在軸承出現(xiàn)破損問題。另外，軸箱部分的密封也未出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，還確定對軸箱軸承的安裝以及拆卸工作與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)一致，其中的一部分軸箱發(fā)生相對嚴重的微動腐蝕現(xiàn)象。經(jīng)過與之前出現(xiàn)的同類情況進行對比得知：這一現(xiàn)象并不是導(dǎo)致該部位出現(xiàn)溫升問題的原因。

（三）檢查潤滑環(huán)節(jié)

1.外觀部分的狀態(tài)

對軸承當(dāng)中的外觀部分進行分解檢查，其中涵蓋的內(nèi)容有，軸承內(nèi)圈部分表現(xiàn)的狀態(tài)、外圈部分表現(xiàn)的狀態(tài)以及滾珠部分表現(xiàn)的狀態(tài)。檢查后得出這部分未出現(xiàn)異常情況，油脂的具體分布情況未出現(xiàn)異常現(xiàn)象。

2.檢查軸承的實際尺寸和使用材料

在對出現(xiàn)溫升問題的軸承進行清洗處理以后，對其實際尺寸和使用材料展開了檢測和分析工作。得出的相關(guān)結(jié)果表明：首先，軸承的實際尺寸與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)一致。其次，使用材料自身的性能和表層位置的狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一致[1]。

3.對軸承部分的油脂進行分析

取樣過程中，對發(fā)生溫升問題各個線路當(dāng)中軸承部分的油脂進行了采集，同時對取樣情況展開了具體分析，下表1是對其中具備代表性的油脂展開分析之后得出的結(jié)果。

注：①根據(jù) EN12082標(biāo)準(zhǔn)，軸承內(nèi)部Fe含量為0.5%、密封圈周邊部Fe含量為1%；②試驗后的油脂的水含量只做測試，不作為評判依據(jù)，水含量對于油脂是否合格起參考作用。

分析得出的結(jié)論是：對于軸承部分開展的裝配操作、制作和油脂的現(xiàn)象大體和軸承開展的設(shè)計工作的標(biāo)準(zhǔn)一致，未出現(xiàn)異常問題。通過調(diào)研以及檢驗得出的結(jié)論可知，軸承所呈現(xiàn)出來的狀態(tài)，可以滿足現(xiàn)在動車組實際使用期間提出的需求。

（四）油脂臺架比較測試

經(jīng)過對多類潤滑脂的實際使用情況進行分析比較，了解到出現(xiàn)溫升現(xiàn)象的軸承使用的油脂和另外軸承使用的油脂存在差異。這一軸承使用的潤滑脂具有耐低溫性能，油脂的粘性較大，軸承工作會產(chǎn)生大量的熱量，也許會造成軸承部位出現(xiàn)溫升問題。針對這一猜測，實施了油脂臺架比較測試工作。

從測試結(jié)果當(dāng)中了解到，在同等測試環(huán)境當(dāng)中，兩類油脂自身的溫度存在顯著差異。與之前的油脂進行對比，新油脂能夠讓軸承部位的溫度減小大概5℃～10℃。因此可以得出：新油脂能夠在一定條件下讓軸承部位出現(xiàn)的溫升問題得到解決?？墒牵涫欠衲軌蛟趧榆嚱M實際工作期間呈現(xiàn)出預(yù)期的成果，要實施線路測試[2]。若是線路工作期間軸承部分的溫度減小了大概10℃，能夠在很大程度上減小軸承部位出現(xiàn)溫升現(xiàn)象出現(xiàn)的報警比例，還可以減小由于溫升問題警示造成的安全隱患。

（五）線路測試

為了驗證新牌號油脂對于軸承溫度減小所造成的影響，開展了實際的線路測試。測試結(jié)果為：在同等速度以及同等路線的基礎(chǔ)上，軸承部位的溫度全部沒有大于限定數(shù)值。與之前使用的油脂進行對比，新牌號油脂能夠讓軸承部位的溫度平均比之前減小了大概10℃[3]。

二、結(jié)果分析

經(jīng)過對出現(xiàn)溫升問題的軸承部位進行分解檢查以及調(diào)研分析，對于軸承部位的重點指標(biāo)分別實施了調(diào)研分析，初步給出了下述結(jié)論，具體為：

1.軸承自身的設(shè)計部分、制作生產(chǎn)部分等這些流程，全部達到了技術(shù)提出的相關(guān)要求；

2.軸承使用的潤滑油脂與現(xiàn)在的工作狀態(tài)一致；

3.經(jīng)過開展臺架測試以及線路測試這兩項工作，初步認定潤滑脂自身的性能是造成軸承部位出現(xiàn)溫升問題的主要原因。并得出，與之前使用的油脂進行對比，新牌號油脂能夠讓軸承部位的溫度平均比之前減小大概10℃。

盡管從之前開展的臺架測試以及線路測試這兩項工作當(dāng)中能夠了解到，使用新牌號油脂可以高效地減小軸承部位的溫度?？墒牵@一方式是否能夠徹底解決軸承部位出現(xiàn)的溫升問題，還需要深入驗證。由于高速動車組在實際運行期間，軸承部位的溫度不僅和潤滑脂呈現(xiàn)的狀態(tài)存在聯(lián)系，同時還和線路因素、周邊的環(huán)境因素等這些外在原因存在聯(lián)系，可是，對于粘度小的這類潤滑脂進行使用，確實可以讓軸承部位的溫度得到相對顯著的降低[4]。

軸箱軸承使用的潤滑脂具備的性能，對于軸承工作期間的實際狀態(tài)存在巨大的影響，在對軸承進行設(shè)計期間，要充分對潤滑脂自身對于季節(jié)的適用情況進行考慮。

三、結(jié)束語

從上文當(dāng)中能夠了解到，軸承使用的油脂具備的性能也許是造成其出現(xiàn)溫升問題的重要原因，在使用新牌號的油脂以后，可以讓軸承部位的溫度減小大概5℃～10℃，讓軸承部位出現(xiàn)的溫升問題得到解決。因此，建議在動車組出現(xiàn)這一問題時對此進行檢查并解決此問題。

參考文獻：

[1]趙佳穎，曹成鵬，孫景輝，etal.高速動車組輪對軸箱軸承溫度監(jiān)控技術(shù)優(yōu)化改進[J].鐵道機車與動車，2013（5）.

[2]湯武初，陳光東，孫玉超，etal.基于ANSYS/LS-DYNA高速列車軸箱軸承動力學(xué)分析與故障模擬[J].現(xiàn)代機械，2015（5）：5-10.

[3]曹科宇，杜群威，孟慶棟.CRH3動車組軸箱軸承溫度監(jiān)控系統(tǒng)[J].工程技術(shù)：全文版，2017（1）：00219-00219.

[4]郭鳳媛，趙佳穎，張俊杰.140km/h市域動車組軸箱軸溫監(jiān)控技術(shù)優(yōu)化改進[J].鐵道機車與動車，2016（9）：45-46.

（作者單位：中車青島四方機車車輛股份有限公司）