淺談軌道列車(chē)軸承故障及檢修

高峰 劉承龍 李志高

摘要：我國(guó)軌道交通技術(shù)得到了快速的發(fā)展，軌道交通逐漸成為了促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要手段。本文簡(jiǎn)單介紹軌道交通列車(chē)軸承的主要結(jié)構(gòu)，著重介紹了軸承幾種主要故障，詳細(xì)闡述了軸承故障的診斷方法，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)從業(yè)者提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：軌道列車(chē);軸承;故障;診斷

1.引言

隨著中國(guó)進(jìn)入“高鐵時(shí)代”，軌道列車(chē)提速范圍的不斷擴(kuò)大，列車(chē)速度的大幅提升，高速軌道列車(chē)（圖1）速度已經(jīng)達(dá)到四百公里每小時(shí)，列車(chē)動(dòng)力牽引功率增大，使得列車(chē)車(chē)輪對(duì)鋼軌的沖擊、動(dòng)力效應(yīng)和振動(dòng)的大幅提升，導(dǎo)致列車(chē)軸承故障不斷增加。交通運(yùn)輸業(yè)以及物流行業(yè)不斷的發(fā)展，鐵路車(chē)輛列車(chē)已成為交通運(yùn)輸以及貨物運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ咧?。軸承是軌道交通列車(chē)的重要組成部分，是保障軌道交通列車(chē)能夠正常運(yùn)行的關(guān)鍵，開(kāi)展軸承故障形式研究，對(duì)于保障軌道交通列車(chē)行車(chē)安全具有重要的意義。

2.軸承概述

軸承是一種精密機(jī)械部件，其通過(guò)將兩者之間的相互摩擦轉(zhuǎn)換為滾動(dòng)摩擦的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)減小摩擦。軸承主要由四部分組成，分別為：滾動(dòng)體、內(nèi)圈、外圈和保持架。滾動(dòng)體均勻的分布在內(nèi)圈和外圈之間，排列在保持架中，是軸承最重要的零部件。軸承內(nèi)圈必須和車(chē)軸相匹配并且和車(chē)軸一起旋轉(zhuǎn)。軸承外圈主要起到支撐作用，軸承外圈必須能夠和軸承座相匹配，二者緊密結(jié)合，不能出現(xiàn)振動(dòng)位移。保持架作用是保證滾動(dòng)體均勻分布，引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)的同時(shí)減少滾動(dòng)體間的磨損和摩擦。

3.軸承故障形式

軸承故障原因是非常復(fù)雜的，按照軸承故障機(jī)理，主要分為以下幾類(lèi)。內(nèi)外滾道和軸承的滾動(dòng)體表面發(fā)生大片脫落，這稱(chēng)為疲勞剝落。疲勞剝落使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生沖擊載荷、噪聲加劇和振動(dòng)。由于異物的入侵或者潤(rùn)滑不好，造成滾動(dòng)體和滾道表面磨損。軸承在承受載荷過(guò)大或者硬度很高的異物侵入時(shí)，會(huì)在滾道表面產(chǎn)生壓痕。高精度的軸承會(huì)因腐蝕導(dǎo)致精確度嚴(yán)重下降而不能繼續(xù)工作。軸承表面腐蝕根據(jù)原因分為化學(xué)腐蝕、電腐蝕、微振腐蝕三種。過(guò)大的載荷可能會(huì)引起軸承零件的斷裂，熱處理和裝配不當(dāng)引起的殘余應(yīng)力以及工作時(shí)的熱應(yīng)力都會(huì)引起軸承零件的斷裂。軸承接觸面摩擦生熱，零件在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高的溫度而產(chǎn)生表面膠合的故障。

4.軸承故障診斷方法

軸承的故障診斷一直是走行部狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷的重點(diǎn)研究部分。軸承的故障診斷方法有很多，按照性質(zhì)大致可以分為三種。第一種是軸溫檢測(cè)法，通過(guò)安裝在走行部各關(guān)鍵部位的溫度傳感器和相應(yīng)的報(bào)帶系統(tǒng)來(lái)實(shí)行監(jiān)測(cè)，圖2為軸溫傳感器圖示。當(dāng)軸承溫度高于安全值時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出預(yù)報(bào)。第二種是聲發(fā)射法，聲發(fā)射法常用于診斷兩種故障，第一種是疲勞磨損，另一種故障是軸承斷裂。第三種是振動(dòng)信號(hào)分析法，振動(dòng)信號(hào)分析法是通過(guò)安裝在軸承座或機(jī)箱體上的傳感器來(lái)采集軸承的振動(dòng)信號(hào)，再根據(jù)轉(zhuǎn)速和軸承的尺寸參數(shù)來(lái)計(jì)算各個(gè)元件的故障特征頻率。

5.軸承檢修標(biāo)準(zhǔn)

外觀檢查時(shí)軸承從車(chē)軸軸頸退卸前應(yīng)對(duì)其表面進(jìn)行清理。軸承退卸后進(jìn)一步檢查各零部件是否存在嚴(yán)重劃傷、電蝕、裂紋、剝離缺陷。軸承分解及檢修過(guò)程中各零部件不得與工裝或其它部件磕碰。軸承內(nèi)外圈組件之間必須做好標(biāo)識(shí)，避免混淆，檢查合格后重新組裝時(shí)必須原位組裝。軸承各零部件需按規(guī)定的位置擺放每個(gè)軸承單元。軸承分解后需使用煤油或其它中性清洗劑進(jìn)行清洗。軸承外圈、內(nèi)組件存在超限缺陷時(shí)，整套軸承報(bào)廢。軸承組裝前須對(duì)各尺寸進(jìn)行檢測(cè)，并在規(guī)定位置書(shū)寫(xiě)軸承檢修標(biāo)記。

6.結(jié)語(yǔ)

軸承是軌道交通列車(chē)的重要零部件，對(duì)保障軌道交通列車(chē)的行車(chē)安全具有重要的意義。本文簡(jiǎn)單介紹軌道交通列車(chē)軸承的主要結(jié)構(gòu)，著重介紹了軸承幾種主要故障，詳細(xì)闡述了軸承故障的診斷方法及軸承檢修標(biāo)準(zhǔn)，能夠?yàn)橄嚓P(guān)從業(yè)者提供一定的幫助，為軌道交通列車(chē)軸承檢修提升起到一定促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]范超，邱作成，張帥，闕光旭，蔣鵬，張艷明.高速動(dòng)車(chē)組振動(dòng)溫度復(fù)合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J].城市軌道交通研究，2021，24（02）：134-137.

[2]陸東浩，高敦升，宋東升.動(dòng)車(chē)組車(chē)軸防塵座板與軸承后擋圈檢修分析及優(yōu)化[J].城市軌道交通研究，2020，23（04）：38-41.

[3]王艷爽，王靖.淺談動(dòng)車(chē)組軸箱軸承檢修技術(shù)[J].黑龍江科技信息，2017（04）：90.