大秦線軸承故障統計范文

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2006年1月鐵道部引進了SKF公司的CTBU150型軸承，定型為353130B型軸承，該軸承為緊湊型軸承，其特點是取消了密封座；采用了低磨擦式的LL油封；在后擋與軸承內圈大端面之間安裝了塑鋼隔圈，消除了內圈與后擋接觸面產生的微動磨蝕，設計額定壽命不小于200萬km。自2006年5月353130B型軸承開始裝車運用至今，大秦線C80系列運煤專用敞車353130B型軸承裝用比例已達82％，裝車保有量約22萬余套。大秦線車輛周轉頻率快，年均運行里程約22萬km，是普通車輛年運行里程的近2倍，因此，軸承的運用條件較為惡劣。隨著353130B型軸承在大秦線的大量裝車運用，故障軸承數量也在不斷增加，相當比例的軸承出現早期失效問題，不僅干擾了正常的運輸生產秩序，而且時刻威脅著大秦線的安全運輸生產。

1問題的提出

1．1軸承退卸數據統計大秦線C80系列運煤專用敞車的定期檢修由湖東車輛段承擔，2010年湖東車輛段在車輛段修中，共退卸軸承41105套，其中因軸承壓裝到期正常退卸者占71％，其余29％均為非正常退卸。非正常退卸軸承中因軸承異聲、卡滯退卸的比例占首位，為8．1％，因軸承密封失效退卸的比例占其次，為1．2％。

1．2軸承典型故障統計2010年至今，湖東車輛段在輪對段修實施軸承收入檢查時，通過手工轉動檢查方式，發現部分軸承存在異聲、卡滯現象，經對故障軸承（注：因353130B型大修軸承從2011年3月份才陸續裝車使用，所以發生故障進行分析的軸承均為新造353130B型軸承）進行退卸、分解、檢查發現353130B型軸承早期失效的故障有如下規律：（1）失效軸承其故障均分布在外圈、內圈及滾子3大部件上，外圈故障占比例90．9％，內圈故障占比例9．1％，滾子故障占比例9．1％，可見外圈是軸承組件中發生故障比例最高的部件。（2）失效軸承其故障基本集中于滾道部位，滾道剝離占54．5％，滾道壓痕占27．2％，外圈牙口缺損與外圈（含滾子）滾道劃傷各占9．1％，可見滾道剝離故障是軸承故障中的高發故障，尤其是外圈滾道剝離表現甚為突出。（3）對失效軸承裝用時間進行統計，發現軸承從裝用到失效平均運用時間為22．6個月，平均運行里程約為41．4萬km，個別軸承裝用僅4個月就開始失效。《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規則》（以下簡稱《輪規》）規定：303130B型新造及大修軸承的使用時間或運行里程均為8年或80萬km，兩項合計，一套353130B型軸承的正常使用壽命為16年或運行里程160萬km。大秦線因運用車輛周轉周期短，運行頻率高，所以車輛的正常檢修及軸承的退卸時間均以運行里程計算。以上早期失效的軸承裝用時間基本不足其壽命的四分之一。

2故障分析

軸承內部出現剝離后，軸承內部組件正常運動受阻，導致相互運動間阻力增大，引發軸承內部溫度升高，繼而促使已出現的剝離故障加劇，滾子的有序運動遭到破壞，軸承內部產生大量摩擦熱，在摩擦熱和載荷的共同作用下，軸頸被拉伸、輾長、切斷，最終造成熱切軸事故發生。所以說失效軸承若未及時發現并終止其運行，其后果是非常可怕的。為此筆者從導致353130B型軸承早期失效故障中比例最高的外圈滾道剝離故障入手，通過對與故障軸承相關聯的同一轉向架上的承載鞍、輪對、轉向架等配件進行現場調研、分析，發現造成軸承外圈剝離的原因主要來自以下幾方面。

2．1車輪踏面狀態不良輪軸段修中，對裝用失效軸承的輪對進行調查統計，發現該部分輪對因踏面狀態不良進行旋修的比例達89％，說明輪對踏面狀態不良是引發軸承故障的一大因素。《輪規》明確規定：輪對收入檢查時，對"車輪踏面擦傷、局部凹陷深度達到2mm的輪軸上的工程塑料（塑鋼）保持架軸承及車輪踏面剝離、缺損超過運用限度的輪軸上的軸承"均須退卸。原因很簡單，車輪踏面出現擦傷或圓度不足等故障，高速運行的車輪與鋼軌接觸時必將產生異常徑向沖擊，且車輛載重越大、運行速度越高，徑向沖擊力將越大。這種沖擊力必將通過車軸傳遞到軸承，對軸承產生附加的沖擊載荷作用，車輪踏面故障愈嚴重，對軸承產生的附加沖擊載荷愈強烈，反復作用的附加沖擊載荷必將導致軸承組件滾道的局部過載疲勞，引發組件滾道表面產生裂紋，裂紋不斷擴張的結果必將出現剝離。

2．2承載鞍鞍面狀態不良對失效軸承外圈外表面檢查，發現部分軸承外圈存在明顯的不均勻摩擦、磨損或卡壓痕跡。觀察對應承載鞍鞍面配合處痕跡，認為產生摩擦、磨損或卡壓痕跡的主要原因是外圈與承載鞍鞍面配合不良，產生局部接觸導致。車輛的各種載荷均由側架通過承載鞍作用于軸承傳導給車軸，所以承載鞍與軸承的接觸狀態決定了軸承的受力狀態，接觸不良，軸承受力不均，局部壓力增大，形成應力集中，最終導致軸承組件的傷損失效。《鐵路貨車段修規程》對承載鞍各部磨耗及內鞍面的檢測檢修質量做了嚴格的規定，且明確要求承載鞍須原車原位原方向裝車，但現場使用檢測平臺對承載鞍的各部尺寸進行檢測時，作業往往不盡如人意，一是檢測工具為樣板、塞尺，檢測精度不高；二是現場對小配件的檢測不重視，難免漏檢漏測，不可避免導致承載鞍與軸承接觸不良。

2．3軸承內部混水混沙輪軸段修收入檢查時，近60％的軸承判定無需退卸但需進行探傷檢查，那么這部分軸承一經收入即須開蓋，從軸承開蓋至軸承關蓋，必須經過輪軸清洗除銹、熒光磁粉探傷檢查、自動超聲波探傷檢查、手工超聲波探傷檢查、輪對踏面加修等5個主要工序，這期間整個軸承一直處于開放狀態。而輪對輻板孔打磨、軸承外圈除銹等高污染工序，均會導致整個輪軸作業區空氣中有顆粒物在漂浮，開蓋后的軸端因有軸承脂，極易附著粉塵；另外輪軸沖洗除銹及輪軸踏面旋修兩個工序，雖要求安裝軸承防護套，但現場往往存在不安裝防護套、防護套安裝不到位或防護套本身不潔凈等問題，這樣異物或臟水很容易進入軸承，引發開蓋軸承的污染。以上因素不同程度地會導致軸承內部或潤滑脂中混入水、浮塵、沙粒等異物，關蓋后的軸承在運行過程中因異物及水的腐蝕，極有可能引發軸承組件傷損及剝離。

2．4軸承造修質量缺陷軸承原材料的冶金質量、熱處理工藝等均會對軸承的硬度、強度、耐磨性和接觸疲勞壽命造成影響，包括軸承的最終組裝質量不高導致的組件之間附加接觸應力的提高，軸承零件的磷化處理不當導致的抗腐蝕、抗銹蝕、抗氧化能力不足等，均會成為軸承組件產生剝離的導火索。

3對策措施

針對以上引發軸承外圈剝離的種種因素，為防范軸承發生剝離造成早期失效，筆者特提出如下有針對性措施。

3．1加強運用車輛輪對踏面質量控制首先要提高段修輪對收入的外觀檢查質量，確保踏面狀態不良輪對均得到旋修，各部尺寸滿足限度要求；充分發揮5T系統對運用車輛輪對的監控作用，對車輪踏面剝離、擦傷及局部凹陷超限輪對及時旋輪或換輪，防止因輪對故障引發運用軸承損傷導致軸承的早期失效。

3．2提高承載鞍鞍面檢修質量現行檢修規程中要求對新制承載鞍內鞍面實行4點檢測，建議車輛段修時對檢修承載鞍實施4點檢測，保證內鞍面各部尺寸限度；其次建議提高承載鞍內鞍面的加工精度，確保承載鞍內鞍面與軸承外圈的接觸質量。

3．3加強開蓋軸承的防護在整修輪軸檢修過程中，建議對開蓋后的軸承及時加戴防護套，作業期間應隨卸隨戴，防止浮塵附著在軸端；其次應設法改變現行的輪軸除銹方式，杜絕輻板孔打磨及軸承外圈除銹這種開放工的作業方式，確保輪軸檢修作業區的環境質量。

3．4加強輪軸收入時軸承轉動檢查設置專職軸承轉動檢查工，嚴格輪軸段修時軸承的“三檢制”制度，確保工作者、工長、質檢員對軸承百分之百的轉動檢查，提高故障軸承的發現率，防止故障軸承漏網裝車。

3．5加強軸承運用中紅外線監控紅外線軸溫探測系統是現行最有效的預防熱軸的高科技手段，我國鐵路車輛因大量采用了該系統對運用車輛的軸溫實施實時監控，使得近年來車輛發生熱切軸的可能性明顯降低，所以應加強對運用軸承的紅外線實時監控，確保失效軸承及時得到控制。

3．6提高軸承造修質量通過改善軸承熱處理工藝、提高軸承裝配精度等手段，提高軸承的硬度、強度、耐磨性、接觸疲勞壽命及抗腐蝕、抗銹蝕、抗氧化等能力，確保軸承組件質量從源頭上得到控制。