铁路货车运用工作中预防和发现滚动轴承故障的方法与思路

铁路货车运用工作中预防和发现滚动轴承故障的方法与思路

张良

国家能源集团铁路装备公司准格尔分公司， 内蒙古 鄂尔多斯 010300

摘要：当前，我国既有运营的铁路主型货车车辆已经全部实现了滚动轴承化，然而，随着新型铁路车辆载重量的不断增加和运行速度的不断提高，机车车辆在运用中暴露出来的轴承失效问题愈加突出。如何预防和发现滚动轴承燃轴、切轴故障成为铁路车辆运用工作的重要任务。这里面最为关键的问题是：首先通过5T设备和人工检查等方法，科学辨识早期故障征兆，准确发现滚动轴承故障，及时发布预警信息，最大限度地将轴承故障的危害控制在萌芽状态，进而达到保证车辆安全运行的目的。在实际工作中，只有了解和掌握了滚动轴承的常见故障类型、熟练故障的检查判断方法、定位诱发故障的关键点，不断地积累总结早期发现滚动轴承故障的方法和经验，找出突破点，并在轴承的生产制造、定期检修等环节进行质量控制，才能确保行车运输安全。

关键词：科技创新；方法思路

1 常用轴承型号及轴承构造

我国铁路通用货车滚动轴承主要有197726轴承、SKF197726轴承、352226X2-2RZ型轴承。此外，还有用于25t轴重货车的197730型、353130X2-2RZ型、353130A （C）型、353130B紧凑型轴承等。

轴承主要由后挡、密封座、内圈、外圈、滚子、塑钢保持架、中隔圈、密封罩、密封圈等零部件组成。轴承两端均带有密封装置，用一个承载鞍座与转向架连接。

2 轴承故障类型及危害

1.滚动轴承常见的故障包括：碾皮、热变色、麻点、腐蚀、电蚀、与承载鞍配合不良故障、裂损或裂纹、磕碰伤、擦伤、烧附、剥离、微动磨损、保持架伤损、内圈拉伤、划伤、凹痕等七大类20种小类型。以上这些故障均是造成轴承发热及燃、切轴的潜在因素，造成这些因素除制造和检修质量等自身缺陷外，诱发滚动轴承故障的原因在后面详细介绍。

2.滚动轴承是铁路车辆走行装置中重要的组成部件，质量可靠的轴承是保证铁路车辆能够快速高效、安全运输旅客和货物的关键因素。近十年来，随着国民经济快速发展，铁路运输量持续增加，铁路车辆周转频繁，在日常运用中，因制造工艺、使用环境、货物超载及金属疲劳等原因，不可避免的出现了各种故障，其中，轴承故障是对铁路运输秩序危害性极大的一类典型故障，轮轴沿轨道运行时，受冲击力、牵引力、摩擦力、垂直震动力等多种作用力的影响，各部件在长期的交变载荷作用下逐渐产生磨耗、缺损、裂纹、锈蚀、润滑油变质、密封失效等现象，轴承运行品质随之发生变化，在超过规定的限度时，容易引发燃轴、切轴等事故，轻则引起列车中途停车，影响列车正常运行时间，重则造成车辆脱轨颠覆，给人民生命财产造成重大损失。

3 诱发轴承故障的关键点

车辆滚动轴承缺油、轴向游隙过大，滚子滚道剥离、滚子破碎等都是造成轴承温升超限的因素，但是结合铁路车辆运用故障大数据分析结果，发现超过70%的故障原因都汇聚在一个点上：即车轮踏面故障是造成轴承故障的主要诱因，车轮踏面出现擦伤、剥离、缺损后，附加冲击力增加，高频振动引起轴承各部结构位移、变形、磨耗加剧、直至破损甩油。

因此说，车轮踏面发生技术缺陷就是造成滚动轴承故障的主要原因。车轮踏面技术缺陷包括：擦伤、剥离、局部凹下、碾堆、椭圆轮等。保持架破碎的轴承，其车轮踏面绝大多数都是超过运用限度的缺陷。有的车轮踏面擦伤后，5T设备和未及时被发现和预警，继续带病运行，车轮在载重和高速状态下，经过长期反复碾压，其擦伤深度与长度均已发生变化，深度变浅了，长度缩短了，说明车轮在形成擦伤后，已经运行了很长时间、很长距离，已属陈旧性擦伤。由于车轮在踏面有缺陷的情况下继续运行，（包括以上介绍的情况），轴承反复受到附加冲击力的损害，损害最严重的就是内部最薄弱的配件，保持架产生疲劳、断裂，从而导致滚动轴承热轴的发生。

4 预防和发现轴承故障的突破点

在铁路车辆运用中，由于滚动轴承故障探测技术的局限，5T系统等探测手段尚不完善，造成列检作业人员发现滚动轴承故障有难度。但从滚动轴承故障的发展过程来看，列检作业人员捕捉早期滚动轴承故障征兆还是有很多机会的。滚动轴承从萌生故障到燃、切轴有一个较长时间过程，早期会出现多种情况异常现象，（甩油、发热、异音等）及车轮踏面缺陷，尤其是陈旧性缺陷，都给列检人员现场判断滚动轴承状态提供了辨识条件。

因此，在红外线轴温智能探测跟踪系统（THDS）可以预报轴承温升，货车滚动轴承早期故障轨边声学诊断系统（TADS）可以预报异响的前提下，列检作业人员还应结合滚动轴承“七字检查法”：通过听、看、摸、捻、转、诊、鉴，重点加强对车轮踏面及滚动轴承外观检查，确认甩油的油脂状态，判断轴承转动的声响和卡阻情况，这是发现故障轴承的突破点。

5 勤于实践、重视培训

现代认知心理学研究发现：在同一时间内，人们通过语言和文字能接受30%的知识，通过彩色视频可接受60%，而通过实物则可接受80%，这是因为语言文字性成分多，纳入人们的认知框架，必须先还原成“形”。在实际工作中，培训滚动轴承的结构原理和故障判断经验，是存在一定困难，因为轴承是一个封闭式结构，不直观。为了使列检人员尽快掌握故障轴承的判断方法，必须要拓展培训思路、创新培训方法。在发现故障滚动轴承后，管理人员要组织作业人员对故障轴承的油脂状况、转动声响等进行观察体验，亲自感受转动检查时的响声和手感，了解响声发出的部位及卡阻情况，相关部门在轴承退卸鉴定后应及时向基层车间反馈退卸情况和鉴定的结果。这样有利于帮助列检作业人员不断积累工作经验。采用实物教具教学，直观性和效果是最好的，也是搞好职工培训的一种重要手段。各级厂段、车间、班组应有目的地保留一些具有代表性典型故障特征的滚动轴承和轮对，制作成专用实物教具。这样在职教培训过程中便于讲解分析、交流经验、有助于加深职工对滚动轴承故障系统性的认识，进而让职工掌握预防和发现滚动轴承故障的专业技能。

6 结论

铁路车辆运用安全是一个永恒的课题，随着中国铁路向着重载高速的方向发展，对铁路车辆的日常检修质量的要求越来越高，滚动轴承作为车辆重要部件，也是其主要受力部位，在车辆运行速度和载重量普遍提高的同时（客车最高运行速度超过300km/h，货物列车最高运行速度超过120km/h），我们一方面要做好源头卡控，提高轴承制造和检修质量，严把质量关，防患于未然；再一方面，要对在现场运用中出现的各类轴承故障必须高度重视，做好故障跟踪盯控及相关信息反馈，通过数据统计分析，掌握其发展规律，制订对应防控措施和应急处置预案。当前，大量新型铁路车辆投入营运，未来轴承故障的将会以何种状态呈现，以及它对车辆的正常运用及维修将会造成何种影响，是我们今后还要继续研究的新课题。我们还需要在未来的生产实践中不断地探索，加强对新的科学技术的学习，坚持不懈的总结经验，继续针对铁路车辆运用故障应急处置方法继续探讨和研究，努力提高提升一线列检作业场的故障处置能力，为保障列车安全、正点运行做出我们应有的贡献。

参考文献：

[1] 中华人民共和国铁道部. 铁路货车轮轴组装、检修及管理规则. 北京：中国铁道出版社，2007. 2.

[2] 中华人民共和国铁道部.铁路货车运用维修规程.北京：中国铁道出版社，2010.

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