論機車電機軸承品質的影響因素及預防

王 佞 ，劉建敏，李 苗

（1.華北電力大學，河北 保定07100；2.保定職業技術學院，河北 保定071000）

在各種機械設備、運輸工具中，軸承的使用相當普遍，是一個非常重要的部件。軸承在工作過程中，由于自身品質、裝配精度以及保養等多方面原因，都會造成諸如磨損、燒損、變形裂紋等品質問題。這些，無疑會給運轉中的機械設備帶來嚴重的影響。假若發生在高速運行的運輸工具上，后果將更加嚴重，這里將拖動整列列車的牽引電機中的軸承為課題，研究探討牽引電機軸承品質的影響因素以及解決問題的方法。

由于機車的運行以及電機本身工作時的轉動，高頻率的震動無時無刻不在考驗著電機軸承。所以在機車設計時，將牽引電機軟懸掛在橫梁上，而不是固定在機車上。對于電機軸承的設計選擇，使用的是抗震、耐壓、抗沖擊性能好、能夠承載重的負荷的“向心圓柱滾子軸承”。盡管如此，電機軸承由于固死、切軸、掃膛等現象而引發的機械故障仍不在少數。如此一來，更換電機的數量大大增加，電機維修的成本和工人的勞動強度增大，并且嚴重影響了行車安全。

如何切實減少此類故障的發生率，是分析、研討解決問題的關鍵。掌握其運行、受力等方面的原因和規律，嚴格工藝流程，強化和提高技術要求及人為因素，卡控維修作業一體化，保證其正常合理地運行，究其問題根源所在，才能徹底地將故障隱患消滅在始發因素之中。

1 影響軸承品質的因素

軸承結構簡單，但受力復雜，是從靜態到動態的橋梁。軸承高故障率的原因，是多方面的：有由速差引發的游隙影響，由溫升過高引發的保持架影響，因技術問題引起的裝配影響，人為因素引發的潤滑影響等，每一種影響都會嚴重干擾電機的正常運行，每一種影響對電機的運行都是隱患。

1.1 游隙的影響

由于內套與外套通過滾體作相對運行，它們之間必須有一定的間隙，即游隙。其大小對軸承的壽命、溫升以及噪音，都有極大的影響。滾動軸承的游隙分為兩大類：徑向游隙和軸向游隙。

（1）徑向游隙。按工作狀態不同，可分為：原始游隙、配合游隙、工作游隙。三者的關系，是配合游隙永遠小于原始游隙。一般情況下，工作游隙大于配合游隙。

軸承在生產制造過程中，因加工尺寸的偏差或加工精度及表面粗糙度之間的差別，它們是在符合尺寸限度要求的范圍內存在一定偏差的。但是安裝在軸和孔內時，由于檢測配合不當，可能就會造成游隙過小。這樣會加速軸承的溫度升高，從而加快了軸承的磨損。

（2）軸向游隙。結構設計上它只承載徑向載荷，不承載軸向力。在正常工作時滾子在滾道上滾動，與滾道底面形成滾動磨擦，而與滾道側高形成復合型油膜接觸。在組裝到電機上時，留有一定的竄動量，如竄動量過大，或裝配間隙不當，無竄動量一端就會與機體側面接觸而產生磨擦，工作時由于側高的裝配磨擦，而產生熱量，使軸承溫升提高、磨損而造成早期的損壞。

1.2 保持架的影響

保持架是組成軸承的4個元件中最易被忽視的部分，它使滾動圓柱之間保持一定的間距，使承載件受力均勻分布。它由軟金屬制成，很容易變形，隨著軸承的工作速度上升到一定程度，保持架和滾珠間較強的慣性力，使其產生極小的形狀偏差，不僅導致運動狀態的惡化，而且會造成磨擦面間溫度升高和潤滑性能的變化，軸承保持架就會加速磨耗，更有甚者，由于保持架的變形，會使保持架鉚釘受力膨出，造成保持架散落而致使電機掃膛，甚至電機固死而造成機械故障。

1.3 材料的影響

滾動軸承的材料，是專用軸承鋼。材質的影響分為先天固有和人為造成的兩個方面。正規大廠生產的產品，基本上都能達到技術要求，具有極高的硬度與耐磨性能，疲勞極限要求高，有可靠的強度和高的機械性能。只有一些非正規廠家生產的以及一些再生軸承的再利用，才會出現批量習慣性的發熱和慣性早期的破壞。對此，除可做細致的外觀檢查測量鑒定外，還可做進一步的金相分析，以確定其材質的優劣。

1.4 潤滑的影響

軸承的潤滑可以減少磨損，同時也起到一定的降溫作用，并可以防止銹蝕。我們機車電機上的軸承所用的潤滑脂是“理基脂”。其物理和化學性能均比較穩定，粘度適中。軸承在運行工作時，隨著轉速的增高，溫度相應升高，潤滑脂不合格，就會隨著溫度的升高而粘度降低，潤滑效果差甚至失去應有的效果，而被部分甩出。此外，由于在工作時，潤滑脂參與磨損，填充過多的潤滑脂，對軸承的散熱極為不利，因而要保證合理的潤滑脂的填充量，也是保證軸承溫升的一個重要環節，一般的填充量為1/3～1/2。為保證其能安全正常的工作，要經常檢查潤滑脂的情況，發現異常要及時更換。

1.5 裝配的影響

裝配過程是在保證某一個裝配單元的裝配精度，能獲得最高的生產率、最長期和最安全的運行條件為基礎的。軸承是一種精密元件，各元件間的高速運動，都會使軸承的滾道面有微小的硬傷，野蠻的拆裝方法、軸承外套的砸入砸出、軸承內套的火烤拆卸及滾動體的承力拆裝等，都會引起軸承的非正常運動而發熱，致使其早期損壞。因此，裝配軸承前，首先要按工藝要求對軸承進行清洗。拆裝要有專用的工具、量具和設備，以確保工作軸承的高品質。

2 預防措施

綜上所述，可以看出電機軸承的損壞，是由諸多因素造成的結果，要預防相應故障的產生，就要從多方面入手，綜合考慮。

2.1 軸承的清洗

新的軸承都涂有防銹油，而且在包裝過程中可能混入細沙和灰塵。因此在除去包裝之后不要急于轉動它，應在汽油中浸泡幾分鐘。清洗時用鬃刷或白綢布輕輕擦洗并慢慢轉動軸承，清洗干凈后，用干燥的壓縮空氣吹干。

2.2 軸承質量的檢查

外觀檢查時，軸承內、外滾道、滾動體面應無劃痕、裂紋和銹跡，保持架無松動變形，滾動體在保持架內滾動輕快、靈活、均勻，沒有顯著的阻滯現象。

對于非調整型軸承，游隙檢查主要是檢查徑向游隙。在軸承未安裝前，應將內套置于外套內，進行自由狀態下的原始游隙的測量。在電機裝配后，要對軸承進行裝配測量，一般用塞尺測量，這是安裝游隙。

2.3 軸承的安裝

對于機車電機所用的分離型軸承，可分別安裝內套和外套，外套的安裝應在端蓋徹底清洗后進行。軸承外套和端蓋孔一般是過渡配合，裝配時可能有過盈，最好采用壓力法和感應加熱法。而內套較多采用電磁加熱法或油浴法。不管怎樣，在裝配工作中操作者應加強責任心，不能違章蠻干，以免為日后電機工作時因軸承安裝問題而埋下隱患。

2.4 潤滑脂的選用填充

目前牽引電機中大都采用理基潤滑脂。要根據具體工作情況，綜合考慮滴點、針入度、氧化安定性和低溫性能等指標。要堅持使用正規廠家生產的潤滑脂，對不同廠家的潤滑脂要進行顏色、粘度的比較，發現異常，不得使用。

3 結束語

總之，軸承在應用中受力十分復雜，影響其品質的因素是游隙、保持架、裝配關系以及潤滑狀況等多方面的，任何一種因素非正常的狀態，勢必會給電機的正常運行造成隱患。因此在使用和維護軸承時，要多方面考慮，從軸承的清洗、軸承外觀和游隙的檢查到軸承的安裝以至使用中潤滑脂的選擇和使用等，只有這樣，才能使電機軸承正常高效地工作。

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