352226X2-2RZ型軸承密封罩脫落原因及改進措施

湯太平

(鄭州鐵路安全監督管理辦公室駐鄭州北車輛段驗收室，鄭州 450053)

1 現狀

鐵路貨車軸承是鐵路貨車車輛走行部件的核心組成部分，也是最容易發生故障的部件之一，其運行狀態直接關系到鐵路運輸的安全。長期以來，因軸承密封失效造成的熱軸、切軸事故，給鐵路運輸和國家財產帶來了巨大的損失。據統計，2011—2012年間，全路共發生352226X2-2RZ型軸承熱軸故障606個，其中由于密封罩松動或脫落造成的故障176個，占所有軸承故障的29.04%(表1)。因此，解決該型軸承密封罩松動或脫落的問題已刻不容緩。下面從352226X2-2RZ型軸承造修及運用方面分析造成密封罩松動或脫落的具體原因，同時提出一些改進建議以供參考。

2 原因分析

2.1 外圈牙口加工質量

軸承外圈牙口的加工質量對密封罩的緊固狀態至關重要。經過對多起密封罩脫落故障統計分析，發現大部分是由于軸承外圈牙口止口槽制造原因而導致的。

2.1.1 牙口與端面倒角加工不符合要求

按照352226X2-2RZ型鐵路貨車軸承加工工藝要求，外圈牙口與端面處有3 mm×0.9 mm的倒角(圖1)，而且倒角內側的棱角要求做倒鈍處理。經過對各廠的軸承檢測發現，能嚴格按此工藝標準落實的并不多，存在的主要問題是軸承外圈在制造過程中熱處理后沒有進行硬車倒角，導致少數軸承的倒角沒有達到工藝要求(圖2)，這樣容易使軸承密封罩外徑凸臺(圖3)在壓裝時被剪切掉，從而導致密封罩與軸承外圈牙口配合功能下降，軸承裝車運行后隨著輪軌劇烈振動，軸承密封罩極易發生松動或脫落。

圖1 外圈牙口與端面倒角

圖2 外圈倒角局部圖

圖3 密封罩外徑凸臺

2.1.2 外圈牙口止口槽尺寸不符合設計要求

為確定密封罩容易脫落的原因，對出現密封罩脫落故障的軸承進行全面檢測，發現故障軸承大部分都存在外圈牙口溝槽尺寸不符合圖紙要求的問題。溝槽設計尺寸為：槽深(0.7±0.2 )mm，寬(2.7±0.25)mm，牙口面與溝槽有45°倒角(圖1)，而實際檢測發現，有些軸承牙口溝槽尺寸低于規定值的下限。分析發現，主要是由車加工止口槽時刀具磨損，使加工出的止口槽實際尺寸與設計尺寸不一致，后期又沒有有效的方法修正所致。

2.2 密封罩質量

2.2.1 密封罩生產工藝不完善

目前鐵路貨車軸承的密封罩大多采用08Al冷軋薄鋼板經過冷沖、拉伸成形、精車、表面磷化處理等多道工序加工而成，由于密封罩為薄壁件，正確合理地裝夾是加工的關鍵，而且密封罩大端外徑及牙口不僅有尺寸要求，對同軸度、圓柱度和圓跳動量的要求也較高(圖3)，所以對加工工藝要求很高。而各密封罩制造廠家工藝水平高低不一，產品質量參差不齊。另外，密封罩成形后存在一定的橢圓現象，給中間產品的檢測帶來一定的不確定性，這一系列因素將對產品最終的質量產生很大的影響[1]。

2.2.2 密封罩牙口凸臺寬度及高度尺寸偏下限

2.3 密封罩壓裝

2.3.1 密封罩與軸承外圈壓裝選配不合理

《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規則》規定:密封罩牙口與軸承外圈牙口的配合過盈量須達到0.15 mm及以上，并且壓裝后須進行不小于122.5 N·m的扭矩檢測[2]。一方面在軸承造修作業過程中，造修單位一般采用通配方式選配密封罩，這就使所有軸承壓裝的密封罩外徑公差基本在一個范圍內，實際上大修軸承或一般檢修軸承由于諸多原因牙口內徑一般比新造軸承牙口內徑大，這就要求用于大修軸承或一般檢修軸承的密封罩外徑要比用于新造的大，否則壓裝后無法達到0.15 mm的過盈量要求。另一方面檢測儀器、測量人員導致的測量誤差，以及作業人員未嚴格落實工藝要求進行選配等，也會造成密封罩與外圈的配合過盈量達不到規定要求，從而影響密封罩與外圈的配合性能。

2.3.2 密封罩壓裝質量不高

密封罩與外圈的組裝由外圈牙口與密封罩牙口配合而成，正常組裝后密封罩立面應位于外圈端面內側，且相對距離有規定限度。實際壓裝過程中由于壓裝密封罩的壓裝力未達到規定值、模具或胎具性能不良、壓裝人員操作不當等，都可能導致密封罩壓裝不到位、密封罩壓偏、油封卡死等情況[3]。另外，壓裝人員及質量檢查人員未認真履行檢查程序，未全部對軸承密封罩進行扭矩檢測，都將增大問題軸承出廠的概率。

3 改進措施

3.1 改進外圈牙口加工工藝

對外圈牙口與端面處3 mm×0.9 mm倒角內側棱角先進行粗磨，然后采用數控車床硬車(國外已有此加工工藝)，使倒角面與牙口面圓滑過渡。改進工藝后壓裝密封罩時密封罩牙口凸臺部分就不會被棱角剪切掉，而且更容易壓裝(大修鐵路貨車軸承也可參照此加工工藝)。

3.2 確保外圈牙口止口槽的加工精度

外圈牙口槽深尺寸公差過大會降低外圈牙口止口槽處所能承受的應力，公差過小止口槽過淺密封罩壓入后容易松動脫落，故應嚴格按圖紙要求進行加工，保證牙口止口槽的加工精度。止口槽加工成形后，要嚴格測量相關尺寸，對于不符合限度要求的可采用硬車加工成形(大修鐵路貨車軸承也可參照此加工工藝)，直到符合要求。

3.3 改善密封罩生產工藝

3.4 密封罩的采購

3.5 改進密封罩的壓裝

軸承生產廠家和檢修單位在壓裝密封罩時，應做到全數檢測選配，公差按上限，防止壓裝使用不合格或達不到過盈量要求的密封罩。同時務必確保壓裝設備性能良好，壓裝操作完成后嚴格進行外觀及轉動檢查，確保壓裝到位且沒有壓偏，并須全部進行扭力矩檢測，在規定扭矩下不得松動，杜絕由各種壓裝原因而導致的密封罩脫落故障的發生。