鐵路貨車滾動軸承故障對行車安全的影響及防范研究

張海軍

（西安鐵路局西安東車輛段 陜西西安 710000）

鐵路貨車滾動軸承故障對行車安全的影響及防范研究

張海軍

（西安鐵路局西安東車輛段 陜西西安 710000）

本文分析了鐵路貨車滾動軸承故障對行車安全造成的影響，并提出了加強鐵路貨車滾動軸承故障防范的有效措施，以供參考。

鐵路貨車滾動軸承故障；行車安全；影響；防范措施

1 前言

鐵路運輸在現代交通運輸行業占據著至關重要的地位，鐵路貨車在運行的過程中，一旦滾動軸承出現故障，將會導致嚴重的后果，如成嚴重的人員傷亡和經濟損失，對鐵路交通運輸秩序產生不良影響等。因此，如何防范滾動軸承故障，保證鐵路貨車運行安全已經成為困擾鐵路部門的難題，亟待采取有效的防范措施進行處理。

2 鐵路貨車滾動軸承故障對行車安全造成的影響分析

現階段，鐵路貨車基本已經完全實現滾動軸承化，滾動軸承一旦發生故障，將會影響鐵路運行安全和運輸的通暢性。現階段，滾動軸承故障對行車安全造成的影響主要表現在兩個方面：即熱切軸造成的安全事故、熱軸造成的中途甩車事故，其中熱切軸故障會造成嚴重的人員傷亡和經濟損失，中途停車故障則會對鐵路交通運輸秩序產生不良影響。

事故案例分析。以某列檢站為例，該列檢站現車57輛，運行至某站后，紅外線預報機后第12輛運行方向的右側3軸出現發熱故障，導致其在該該站停車甩車，該故障發生在13：20，13：50恢復運行，造成了行車一般D類事故。經過分析可知，導致該事故的原因是滾動軸承出現問題，密封罩出現圓周方向的外移的現象，用扭力矩測試，密封罩不松動，則表明滾動軸承組裝的過程中，沒有將密封罩壓裝到位，密封罩的牙口凸臺并未壓入到軸承外圈的凹槽中，貨車在運行的過程中，荷載相對較大，導致密封罩出現外移的問題，導致密封罩端面和前蓋端面發生摩擦，密封罩端部的溫度不斷的升高，導致3軸出現激熱故障，最終導致了該停車甩車事故，對鐵路交通運輸產生了一定的影響。

3 加強鐵路貨車滾動軸承故障防范的有效措施

3.1 提高滾動軸承質量

通常狀況下，滾動周抽內部故障都是由于軸承制造質量導致的，例如，材質不能夠滿足設計要求，熱處理工藝不合理等，上述問題都會導致滾動軸承內部出現故障，對行車安全產生巨大的影響。因此，在采購滾動軸承時，鐵路部門應該引入競爭機制，優選工藝水平高、信譽好、質量合格的軸承廠，并且在滾動軸承進入車輛制造部門之前，還應該對軸承的質量進行全面、嚴格的檢查，嚴禁質量不合格的軸承進入到車輛制造部門。同時，滾動軸承用戶還應該制定科學的抽檢制度，對滾動軸承廠商提供的軸承進行抽樣檢查，對于不合格的軸承，堅決不予接收，如果多次抽檢質量都不合格，則應該和上部門反映，解除與該軸承廠商的合作關系，以此保證所有滾動軸承的質量，為鐵路貨車行車安全提供可靠的保障。

3.2 采用科學的診斷措施

通過長時間的檢修工作，對貨車滾動軸承故障的診斷方法和經驗進行總結，并將相關的方法和經驗應用都滾動軸承故障檢測中，能夠有效的提高軸承故障診斷準確度，減少誤判、漏判的問題。現階段，滾動軸承故障的診斷措施主要包括以下幾個方面：

（1）通過感覺振動診斷軸承故障，在油脂的影響下，一些軸承會出現不明顯的異音，采用手感的方法能夠有效的判斷軸承是否存在故障，將手掌放置在轉動的軸承上并轉動外圈，如果軸承的外圈、內圈以及滾子等存在壓痕、剝離等問題，則會出現一定的振動，通過該種方法能夠有效的診斷出軸承是否存在故障，當然，該種診斷方法對檢修人員的技術水平、經驗方面的要求相對較高，在實踐應用的過程中，可以通過應用傳感器的方式診斷軸承是否存在振動現象，例如TADS軌邊傳感器，其主要針對音頻信號的時頻域進行分析，并診斷軸承是否存在故障，其流程圖如圖1所示。

（2）通過異音診斷軸承故障，如果滾動軸承不存在故障，應該能夠靈活、自如的轉動，因為滾子在離開負荷區域時，在重力作用下發生撞擊發出“嘩啦嘩啦”的聲音，隨著轉速的加快，軸承會發出連續的響聲，反復轉動聲音沒有差別，并且不會存在雜音。但是，如果滾動軸承內部存在故障，將會影響軸承轉動的靈活性，并且在轉動的過程中會發出干摩擦的“呲呲”聲或者破碎金屬撞擊的“咔咔”聲，反復轉動聲音存在差別，并且伴有雜音。異音的差別和軸承油脂的狀態和內部故障的損壞程度存在密切的關聯。

（3）通過外觀診斷軸承故障，外觀檢查法主要是對軸承的外觀進行檢查，以此判斷軸承是否存在故障的方法，在檢查過程中，應該先對軸承踏面、輪緣進行檢查，查看是否存在嚴重的粘貼、深的擦傷、缺損以及剝離等問題；其次，應該對密封罩的甩油現象、甩出油脂的狀態進行檢查，如果存在密封罩松動的現象，應該將密封罩拆下進行檢查，如果密封罩甩出的油脂呈點狀或者銀灰色，則表明滾動軸承內部存在金屬粉末或者零件破損。

3.3 紅外軸承測溫系統的應用

圖1 TADS軌邊傳感器振動故障診斷流程圖

紅外軸承測溫系統的工作原理表現為：如果物力的溫度超過絕對零度，則會向外釋放紅外輻射能，即使人們認為很冷的冰塊，也不例外，不同物體的溫度不同，其釋放的紅外輻射的種類也存在一定的差別，并且貨車在行駛的過程中，軸承盒車軸之間的摩擦也會產生一定的熱量，由于軸承屬于鋼制品，當溫度升高后其彈性與剛性逐漸的降低，當溫度超過一定范圍后，將會導致軸承不能夠承受車廂荷載，輕則導致車體變形，嚴重的會導致出現切軸事故、燃軸事故。紅外軸承測溫技術的應用，以選定的參照溫度或者環境溫度為基準，將紅外線軸溫探測器安裝在鐵路的兩側，由探測器檢測車輛軸承的紅外能量，并將其轉換成電信號，如果軸承的溫度較高，則產生的紅外輻射能量越多，紅外探頭輸出的電壓值也相對較高，并且超過一定范圍后，則表明軸承出現故障。紅外軸承測溫系統檢測的熱軸故障波形圖如圖2所示。此外，采用紅外軸承測溫系統，能夠實時的檢測和預報軸承的溫度，一旦檢測出軸承存在溫度異常的現象，則會發出相應的報警信號，將故障排除，以此保證貨車能夠安全、高效的運行。但是，紅外軸承測溫系統在實踐應用的過程中會出現漏報、誤報等問題，則表明該種技術還存在一定的缺陷，需要鐵路部門加強與科研院的合作，不斷的更新、改進和完善紅外探測設備，為鐵路貨車的安全運行保駕護航。

圖2 軸承熱軸故障波形圖

3.4 嚴格落實安裝和檢查工藝

貨車滾動軸承故障有很大一部分原因，是由于安裝人員并沒有嚴格的按照滾動軸承的安裝工藝流程進行安裝，檢修部門也沒有對安裝工藝流程進行監督和管理，這種人為因素會對鐵路貨車運行安全產生非常大的影響。因此，鐵路部門應該嚴格落實安裝和檢查工藝，避免出現密封罩安裝不合理、軸承前蓋后擋溝槽尺寸超限等問題，以此保證軸承安裝施工質量，盡可能的降低滾動軸承故障發生的可能性。

4 結束語

總而言之，導致貨車滾動軸承出現故障的原因眾多，為了保證鐵路貨車能夠安全、高效的運行，應該充分的認識到滾動軸承故障的危害性，并采取各種有效的措施加強方法，避免滾動軸承故障對鐵路貨車行車安全產生不良影響。

[1]王軍，張海軍.鐵路貨車滾動軸承在運行中的故障診斷方法分析[J].哈爾濱軸承，2010，31（1）：8～12.

[2]黃河，張國瑞.鐵路貨車滾動軸承故障聲學診斷研究[J].長沙航空職業技術學院學報，2010，10（1）：44～46.

U279

A

1004-7344（2016）09-0146-02

2016-3-10

張海軍（1979-），男，助理工程師，本科，研究方向為火車車輛故障處理。