機(jī)冷車軸承麻點(diǎn)原因分析與改進(jìn)建議

摘 要：麻點(diǎn)故障是滾動軸承常見的故障之一，其嚴(yán)重影響軸承的使用。基于此，本文通過分析機(jī)冷車滾動軸承麻點(diǎn)的基本情況，探討軸承麻點(diǎn)原因，然后針對麻點(diǎn)缺陷提出改進(jìn)措施，大大提高了軸承麻點(diǎn)缺陷的產(chǎn)生周期，降低了檢修成本，提高了檢修質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：滾動軸承；麻點(diǎn)；原因；措施

中圖分類號：U279 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）01-0134-03

Analysis of Bearing Pock Formation Process on Mechanically

Refrigerated Wagon and Suggestions for lmprovement Measures

MAO Jianwei

（China Railway Special Cargo Zhengzhou Mechanically Refrigerated Wagon Factory，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： On the rolling bearing fault is one of the common faults， which seriously affects the use of bearing. Based on this， this paper through the analysis of basic situation of rolling bearing pitting machine cold car， bearing on pitting reasons， and then put forward the improvement measures for the pock flaws was greatly improved， the periodic bearing pitting defects， reduce maintenance cost， improved the quality of maintenance.

Keywords： rolling bearing； pock；cause；measures

1 研究背景

鐵路機(jī)械冷藏車（以下簡稱“機(jī)冷車”）是冷藏運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)代運(yùn)輸工具之一，其走行部采用的是滾動軸承，滾動軸承的摩擦屬于滾動摩擦。由于滾動摩擦，起動及運(yùn)行阻力都較小，可以增加機(jī)車牽引噸數(shù)；由于滾動摩擦，在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量少，適于高速度、長距離行駛；由于滾動摩擦，運(yùn)行阻力與氣候無關(guān)，且檢修周期長，維修費(fèi)用減少；由于滾動摩擦，軸頸不磨耗，車軸使用壽命延長。目前，鐵道機(jī)車車輛采用的全部是滾動軸承，其承受垂直力和橫向力，在機(jī)車車輛運(yùn)行中情況復(fù)雜，滾動軸承狀態(tài)好壞將直接影響機(jī)車車輛的安危。

鄭州機(jī)保段配屬的B10單節(jié)型機(jī)冷車、B23型機(jī)冷車及原東德進(jìn)口B22型機(jī)冷車全部使用的為滾動軸承，軸承型號主要為NJ（P）3226X1。滾動軸承作用比較安全可靠。但是，近年來車輛熱軸、燃軸現(xiàn)象時有發(fā)生，嚴(yán)重影響鐵路的運(yùn)輸安全。為了減少機(jī)保車軸承熱軸、燃軸事故的發(fā)生，通過軸承檢修環(huán)節(jié)來分析軸承缺陷，消除軸承缺陷，以保證機(jī)保車軸承運(yùn)行安全[1]。鄭州機(jī)保段2017年1—7月份滾動軸承故障如表1所示。

從對鄭州機(jī)保段2017年1—7月份滾動軸承檢修中發(fā)現(xiàn)的故障統(tǒng)計可以看出，滾動軸承麻點(diǎn)故障占故障總數(shù)的45.36%。可見，麻點(diǎn)故障比例最大，現(xiàn)在對滾動軸承麻點(diǎn)進(jìn)行原因分析。

2 滾動軸承麻點(diǎn)的基本情況

軸承麻點(diǎn)就是在軸承的內(nèi)圈、外圈、滾子、平擋圈的外表面有針尖狀的很細(xì)的一個或多個細(xì)小坑點(diǎn)，軸承麻點(diǎn)的特點(diǎn)：呈現(xiàn)黑色針孔狀的微小凹坑；有的麻點(diǎn)還具有一定深度，單個、多個或密集出現(xiàn)。軸承麻點(diǎn)的分布情況是：出現(xiàn)在軸承內(nèi)、外圈滾道面和滾子滾動面上，還有滾子球基面或內(nèi)圈滾子引導(dǎo)面上。在軸承檢修過程中，對軸承麻點(diǎn)進(jìn)行分類，麻點(diǎn)直徑大于0.2mm時，軸承報廢[2]。

3 軸承麻點(diǎn)原因分析

3.1 滾動軸承的新造質(zhì)量

滾動軸承制造的基本過程為軸承零件制造、檢查、退磁、清洗、防銹、裝配及成品。在軸承制造的基本過程中，為了保證滾動軸承制造質(zhì)量，就需要采用一些工藝，如熱處理就是保證軸承運(yùn)行具有良好的運(yùn)行品質(zhì)，機(jī)加工主要是保證軸承各部尺寸及光潔度符合標(biāo)準(zhǔn)。若熱處理不當(dāng)，有些滾子金相組織過熱后，塑性變壞，脆性較大，會造成軸承硬度達(dá)不到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)度降低，在軸承運(yùn)行中很容易造成軸承工作面應(yīng)力集中，過早產(chǎn)生微觀裂紋并逐漸發(fā)展成凹坑狀的麻點(diǎn)。

3.2 滾動軸承運(yùn)行環(huán)境

鄭州機(jī)保段配屬的機(jī)保車和一般貨車一樣在全國運(yùn)行，影響滾動軸承運(yùn)行的因素很多，如我國南北氣溫溫差大、機(jī)保車貨物車廂的裝載情況、鐵路線路的質(zhì)量、鐵路鋼軌接頭及鐵路鋼軌焊縫、機(jī)保車車輛運(yùn)行速度和輪軸質(zhì)量狀況及車輪踏面狀態(tài)等。車輪踏面故障對滾動軸承的危害更為嚴(yán)重，車輪踏面故障有踏面剝離和踏面擦傷，由于機(jī)保車高速、重載，在機(jī)保車運(yùn)行過程中，踏面剝離和踏面擦傷對車輪踏面沖擊力大，而這種沖擊力相應(yīng)地又傳導(dǎo)給滾動軸承，容易在滾動軸承表面產(chǎn)生壓痕，造成干摩擦，破壞軸承潤滑環(huán)境進(jìn)而逐漸發(fā)展成凹坑狀的麻點(diǎn)。

3.3 滾動軸承裝配方面

3.3.1 滾動軸承的徑向游隙。徑向游隙是指軸承內(nèi)外圈滾道與滾子的間隙的總和，徑向游隙包括自由狀態(tài)下及組裝狀態(tài)下兩種。自由狀態(tài)與組裝狀態(tài)差0.05mm左右。《鐵路機(jī)械冷藏車段修規(guī)則》中規(guī)定組裝后徑向游隙為0.06～0.18mm，對于徑向游隙，主要是考慮過盈組裝后，內(nèi)外圈膨脹的游隙減少量；內(nèi)外圈溫度差產(chǎn)生的徑向游隙的減少量；內(nèi)外圈受力，滾道成橢圓形后產(chǎn)生的徑向游隙的減少量，軸承在工作負(fù)荷下，滾子與套圈產(chǎn)生彈性變形，徑向游隙增大的數(shù)量。綜合這些因素確定范圍，在工作中，其測量方法是：軸承在自由狀態(tài)下，當(dāng)內(nèi)圈不動、外圈和滾子轉(zhuǎn)動時，在不同直徑方向測量軸承下部滾子與內(nèi)圈的游隙，測量3處，然后計算其平均值，所得結(jié)果即為徑向游隙。若徑向游隙過小，滾動軸承的滾子轉(zhuǎn)動受限，容易產(chǎn)生溫升，繼而導(dǎo)致滾動軸承的滾子熱脹，滾動軸承的滾子轉(zhuǎn)動更加困難，滾動軸承的滾動摩擦變?yōu)榛瑒幽Σ粒诮饘俦砻嬷饾u發(fā)展成凹坑狀的微小坑點(diǎn)。若徑向游隙過大，滾動軸承的滾子受力不均，一些滾子負(fù)荷增大，使?jié)L動軸承的滾子過早疲勞。

3.3.2 滾動軸承的軸向游隙。如果軸向游隙過小，軸承在轉(zhuǎn)向架傾斜或輪對蛇形運(yùn)動時，滾子端部與內(nèi)外圈擋邊端部加劇摩擦，機(jī)車車輛通過彎道時滾子被卡住，在軸承內(nèi)部滾子滾動變成滑動，使軸承非正常工作，形成干摩擦，在金屬亞表面層形成微觀裂紋。

3.3.3 滾動軸承滾子的直徑差。在滾動軸承滾子的檢修中，《鐵路機(jī)械冷藏車段修規(guī)則》規(guī)定同組滾子直徑相互差不得超過0.002mm，這個限度是很小的。如果同一盤軸承中的14個滾子直徑差超過0.002mm限度，直徑大的滾子承受的擠壓力比直徑小的滾子承受的擠壓力大得多，直徑大的滾子出現(xiàn)應(yīng)力集中，減少其使用壽命，在金屬亞表面層形成微觀裂紋，并逐漸發(fā)展成凹坑狀的微小坑點(diǎn)。圖滾子示意圖見圖1。

3.3.4 滾動軸承滾子的長度差。《鐵路機(jī)械冷藏車段修規(guī)則》規(guī)定：同組滾子長度相互差不大于0.010mm。NJ（P）3226X1型提速軸承滾子兩端不是平面，而是球基面，既然滾子兩端為球基面。這給測量滾子長度帶來了困難。鄭州機(jī)保段在檢修中是按照離滾子滾動面為3.25mm的位置為測量點(diǎn)。這就使測量滾子長度具有可操作性，便于檢測出滾子長度。當(dāng)滾子長度超過0.010mm限度，長度較長的滾子承受的載荷較大，出現(xiàn)應(yīng)力增大或集中，降低疲勞強(qiáng)度，在金屬亞表面層形成微觀裂紋，并逐漸發(fā)展成凹坑狀的微小坑點(diǎn)。

3.3.5 滾動軸承的保持架。NJ（P）3226X1型提速軸承用工程塑料保持架，保持架材質(zhì)采用玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺制造。在保持架的檢修中，塑鋼保持架與滾子組件接觸的任何邊緣及非工作面應(yīng)平整、光滑，有毛刺時使用200號金相砂紙打磨干凈。有變形時該保持架報廢，更換為同廠家、同型號的新品塑鋼保持架。但是，變形不好界定，工作者根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)容易出現(xiàn)差錯。對保持架縮口磨損沒有進(jìn)行很好的檢測，造成滾動軸承的保持架磨損，其微小顆粒進(jìn)入滾道面，破壞軸承工作環(huán)境，使?jié)L動軸承形成微觀裂紋，并逐漸發(fā)展成凹坑狀的微小坑點(diǎn)。

3.3.6 滾動軸承的平擋圈。NJ（P）3226X1型提速軸承內(nèi)圈有一個活動平擋圈，對于平擋圏，在檢修中要求內(nèi)側(cè)面及溝槽不得存在毛刺，各表面有輕微的銹跡、磕碰傷、劃傷時打磨，工作者對于平擋圏的檢修重視不夠，平擋圏沒有隨同套軸承內(nèi)外圈和滾子一塊檢修，有輕微的銹跡、磕碰傷、劃傷時也不做處理，在軸承與軸箱組裝過程中，平擋圈刻字面沒有朝外，在軸承工作中，平擋圈與滾子配合面端部加劇摩擦，使軸承非正常工作，形成干摩擦，在平擋圈與滾子配合面端部形成微觀裂紋。

3.4 滾動軸承潤滑系統(tǒng)

滾動軸承使用潤滑脂的目的：潤滑脂具有良好的機(jī)械安定性，在使用過程中不會變稀而流失，能較好地附著在軸承內(nèi)，起到良好的潤滑作用，減少軸承內(nèi)各零件之間的磨擦；在運(yùn)用軸承的過程中，在一定壓力下，軸承表面金屬磨下來的金屬微粒與空氣中的氧氣反應(yīng)，產(chǎn)生帶酸性的氧化物，這種酸性的氧化物將使?jié)櫥В蚴馆S承表面金屬出現(xiàn)腐蝕斑點(diǎn)，潤滑脂中添加了防銹劑和抗氧化劑，具有良好的抗氧化、抗腐蝕性能和抗水性能，能防止軸承零件銹蝕，防止水分進(jìn)入軸承；潤滑脂具有良好的膠體安全性，在運(yùn)用中不會發(fā)生油皂分離現(xiàn)象，起到良好的潤滑作用，且潤滑脂填充在軸箱密封曲路部分間隙內(nèi)能防止灰塵、水分等臟物進(jìn)入軸承。由此可見，潤滑脂對軸承工作至關(guān)重要。

3.5 滾動軸承外部原因

滾動軸承在工作過程中，其內(nèi)圈與輪對軸頸采用過盈配合，內(nèi)圈與軸頸成為一個整體，軸頸的圓度和圓柱度將直接影響軸承內(nèi)圈的圓度和圓柱度；軸箱與滾動軸承外圈為間隙配合，軸承軸箱橢圓度會影響軸承外圈的不圓度，改變軸承在工作中的正常限度。

滾動軸承在檢修過程中，需要對軸承零件進(jìn)行磁粉探傷檢查，以發(fā)現(xiàn)軸承零件近表面的一些缺陷，在對軸承零件進(jìn)行探傷時，由于工藝的需要，需要對軸承零件進(jìn)行噴灑磁懸液及充磁，這樣軸承零件表面有可能留有磁粉，在探傷完以后退磁時，軸承零件剩磁有可能過大，剩磁過大就相當(dāng)于軸承零件變成了磁鐵，很容易吸附周圍的鐵屑，殘留在軸承零件表面的磁粉清理不干凈留在軸承退刀槽內(nèi)，在軸承工作中，拉傷軸承零件表面，引起軸承金屬表面過早疲勞。

在軸承檢修過程中，對于軸承檢測、組裝、存放間環(huán)境質(zhì)量都有相應(yīng)要求，溫度要求為16～30℃，相對濕度≤60%。但是，濕度高、落塵量大、水汽、灰塵進(jìn)入到軸箱內(nèi)部的機(jī)率就大，在軸承工作中，影響正常的潤滑，引起軸承零件表面的銹蝕。

組裝好的輪軸在存放期內(nèi)，軸箱每半月轉(zhuǎn)動一次，每次應(yīng)轉(zhuǎn)動2圈以上，防止軸承滾道銹蝕。由于輪軸堆碼存放二層到三層，限制了軸箱的轉(zhuǎn)動，無法防止軸承滾道銹蝕，造成軸承零件銹蝕，在軸承工作中容易造成軸承零件麻點(diǎn)。

4 軸承麻點(diǎn)改進(jìn)措施

①認(rèn)真做好軸承和潤滑脂入段前的抽驗(yàn)檢查，未做檢驗(yàn)或檢驗(yàn)不合格均不能投入使用。采購的軸承必須從外觀情況（包括包裝及證件，內(nèi)、外圈及滾子，保持架）、軸承轉(zhuǎn)動靈活性、軸承各部尺寸及配合尺寸及軸承內(nèi)、外圈、滾子、平擋圏的硬度（HRC）等方面進(jìn)行檢查，必要時可以去軸承廠家進(jìn)行抽樣檢查確認(rèn)，確保軸承質(zhì)量。采購潤滑脂每桶都要從工作錐入度、滴點(diǎn)、鋼網(wǎng)分油、水分、相似黏度及雜質(zhì)含量6個項(xiàng)目進(jìn)行化驗(yàn)，化驗(yàn)結(jié)果合格以后方能使用，以保證所用潤滑脂達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

②在軸承檢修中，要做到精檢細(xì)修，各部尺寸和配合尺寸符合限度。第一，滾子長度與直徑的檢測；第二，組裝以后軸向游隙和徑向游隙；第三，測量軸頸與軸承內(nèi)圈尺寸；第四，測量軸箱內(nèi)壁與軸承外圈尺寸，保證其配合間隙。

③加強(qiáng)工程塑料保持架和平檔圈的檢修，塑鋼保持架與滾子組件接觸的任何邊緣及非工作面應(yīng)平整、光滑，有毛刺時使用200號金相砂紙打磨干凈。有下列情況之一時，該保持架報廢。第一，塑鋼保持架缺肉，裂紋、分層有可見的玻璃纖維或明顯的熔接線；第二，塑鋼保持架非工作面塑鋼材料凸出高度大于0.2mm，或機(jī)械性損傷，如劃傷、磕碰等缺陷，深度超過0.3mm；第三，塑鋼保持架發(fā)生傷損、外觀檢查中發(fā)現(xiàn)裂紋（未斷開）時；第四，塑鋼保持架上無制造單位代號、3226X1、模具號、制造年月等標(biāo)記或標(biāo)記不清晰時；第五，保持架縮口有磨損的。對于平檔圈必須隨軸承一塊檢修，平擋圈報廢時，更換同廠家、同型號、同材質(zhì)的新品平擋圈。

5 結(jié)語

滾動軸承麻點(diǎn)產(chǎn)生的原因是多方面的，本文主要論述了麻點(diǎn)產(chǎn)生的原因和整改措施，以降低軸承檢修成本，提高軸承檢修質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐵路機(jī)械冷藏車段修規(guī)程[M].北京：中國鐵道出版社，2015.

[2]鐵路客車輪軸組裝檢修及管理規(guī)則[M].北京：中國鐵道出版社，2013.