淺析車(chē)軸報(bào)廢原因及預(yù)防措施

摘??要：由于車(chē)軸具有不可修復(fù)性，本文從技術(shù)角度分析了退輪時(shí)車(chē)軸拉傷造成的車(chē)軸報(bào)廢原因。為避免和減少因車(chē)軸報(bào)廢率上升所帶來(lái)的成本壓力和資源浪費(fèi)，從檢修、組裝過(guò)程等方面提出有效避免后期大修退輪時(shí)拉傷車(chē)軸的預(yù)防措施。研究表明內(nèi)燃機(jī)車(chē)車(chē)軸報(bào)廢分析也可用于電力機(jī)車(chē)輪對(duì)車(chē)軸預(yù)防報(bào)廢措施中。

關(guān)鍵詞：輪對(duì)解體;車(chē)軸;拉傷;原因分析

中圖分類號(hào)：U279? ????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????文章編號(hào)：2096-6903（2019）04-0000-00

0 前言

車(chē)軸是內(nèi)燃機(jī)車(chē)的關(guān)鍵安全零件，其長(zhǎng)期承受巨大交變載荷作用，且工作條件及其惡劣。車(chē)軸的使用壽命直接影響機(jī)車(chē)的行車(chē)安全和機(jī)車(chē)的檢修成本。因此，降低車(chē)軸在檢修時(shí)的報(bào)廢率對(duì)車(chē)軸的使用壽命具有重要意義。

根據(jù)我公司近年來(lái)對(duì)機(jī)車(chē)大中修中出現(xiàn)的報(bào)廢車(chē)軸情況的統(tǒng)計(jì)，對(duì)造成車(chē)軸報(bào)廢的原因進(jìn)行匯總、分析，研究表明影響DF4B分體輪型內(nèi)燃機(jī)車(chē)輪車(chē)軸使用壽命的主要原因是車(chē)軸的疲勞裂紋，退車(chē)軸時(shí)軸頸（如輪芯座頸、齒輪座頸）的拉傷;其他如軸承頸的碰傷、抱軸頸加工、軸身硬傷和防塵座頸的拉傷加工，超限報(bào)廢等導(dǎo)致車(chē)軸報(bào)廢的原因?yàn)榇我颉?/p>

1 車(chē)軸報(bào)廢原因分析

由于車(chē)軸具有不可修復(fù)性：車(chē)軸除端面外嚴(yán)禁電焊碰火、不允許采用噴涂、電沉積和化學(xué)沉積等方法修復(fù)。輪對(duì)退軸拉傷、消裂紋加工時(shí)，車(chē)軸直徑減小超限，車(chē)軸報(bào)廢。東風(fēng)4B型輪對(duì)裝配示意圖及車(chē)軸形狀、尺寸示意圖如下圖1、圖2所示。

1.1 車(chē)軸探傷直接報(bào)廢

車(chē)軸透聲性超探，透聲性不良，超標(biāo)車(chē)軸報(bào)廢。

1.2 執(zhí)行部文要求的報(bào)廢

執(zhí)行鐵道部文件鐵運(yùn)[2007]128號(hào)關(guān)于印發(fā)《鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輪管理辦法》，如“鑄鋼輪心的輻板裂紋不允許焊修”等及執(zhí)行TB/T1400-2005《機(jī)車(chē)用鑄鋼輪心技術(shù)條件》，如“輪心設(shè)計(jì)壽命為20年”等要求，輪心報(bào)廢更換需退軸時(shí)，車(chē)軸拉傷，超限報(bào)廢。

1.3 整體輪輪對(duì)更換時(shí)從動(dòng)齒輪造成報(bào)廢

整體輪輪對(duì)（如DF8B型）的從動(dòng)齒輪直接套裝在車(chē)軸上，需更換從動(dòng)齒輪時(shí)，退齒輪造成車(chē)軸拉傷，超限報(bào)廢。

1.4 車(chē)軸疲勞裂紋引起車(chē)軸報(bào)廢

（1）在DF4B型輪對(duì)大修中發(fā)現(xiàn)的車(chē)軸疲勞裂紋均發(fā)生在車(chē)軸長(zhǎng)轂輪座上，距齒側(cè)軸端約640mm處。裂紋呈沿圓周方向上不連續(xù)點(diǎn)狀或連續(xù)周線，深度0.3-5mm。

（2）車(chē)軸裝配面軸向應(yīng)力分布特點(diǎn)顯示，車(chē)軸長(zhǎng)轂輪座上產(chǎn)生應(yīng)力集中，易發(fā)生疲勞裂紋。

（3）由于采用單齒傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，輪對(duì)在傳遞力的過(guò)程中，車(chē)軸承受巨大扭矩，其中機(jī)車(chē)啟動(dòng)時(shí)的扭矩為運(yùn)行時(shí)的幾倍。兩邊鑲?cè)氩客瑫r(shí)承受彎曲應(yīng)力的作用，由于扭矩的影響使齒輪一側(cè)的應(yīng)力加大，裂紋產(chǎn)生率要比非齒側(cè)高的多。

（4）輪對(duì)裝配過(guò)程中，在車(chē)軸長(zhǎng)轂輪座上距軸端640-650mm處產(chǎn)生“擠推現(xiàn)象”，形成裂紋源。有時(shí)熱套后超探發(fā)現(xiàn)壓應(yīng)力波因此造成假裂紋的存在。為消除車(chē)軸的疲勞裂紋，退軸會(huì)造成車(chē)軸拉傷。車(chē)削加工拉傷或消裂紋時(shí)，車(chē)軸尺寸超限報(bào)廢。

1.5 車(chē)軸軸頭墩粗及壓彎不可修復(fù)造成報(bào)廢

分體輪輪對(duì)壓卸過(guò)程為：退短轂輪心—退從動(dòng)齒輪—退長(zhǎng)轂輪心。在進(jìn)行壓卸作業(yè)時(shí)，必須遵守油壓機(jī)操作規(guī)程，確認(rèn)壓力機(jī)工作狀態(tài)并保證工作前將油缸中空氣排空避免壓力機(jī)跳噸。退卸過(guò)程中利用車(chē)軸后端小車(chē)調(diào)整車(chē)軸中心線，保證轂孔中心線與油壓機(jī)油缸中心線重合，并以紫銅墊護(hù)套等軟墊防護(hù)軸頭。紫銅墊護(hù)套防止軸頭壓傷，中心線調(diào)整防止車(chē)軸壓彎。輪對(duì)退軸時(shí)超400T（4000kN）壓力致使軸頭墩粗、壓彎。車(chē)軸需加工時(shí)，造成車(chē)軸超限報(bào)廢。

1.6 車(chē)軸輪座頸拉傷原因

（1）輪芯內(nèi)孔的粗糙度達(dá)不到要求。輪芯在壓卸后因裝配要求，需對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行堆焊恢復(fù)，加工后粗糙度為Ra3.2，由于沒(méi)有專用的工具進(jìn)行測(cè)量，只能靠人為估計(jì)，這就造成無(wú)法有效控制精度的問(wèn)題。裝配前輪芯內(nèi)孔的形位公差或車(chē)軸表面的形位公差較差，輪對(duì)解體時(shí)高壓油泵因形位公差卸油而不能保證油壓，車(chē)軸與輪芯配合面的潤(rùn)滑及油膜無(wú)法建立。因此車(chē)軸推卸時(shí)容易造成車(chē)軸及輪芯的拉傷。

（2）輪芯加工后轂孔內(nèi)側(cè)未作圓弧過(guò)渡處理，油槽脫離輪座后，內(nèi)孔與車(chē)軸沒(méi)有形成足夠的油膜，導(dǎo)致車(chē)軸硬拉傷，深度超限后，輪座無(wú)法加工修復(fù)，造成車(chē)軸報(bào)廢。

（3）在拆卸輪芯時(shí)，應(yīng)通過(guò)輪芯注油孔注入高壓油，有時(shí)因油路不通暢而無(wú)法形成足夠的油壓來(lái)拆卸，高壓油在輪芯內(nèi)孔注入油槽時(shí)溢出不均勻，造成車(chē)軸局部深度拉傷。為避免堆焊過(guò)的輪心下次大修拆卸時(shí)出現(xiàn)油路不通現(xiàn)象，可以在輪芯壓裝前先將注油孔內(nèi)因堆焊而加厚的部分用鉆頭加以清理、打穿，并用高壓空氣吹掃雜物，確保油路清潔暢通。

2 降低車(chē)軸報(bào)廢的預(yù)防措施

（1）加強(qiáng)前期車(chē)軸和輪心裝配時(shí)的加工控制。在加工輪心內(nèi)孔時(shí)圓柱度和車(chē)軸本身的圓柱度是影響車(chē)軸在一個(gè)大修期內(nèi)使用壽命的重要因素。因此，保證上述兩者的圓柱度，是每個(gè)從事車(chē)軸大修單位的重要工作。另外注油孔油槽過(guò)渡處加工質(zhì)量對(duì)輪對(duì)組裝及推卸有較大影響。油槽按圖紙要求應(yīng)有R5過(guò)渡圓弧，實(shí)際加工中因采用熱套工藝，過(guò)渡圓弧未采用R弧刀加工。對(duì)于輪對(duì)解體時(shí)油槽的棱角等容易造成車(chē)軸拉傷從而造成車(chē)軸輪座尺寸大幅減少甚至報(bào)廢。輪芯采用焊接修理，部分輪芯焊接時(shí)注油孔因焊接堵上。輪芯加工時(shí)，油孔直徑較小對(duì)輪對(duì)解體有較大影響。因?yàn)橛涂字睆叫。邏河土髁啃。湍そ⒓皾?rùn)滑基礎(chǔ)差，宜造成車(chē)軸的拉傷。可見(jiàn)提高輪芯的加工質(zhì)量對(duì)于車(chē)軸使用壽命起很重要的作用。

（2）降低車(chē)軸在解體時(shí)的報(bào)廢率。報(bào)廢的車(chē)軸中大部分的車(chē)軸是在解體后判定報(bào)廢的，除了上述分析，作者認(rèn)為高壓油泵在輪對(duì)解體報(bào)廢中起到關(guān)鍵的作用。每次車(chē)軸拉傷報(bào)廢，都會(huì)出現(xiàn)在一個(gè)周期內(nèi)的某時(shí)間段，那段時(shí)間工人會(huì)反映油泵的壓力達(dá)不到平常水平，因此保證油泵在正常的工作狀態(tài)，也是降低輪對(duì)解體報(bào)廢的重要因素。

（3）加強(qiáng)對(duì)“真”“假”疲勞裂紋的判斷。一般出現(xiàn)疲勞裂紋，在不可消除，不可加工時(shí)車(chē)軸就會(huì)報(bào)廢，但是不是每次都是真的疲勞裂紋，這是一個(gè)很難判斷的問(wèn)題。因?yàn)橐话爿唽?duì)裝配過(guò)程中，在車(chē)軸長(zhǎng)轂輪座上距軸端約640mm處產(chǎn)生“擠推現(xiàn)象”，形成裂紋源。所以加強(qiáng)疲勞裂紋的判斷，也是降低輪對(duì)報(bào)廢的重要因素。

（4）做好輪對(duì)套裝。輪對(duì)車(chē)間在內(nèi)燃機(jī)車(chē)的車(chē)軸和輪心組裝時(shí)采用的時(shí)熱套方法，在這個(gè)過(guò)程中，保證車(chē)軸和輪心表面的干凈、表面的光潔度是對(duì)車(chē)軸壽命的重要因素，如果車(chē)軸和輪心在現(xiàn)場(chǎng)放置時(shí)間較長(zhǎng)，車(chē)軸和輪心表面灰塵較多，對(duì)裝配質(zhì)量影響是不可忽視的。在裝配過(guò)程中要把表面擦拭干凈，才能保證車(chē)軸和輪心的裝配質(zhì)量，在一定范圍內(nèi)增加車(chē)軸的使用壽命和降低車(chē)軸在分解時(shí)的報(bào)廢率。

（5）加強(qiáng)探傷控制，防止漏探造成的返工引起車(chē)軸報(bào)廢。例如輪心熱套后發(fā)現(xiàn)有裂紋，又返工退輪，會(huì)造成車(chē)軸拉傷，可能引起車(chē)軸報(bào)廢。（6）檢修過(guò)程中，自解體、清洗作業(yè)開(kāi)始，二級(jí)解體、機(jī)加工吊裝、轉(zhuǎn)序、搬運(yùn)到輪對(duì)電機(jī)組裝完成的過(guò)程中，防止碰傷車(chē)軸引起的返工，造成不可修復(fù)而引起報(bào)廢。減少車(chē)軸報(bào)廢的機(jī)率。

（7）其他相關(guān)作業(yè)：如分解檢查、專檢、檢修等工作控制質(zhì)量，減少返工，減少車(chē)軸報(bào)廢的機(jī)會(huì)。

（8）加強(qiáng)車(chē)軸解體、轉(zhuǎn)序，吊裝過(guò)程的控制，避免碰傷引起的報(bào)廢。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)內(nèi)燃機(jī)車(chē)車(chē)軸報(bào)廢分析也可用在電力機(jī)車(chē)輪對(duì)車(chē)軸注油壓裝、拆卸機(jī)加工等檢修時(shí)的預(yù)防報(bào)廢措施中。

在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境里，控制好成本將給企業(yè)帶來(lái)更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)資本。通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn)，許多成本浪費(fèi)是可預(yù)見(jiàn)性，可防范的。所以控制成本要從源頭作起，要注意細(xì)節(jié)，避免不必要的損耗。從落實(shí)預(yù)防措施入手，提高質(zhì)量、確保安全，為企業(yè)爭(zhēng)取更大的利益。實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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收稿日期：2019-07-12

作者簡(jiǎn)介：符平年（1985—），男，甘肅天祝人，本科，工程師，研究方向：鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛。

On the Analysis of the Cause and Preventive Measures of Axle Scrape

Fu Pingnian

（Tie Yun Gong Cheng Company China Railway 16?Group CO.Ltd，Gaobeidian Hebei ?047000）

Abstract： Because the axle is irreparable， this article analyzes from the technical point of view the cause of the axle scrap caused by the axle strain when the wheel is retracted. In order to avoid and reduce the cost pressure and resource waste caused by the rising axle scrap rate， from the aspects of maintenance and assembly， preventive measures to effectively prevent the axle from being pulled when the wheel is overhauled at a later stage are proposed. The research shows that the analysis of the scrapping of axles of diesel locomotives can also be used in the prevention of scrapping of axles of electric locomotives.

Key words：?wheel set disassembly;axle strain;analysis of the cause