高速動車組轉(zhuǎn)向架軸承故障分析及診斷處理

摘 要：文中通過對高速動車組轉(zhuǎn)向架軸承進行檢查與分析，發(fā)現(xiàn)軸承早期故障，消除安全隱患。分析了故障發(fā)生的可能原因，提出診斷處理辦法，為動車組的安全運行提供了相應(yīng)的指導(dǎo)意見。

關(guān)鍵詞：高速動車組;軸承故障;故障診斷;原因分析

Abstract：Through the inspection and analysis of the high-speed EMU bogie bearings，the early faults of the bearings were found and the safety hazards were eliminated.The possible causes of the faults are analyzed，and the diagnosis and treatment methods are proposed to provide corresponding guidance for the safe operation of the EMU.

Key words：High-speed EMU; bearing fault; fault diagnosis; cause analysis

1 概述

高速動車組轉(zhuǎn)向架的軸承故障極易引起熱軸、燃軸、切軸等事故的發(fā)生，如若不能及時對轉(zhuǎn)向架軸承故障進行診斷與處理，將嚴重危及行車安全。由于高速動車組的運行速度快，所以對車上各零部件的標準也是很嚴格的。高速動車組轉(zhuǎn)向架軸承主要用來承受并傳遞車體上方載荷，一般多采用圓柱滾子軸承和圓錐滾子軸承兩種類型，相比于其他部件，軸承的工作條件尤為惡劣，運行途中一旦發(fā)生故障，故障發(fā)展極為迅速。因此，提升軸承的工作能力，實現(xiàn)對軸承故障的精準判斷，對于保證高速動車組行車安全，節(jié)約維修成本具有重大意義！

2 故障原因分析

當軸承發(fā)生故障時，只要列車達到一定的運行速度后，就會引發(fā)恒定頻率的異響，通過隨車機械師的檢查得以發(fā)現(xiàn)，此類故障均處于初發(fā)階段，軸溫尚未達到報警限界，所以高速動車組的IDU（用以監(jiān)測動車組狀態(tài)）上未能發(fā)現(xiàn)故障，此故障診斷困難，必須在高速動車組達到一定速度并發(fā)出異響后才可發(fā)現(xiàn)，需隨車機械師仔細分辨。其產(chǎn)生的主要原因為：

（1）軸承加工與組裝不良。高速動車組轉(zhuǎn)向架軸承內(nèi)部一般由外圈、內(nèi)圈、滾動體和保持架組成，為保證軸承潤滑與密封性能良好，在軸箱體處加裝密封圈，并注入潤滑脂;防止?jié)櫥涣蓟蛴晁⒒覊m等異物進入軸箱內(nèi)部。由此可見，外部環(huán)境因素幾乎不會對軸承造成影響。可能引發(fā)軸承故障的原因在于軸箱內(nèi)部，最明顯的因素為：軸承的加工與安裝。在加工過程中，車加工設(shè)備與夾具的操作、設(shè)計或選用不當;在組裝軸承時，軸承安裝位置存在偏差，造成軸承內(nèi)外圈旋轉(zhuǎn)中心不一致，軸承游離間隙過大或過小;以上兩種情況均有可能造成軸承作用不良，引發(fā)軸承故障。

（2）潤滑不良。高速動車組轉(zhuǎn)向架軸承采用潤滑脂作為潤滑介質(zhì)，一般涂抹于軸承的最外圈，用于降低軸承與滾道間的摩擦，利于滾動軸承密封使用，防止軸溫過高造成不良影響。通過對部分軸承故障進行診斷與分析發(fā)現(xiàn)：若未及時加注潤滑脂或潤滑脂加注不到位，會造成軸承內(nèi)部潤滑脂減少，甚至出現(xiàn)局部無油脂潤滑的情況，運行時間過長便會導(dǎo)致軸承損傷。

（3）其他原因。由于軸承長時間高負荷運行、維修不當、設(shè)備老化等原因造成材質(zhì)正常疲勞破壞;軸承安裝環(huán)境不清潔，造成軸承表面有污染物或者一系懸掛裝置結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理，可能傳遞來自軌道的沖擊與振動，軸承若長期處在交變沖擊載荷的作用下，就會造成軸承局部外傷、銹蝕、偏載、過載，增加了軸承剝離的風險。

3 故障診斷處理

通過高速動車組轉(zhuǎn)向架軸承的摩擦損傷以及性能狀態(tài)對軸承的可靠性和使用性進行判斷和預(yù)測，在分析、診斷損傷部位原因和危險程度后，能夠及時準確排查故障，防止事故發(fā)生，保證高速動車組安全運行。因此，我們可將高速動車組轉(zhuǎn)向架軸承故障診斷內(nèi)容分為：運行狀態(tài)監(jiān)測、故障排查與診斷和對軸承進行精準管理與維修三大部分。

（1）運行狀態(tài)監(jiān)測是在考慮環(huán)境和突發(fā)因素并結(jié)合系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，運用各種方法掌控設(shè)備的運行狀態(tài)，實現(xiàn)對軸承故障的準確判斷，當軸承狀態(tài)異常時，便會發(fā)出警報，提醒相關(guān)人員及時采取措施，為軸承的故障原因分析和故障診斷可靠性提供信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（2）故障排查與診斷技術(shù)是在結(jié)合滾動軸承的運行歷史，結(jié)構(gòu)特性和參數(shù)條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)狀態(tài)檢測所獲得的信息和數(shù)據(jù)，對滾動軸承發(fā)生的各種故障進行排查和檢測，確定故障類型及嚴重程度。

（3）根據(jù)診斷結(jié)果，對軸承進行精準管理與維修，高速動車組轉(zhuǎn)向架軸承故障檢測的常用技術(shù)主要有：震動診斷技術(shù)、溫度診斷技術(shù)、油樣分析技術(shù)、油膜電阻診斷技術(shù)、聲發(fā)射診斷技術(shù)等;通過以上技術(shù)的有效應(yīng)用，及時診斷故障，合理制定設(shè)備維修方式和維修周期，延長軸承使用壽命，減少維修時間，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，節(jié)約開支，避免維修過剩，預(yù)防因不必要的拆卸使設(shè)備精度降低，減少和避免重大事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

依據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)手段，只能檢測出轉(zhuǎn)向架軸承是否發(fā)生剝離故障，但無法判斷軸承剝離的具體長度與深度尺寸，由此可見，現(xiàn)有的檢測技術(shù)仍存在較大的提升與進步空間。為降低高速動車組轉(zhuǎn)向架軸承故障率，須加強對軸承的精準管理與維修，合理改進制造工藝流程，有效應(yīng)用軸承故障排查與診斷技術(shù)，提高軸承的質(zhì)量與使用壽命。

參考文獻：

[1]羅光兵.高速動車組轉(zhuǎn)向架軸承故障診斷分析[J].機械工程師，2017，（06），148-150.

[2]聶曄.動車組轉(zhuǎn)向架軸承可靠性分析與故障診斷的技術(shù)研究[D].中南大學，2011.

[3]張火車.高速列車軸箱軸承故障仿真及試驗研究[D].大連交通大學，2017.

[4]郭磊，王艷輝，祝凌曦.動車組轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)故障模式及影響分析[J].鐵道機車車輛，2013，33（06），97-100+104.

作者簡介：顧賀（1991-），男，吉林公主嶺人，遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學院鐵道機車系教師，助教，研究方向：車輛工程。