淺析鐵路貨車滾動軸承熱軸原因及預防措施

陳艷伶

摘 要：文章針對近期鐵路貨車滾動軸承熱軸故障問題，剖析了滾子滾道損傷、注油量、軸承壓裝質量等方面導致熱軸的原因，并圍繞改進軸承材質的制造工藝，對提高軸承組裝、軸承一般檢修、軸承大修質量等提出了預防措施。

關鍵詞：滾動軸承;熱軸;分析;預防

1? ? 貨車滾動軸承熱軸故障情況統計

根據“鐵路車輛信息發布系統”提供的數據，2017年1—12月，全路紅外線軸溫探測預報系統（THDS探測站）共預報熱軸故障59套（其中定責37套，待定責22套）。在定責的37套軸承熱軸原因分析中，定責缺陷是40件。其中，保持架破損疑似燃軸2件，軸承內外圈滾道、滾子環形條紋9件，軸承內外圈滾道、滾子磕碰傷6件，內外油封變形、密封實效9件，外圈內滾道與滾子接觸面不契合5件，密封罩脫出4件，軸承壓裝不到位3件，注油量不足2件。以上素材為剖析滾動軸承熱軸原因提供了第一手資料。

2? ? 貨車滾動軸承熱軸原因

2.1? 滾子滾道損傷對軸溫的影響

軸承滾子滾道表面劃痕剝離后，其表面粗糙度就會降低，摩擦面間的表面微觀凸峰接觸就會破壞油膜;滾子滾道剝離產生的金屬碎屑、粉沫混入油脂，就會破壞運動配合摩擦副上的光滑油膜;潤滑油膜受到破壞就會形成半干摩擦的狀態，導致軸溫上升，按照軸溫上升的等級，現場定義為微熱、強熱、激熱，微熱、強熱定義為熱軸，激熱定義為燃軸。

2.2? 注油量對軸溫的影響

軸承潤滑脂的作用主要是潤滑和散熱。比如《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規則》規定352226X2-2RZ軸承的注油量為400～440 g。如果注油量低于下限指標，就會降低潤滑質量，導致局部滾子與滾道的半干摩擦，產生大量的摩擦熱，導致熱軸。如果注油量高于上限指標，就會影響滾子與滾道摩擦熱的散發，導致熱軸。但一般情況下，這種工況的熱軸溫升不會持續升高，也就是運用中俗稱的“假熱軸”。

2.3? 軸承壓裝質量的影響

2.3.1? 壓裝過盈量選擇的影響

軸承內圈與軸頸采取的是過盈裝配，其過盈量的選擇是保證軸承軸向游隙合理性的關鍵工序。比如《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規則》規定的352226X2-2RZ軸承內圈與軸頸配合過盈量為0.050～0.102，353130B軸承內圈與軸頸過盈量為0.051～0.101。在實際操作中，如果過盈量低于下限或高于上限，就會造成軸向游隙的過大和過小，游隙過大會影響軸承的運行軸線，加大噪音、加大磨損導致高溫，游隙過小就會增加滾子與內外圈間的摩擦熱，導致高溫。

2.3.2? 壓裝不到位的影響

軸承的壓裝到位是判定軸承壓裝合格與否的3個主要標準之一。比如352226X2-2RZ軸承的壓裝到位尺寸為-17.4～-14.4 mm，353130B軸承壓裝到位尺寸為8.4～11.3 mm。如果軸承壓裝不到位，將導致軸承密封罩在運行過程中松動脫落，造成軸承密封罩油封與軸承前蓋干預，產生的摩擦熱將導致油封變形甚至失效，造成油脂外溢，導致軸承熱軸。

2.3.3? 軸承前蓋后擋溝槽磨耗的影響

裝用迷宮式密封組成的352226X2-2RZ，SKF197726，353130X2-2RZ型軸承的前蓋、后擋與軸承密封座配合處溝槽的深度為3.50～0.50 mm。如果溝槽深度大于3.50 mm，就會使軸承密封罩油封與前蓋、后擋干預，產生接觸摩擦熱，導致熱軸。

3? ? 貨車滾動軸承燃軸原因

軸承燃軸是由軸承激熱引起的，其典型故障痕跡是軸承卡滯，密封失效，油脂流溢，前蓋、軸端螺栓、標志板顏色變藍，附屬件有明顯燃燒痕跡、油漬及粉末。其形成的誘因是車輪踏面擦傷、剝離、閘瓦硫鐵粘著等缺陷加劇了輪軌間的振動，軸承因周期性局部振動導致保持架破損，滾子移位，滾子與內外滾道間的潤滑油膜受到破壞，形成金屬間的干摩擦和剛性摩擦，導致軸承溫度驟升，現場定義為“激熱”，造成軸承燃軸。

4? ? 預防措施

4.1? 增強質量意識

從人防角度來看，要嚴格落實職工作業標準化、規范化，發揚工匠精神，以一絲不茍的態度，嚴格控制人為誤差和缺陷漏檢。

4.2? 提高制造源頭質量

4.2.1? 軸承材質源頭質量控制

提高滾道軸承制造源頭質量，就要優化軸承制造工藝，采用無氧化熱處理工藝，采取真空脫氣、爐外精煉、電渣重熔等先進的熱處理工藝，獲得高純凈度、夾雜物含量低、均勻度穩定性好、耐磨損、低摩擦熱的軸承鋼材質。經過內外圈精密鍛造、滾子毛坯冷沖壓、高速切削、超磨加工等先進金屬加工工藝獲得高質量的滾子、內外圈滾道等核心部件。

4.2.2? 提高軸承組裝質量控制

軸承組裝質量的核心參數之一就是軸向游隙，比如新造352226X2-2RZ軸承組裝后的軸向游隙為0.60～0.70，滿足指標，需要選配合適的中隔圈，建議應用在線檢測和數字化檢測技術，便于提高中隔圈選配的效率和精確度。

4.3? 提高檢修質量控制

滾動軸承檢修分為軸承大修和軸承一般檢修。軸承大修的目的是恢復軸承的性能，軸承一般檢修的目的是維護軸承的性能。軸承一般檢修一般在軸承新造、大修質量保證周期內進行。在檢修時，軸承外圈、內圈幾何尺寸基本上實現了用數字化檢測儀進行檢測，但滾道滾子的缺陷檢查基本上還是靠肉眼觀察、手感檢查，難免出現缺檢、漏檢的現象。建議研發共振解調技術研制缺陷診斷儀，運用科技手段提高物防水平。

5? ? 結語

總之，要預防滾動軸承熱軸故障，就需要準確識別滾動軸承熱軸的安全風險點，準確把握滾動軸承熱軸的原因，通過人防、物防、技防相結合，把滾動軸承熱軸風險控制在制造工藝改進、檢修工序優化的過程中，才能徹底解決貨車滾動軸承熱軸、燃軸問題，避免事故的發生。

[參考文獻]

[1]國家鐵路局.鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規則[M].北京：中國鐵道出版社，2016.

[2]國家鐵路局.鐵路貨車段修規程[M].北京：中國鐵道出版社，2012.