鐵路貨車滾動軸承的故障與管理研究

劉順利

（中煤集團大屯公司鐵路管理處，江蘇徐州 221611）

0 引言

現在鐵路貨車的運行速度不斷提高，隨著編組輛數、牽引噸位的增加，車輛關鍵部位承受的壓力增大，由此加劇了滾動軸承內部配件的損耗，并造成較為嚴重的軸承故障。對于鐵路運輸行業而言，如果滾動軸承的故障未能得到及時的識別并作出可靠的管理，則會影響鐵路貨車運行的安全穩定。因此，有必要結合故障實例，分析滾動軸承的安全隱患并采取有效的解決方案，降低故障發生率，為鐵路運輸行業高質量發展提供支持。

1 鐵路貨車滾動軸承應用現狀

1.1 滾動軸承

在鐵路貨車的運行中，滾動軸承是最為關鍵的環節。作為連接運轉軸與軸座之間的精密性結構元件，滾動軸承的損耗較高。為有效提升其使用效率，降低故障發生率，有必要對軸承故障作出診斷。滾動軸承有時會出現故障，使得鐵路貨車的整體運行效率下降，并造成一系列安全隱患[1]。其中，故障問題主要集中在軸承的外觀磨損、裂紋、內部溫度升高、密封罩脫落與轉動軸故障等。

1.2 項目實例

從2016 年1 月1 日開始，某鐵路工段的A 車間作業模式由單一方向到達轉變為多方向中轉與發車，由此增加了反軸運轉列車數量，其中時速80 km 的編組車輛數明顯增多。牽引噸數增加的同時，車輛關鍵部位承受較大壓力，加快了滾動軸承內部配件的損耗率。2020 年12 月末，有關人員通過對軸承外觀、列車進站是否存在異響的檢查，對軸承故障進行研究。本次檢查共計報告故障軸承25 件，其中在廠、段檢修時間內，一年以后再次發生故障的軸承有17 件，故障發生率達到68%；在所有故障軸承中，大修后軸承有15 件，占到故障總數的60%，且故障均為外觀異常；其余故障類型有滾道剝離18 件（占34%）和保持架裂損31 件（占47%）。

2 故障分析

2.1 裂紋故障

裂紋是軸承的常見故障，主要原因是鐵路貨車荷載超過標準、貨物裝配不當。上述問題發生后，軸承部分會受到較大沖擊，增加滾動軸承外圈故障發生率。在滾動軸承的具體運用環節，如果裂紋未能得到及時解決，還會誘發熱軸故障。大量實踐表明，軸承外圈故障有較多類型，不可控因素較多，這就要求質量檢測人員能夠對不同因素進行分析，這樣才能準確判斷出軸承產生裂紋的原因，為故障管理方案的應用奠定基礎。

2.2 密封罩故障

在鐵路貨車的運行中，滾動軸承密封罩脫落的后果十分嚴重。如果不能對該問題進行早期處理，則會造成熱軸、軸動作不良問題。在故障診斷過程中，當滾動軸承出現甩油問題時，要求故障檢驗與管理人員能夠在第一時間內檢查密封軸部位，明確是否出現松動或脫節問題。如果密封罩頂部位置已經完全超過軸承外圈范圍，則判斷密封罩完全脫落。此時需要展開對貨車軸承的大修處理，必要時更換機油，以達到良好的密封處理效果。

2.3 螺栓松動脫落

在本項目故障診斷識別中，相關部門對故障檢修人員的素質能力進行全面評，并對所有人員的違章作業進行全面管理。在診斷中發現，部分螺栓固定部分存在障礙，使得貨車滾動軸承障礙發生率明顯上升，不利于質量管理方案落實。螺栓松動的后果十分嚴重，如果不能做出及時的固定處理就容易出現連接件脫離，導致嚴重的安全問題。

3 鐵路貨車滾動軸承運用故障的管理措施研究

3.1 加強軸承外觀檢查

以鐵路貨車滾動軸承外觀故障為例，研究具體管理措施。從本次研究的鐵路軸承外觀檢查結果可知，因外觀質量缺陷造成的故障較多，具體表現在滾道剝離、保持架破損、滾子剝離和前蓋裂損（表1）。

表1 滾動軸承外觀破損扣車頻數統計

為做好故障診斷分析工作，相關部門成立了QC 工作小組，對滾動軸承系統進行分析，并反復論證故障類型、風險因素與解決措施，同時集思廣益，及時排查出來以上軸承外觀破損，為故障檢修與管理工作的有序開展提供支持。在軸承外觀檢查中，要求相關人員檢查軸承是否過期、標志板是否清晰，明確密封罩與外圈接觸位置是否良好、有無油脂浸出等（圖1）。

圖1 滾動軸承的承載鞍腳部油脂檢修

在故障分析中，則重點關注人員因素、設備因素、方法因素與環境因素。其中人員因素主要考慮檢測與管理人員綜合素質較低，未能可靠落實工藝標準，對軸承外觀缺陷與安全隱患缺少判斷經驗[2]。此外，管理人員責任心不高也是軸承故障隱患的識別不足的原因。同時檢查密封座、密封罩、前蓋、后擋是否有裂紋、劃傷等外觀缺陷。檢修技術人員也需要對轉動軸承進行檢查，使用腳輕輕踩踏轉動軸承，明確軸承是否靈活，對軸承卡頓進行識別，提升傳動軸承使用安全性。

在故障診斷中，也需要用手撥動軸承，重點檢查未經退卸的軸承，使用雙手卡住軸承外圈，并沿著水平方向前后波動軸承，明確前后軸向游隙是否發生超限。對于存在超限疑問的滾動軸承，需要使用測量儀再次檢測，提高檢測結果準確度。

針對設備問題，則主要對工裝設備進行檢查，對目前使用的專業工具進行升級，同時注重增加最新種類的故障診斷工具。考慮到部分鐵路貨車滾動軸承故障診斷作業不規范，造成工序控制較差，檢測技術手段不標準等問題，進行重點管理。將最新的技術方法應用在各檢測工段，同時對軸承檢驗技術方法進行應用，使得檢驗結果更加準確，為故障診斷與管理工作的高質量開展提供支持。本次檢測還考慮到現場環境較差，如噪聲大、夜間照明效果差等，對檢測結果造成的不良影響。

為提升故障識別能力，建議相關部門做好人員管理培訓、并升級工裝設備，采取最新的技術方法與行業標準，為鐵路貨車車輛軸承故障診斷提供支持。同時對現場檢修環境進行控制，預防出現噪聲大與夜間照明效果不理想問題，進而全面提升滾動軸承故障診斷能力與管理水平。

3.2 做好溫度預報與規范檢修

在故障檢查中，要求檢測工作人員采取規范化的管理措施，在最新設備的支持下準確預報軸承溫度。為實現上述工作目標，相關人員將紅外線軸溫測試設備進行升級，并定期維護車輛滾動軸各系統，使得檢修效果達到預期[3]。在具體實踐中，要求相關人員能夠準確預報溫度，并做好規范檢修工作。同時對工作人員進行技術培訓，提高其專業技術能力和綜合素質，為檢修工作的有序開展提供支持。

為提高檢修技術應用規范性，實現對故障因素的快速識別，要求軸承檢查人員具有較高的判斷能力與抗干擾能力，準確判斷軸承是否存在安全隱患。考慮到滾動軸承是鐵路貨車車輛的重要荷載部分，因此檢修技術的應用水平將直接影響到車輛安全。在故障檢修中，要求工作人員能夠對密封罩脫出、滾動軸承內部溫度升高問題有更加全面的認知與了解，并對溫度升高的原因作出總結，使得滾動軸承故障發生率降低，進一步提高鐵路貨車運行效率，確保運行安全。

3.3 提高軸承檢修管理質量

為有效提高滾動軸承的檢修管理質量，能夠在第一時間被發現故障問題，鐵路貨車QC 質量與安全管理小組對異常軸承進行反復驗證，并結合以往檢修經驗，總結出軸承故障檢修要點，具體內容如下：

（1）托：要求檢修人員用雙手向上托住滾動軸承外圈下部，分別以順時針、逆時針方向轉動外圈。采用該種檢修手段能夠及時發現滾道是否發生剝離，降低外圈滾道故障發生率。

（2）拉：雙手分左右兩側向下拉住外圈，分別沿著順、逆時針方向轉動外圈。該方法能夠及時發現內滾道剝離處與兩側故障。

（3）拽：故障檢修人員利用雙手摳住外圈，由后部端面向外拽外圈，隨后左右擺動外圈，以檢驗滾動軸承徑向或軸向間隙。

（4）調：技術人員對軸承外圈與承載鞍的相互位置進行調節，確保在軸承轉動過程中外圈與承載鞍之間不發生接觸。

上述檢修方法能夠及時了解滾動軸承存在的問題，并采取針對性解決方案，使得軸承運行良好，確保鐵路貨物運輸穩定性。

在實際作業中，相關人員還要規范檢修工序，準確識別故障軸位，及時將故障信息上傳到后臺處理中心，大大提升軸承的檢修效率。同時，檢測人員應能準確地記錄故障信息，發現問題及時處理，為后期質量監督提供可靠的數據資料。

有關研究指出，將質量管理措施應用在滾動軸承檢修中具有良好價值[2]。通過對質量管理方案的落實，能夠及時發現軸承是否存在異響、卡阻等問題。在實際檢修階段，要求軸承外觀性能良好，溫度符合預期要求。當發現滾動軸承存在較為嚴重的質量問題后，則將異常信息報送給工長，經過同意后，立即執行扣車操作，預防出現安全事故。

在故障診斷與管理過程中，要求工長、組長將質量管理措施執行到位，重點做好滾動軸承異常問題分析，并構建全面的問題解決機制，避免誤判，進而提升檢修工作質量，為鐵路運輸行業的健康發展提供保障。提高滾動軸承檢修質量的關鍵是增加班組管理，有效發揮QC 班組在質量檢修工作中的作用。為強化管理能力，還要求對班組人員進行培訓，提高管理人員的責任意識，降低車輛滾動軸承故障率。

4 結束語

綜上所述，結合項目實例明確軸承故障類型、研究鐵路貨車車輛滾動軸承故障，指出滾動軸承在運用中經常出現的故障為裂紋、密封罩與螺栓松動。建議行業相關人員加強軸承外觀的檢查力度，做好溫度預報與規范檢修工作，同時也需要提高軸承檢測管理質量，進而顯著提升檢修質量。最終取得良好的研究成果，能夠幫助相關人員及時發現軸承故障，為鐵路貨車穩定運行奠定基礎。