大秦线轴承故障统计范文

2006年1月铁道部引进了SKF公司的CTBU150型轴承，定型为353130B型轴承，该轴承为紧凑型轴承，其特点是取消了密封座；采用了低磨擦式的LL油封；在后挡与轴承内圈大端面之间安装了塑钢隔圈，消除了内圈与后挡接触面产生的微动磨蚀，设计额定寿命不小于200万km。自2006年5月353130B型轴承开始装车运用至今，大秦线C80系列运煤专用敞车353130B型轴承装用比例已达82％，装车保有量约22万余套。大秦线车辆周转频率快，年均运行里程约22万km，是普通车辆年运行里程的近2倍，因此，轴承的运用条件较为恶劣。随着353130B型轴承在大秦线的大量装车运用，故障轴承数量也在不断增加，相当比例的轴承出现早期失效问题，不仅干扰了正常的运输生产秩序，而且时刻威胁着大秦线的安全运输生产。

1问题的提出

1．1轴承退卸数据统计大秦线C80系列运煤专用敞车的定期检修由湖东车辆段承担，2010年湖东车辆段在车辆段修中，共退卸轴承41105套，其中因轴承压装到期正常退卸者占71％，其余29％均为非正常退卸。非正常退卸轴承中因轴承异声、卡滞退卸的比例占首位，为8．1％，因轴承密封失效退卸的比例占其次，为1．2％。

1．2轴承典型故障统计2010年至今，湖东车辆段在轮对段修实施轴承收入检查时，通过手工转动检查方式，发现部分轴承存在异声、卡滞现象，经对故障轴承（注：因353130B型大修轴承从2011年3月份才陆续装车使用，所以发生故障进行分析的轴承均为新造353130B型轴承）进行退卸、分解、检查发现353130B型轴承早期失效的故障有如下规律：（1）失效轴承其故障均分布在外圈、内圈及滚子3大部件上，外圈故障占比例90．9％，内圈故障占比例9．1％，滚子故障占比例9．1％，可见外圈是轴承组件中发生故障比例最高的部件。（2）失效轴承其故障基本集中于滚道部位，滚道剥离占54．5％，滚道压痕占27．2％，外圈牙口缺损与外圈（含滚子）滚道划伤各占9．1％，可见滚道剥离故障是轴承故障中的高发故障，尤其是外圈滚道剥离表现甚为突出。（3）对失效轴承装用时间进行统计，发现轴承从装用到失效平均运用时间为22．6个月，平均运行里程约为41．4万km，个别轴承装用仅4个月就开始失效。《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》（以下简称《轮规》）规定：303130B型新造及大修轴承的使用时间或运行里程均为8年或80万km，两项合计，一套353130B型轴承的正常使用寿命为16年或运行里程160万km。大秦线因运用车辆周转周期短，运行频率高，所以车辆的正常检修及轴承的退卸时间均以运行里程计算。以上早期失效的轴承装用时间基本不足其寿命的四分之一。

2故障分析

轴承内部出现剥离后，轴承内部组件正常运动受阻，导致相互运动间阻力增大，引发轴承内部温度升高，继而促使已出现的剥离故障加剧，滚子的有序运动遭到破坏，轴承内部产生大量摩擦热，在摩擦热和载荷的共同作用下，轴颈被拉伸、辗长、切断，最终造成热切轴事故发生。所以说失效轴承若未及时发现并终止其运行，其后果是非常可怕的。为此笔者从导致353130B型轴承早期失效故障中比例最高的外圈滚道剥离故障入手，通过对与故障轴承相关联的同一转向架上的承载鞍、轮对、转向架等配件进行现场调研、分析，发现造成轴承外圈剥离的原因主要来自以下几方面。

2．1车轮踏面状态不良轮轴段修中，对装用失效轴承的轮对进行调查统计，发现该部分轮对因踏面状态不良进行旋修的比例达89％，说明轮对踏面状态不良是引发轴承故障的一大因素。《轮规》明确规定：轮对收入检查时，对"车轮踏面擦伤、局部凹陷深度达到2mm的轮轴上的工程塑料（塑钢）保持架轴承及车轮踏面剥离、缺损超过运用限度的轮轴上的轴承"均须退卸。原因很简单，车轮踏面出现擦伤或圆度不足等故障，高速运行的车轮与钢轨接触时必将产生异常径向冲击，且车辆载重越大、运行速度越高，径向冲击力将越大。这种冲击力必将通过车轴传递到轴承，对轴承产生附加的冲击载荷作用，车轮踏面故障愈严重，对轴承产生的附加冲击载荷愈强烈，反复作用的附加冲击载荷必将导致轴承组件滚道的局部过载疲劳，引发组件滚道表面产生裂纹，裂纹不断扩张的结果必将出现剥离。

2．2承载鞍鞍面状态不良对失效轴承外圈外表面检查，发现部分轴承外圈存在明显的不均匀摩擦、磨损或卡压痕迹。观察对应承载鞍鞍面配合处痕迹，认为产生摩擦、磨损或卡压痕迹的主要原因是外圈与承载鞍鞍面配合不良，产生局部接触导致。车辆的各种载荷均由侧架通过承载鞍作用于轴承传导给车轴，所以承载鞍与轴承的接触状态决定了轴承的受力状态，接触不良，轴承受力不均，局部压力增大，形成应力集中，最终导致轴承组件的伤损失效。《铁路货车段修规程》对承载鞍各部磨耗及内鞍面的检测检修质量做了严格的规定，且明确要求承载鞍须原车原位原方向装车，但现场使用检测平台对承载鞍的各部尺寸进行检测时，作业往往不尽如人意，一是检测工具为样板、塞尺，检测精度不高；二是现场对小配件的检测不重视，难免漏检漏测，不可避免导致承载鞍与轴承接触不良。

2．3轴承内部混水混沙轮轴段修收入检查时，近60％的轴承判定无需退卸但需进行探伤检查，那么这部分轴承一经收入即须开盖，从轴承开盖至轴承关盖，必须经过轮轴清洗除锈、荧光磁粉探伤检查、自动超声波探伤检查、手工超声波探伤检查、轮对踏面加修等5个主要工序，这期间整个轴承一直处于开放状态。而轮对辐板孔打磨、轴承外圈除锈等高污染工序，均会导致整个轮轴作业区空气中有颗粒物在漂浮，开盖后的轴端因有轴承脂，极易附着粉尘；另外轮轴冲洗除锈及轮轴踏面旋修两个工序，虽要求安装轴承防护套，但现场往往存在不安装防护套、防护套安装不到位或防护套本身不洁净等问题，这样异物或脏水很容易进入轴承，引发开盖轴承的污染。以上因素不同程度地会导致轴承内部或润滑脂中混入水、浮尘、沙粒等异物，关盖后的轴承在运行过程中因异物及水的腐蚀，极有可能引发轴承组件伤损及剥离。

2．4轴承造修质量缺陷轴承原材料的冶金质量、热处理工艺等均会对轴承的硬度、强度、耐磨性和接触疲劳寿命造成影响，包括轴承的最终组装质量不高导致的组件之间附加接触应力的提高，轴承零件的磷化处理不当导致的抗腐蚀、抗锈蚀、抗氧化能力不足等，均会成为轴承组件产生剥离的导火索。

3对策措施

针对以上引发轴承外圈剥离的种种因素，为防范轴承发生剥离造成早期失效，笔者特提出如下有针对性措施。

3．1加强运用车辆轮对踏面质量控制首先要提高段修轮对收入的外观检查质量，确保踏面状态不良轮对均得到旋修，各部尺寸满足限度要求；充分发挥5T系统对运用车辆轮对的监控作用，对车轮踏面剥离、擦伤及局部凹陷超限轮对及时旋轮或换轮，防止因轮对故障引发运用轴承损伤导致轴承的早期失效。

3．2提高承载鞍鞍面检修质量现行检修规程中要求对新制承载鞍内鞍面实行4点检测，建议车辆段修时对检修承载鞍实施4点检测，保证内鞍面各部尺寸限度；其次建议提高承载鞍内鞍面的加工精度，确保承载鞍内鞍面与轴承外圈的接触质量。

3．3加强开盖轴承的防护在整修轮轴检修过程中，建议对开盖后的轴承及时加戴防护套，作业期间应随卸随戴，防止浮尘附着在轴端；其次应设法改变现行的轮轴除锈方式，杜绝辐板孔打磨及轴承外圈除锈这种开放工的作业方式，确保轮轴检修作业区的环境质量。

3．4加强轮轴收入时轴承转动检查设置专职轴承转动检查工，严格轮轴段修时轴承的“三检制”制度，确保工作者、工长、质检员对轴承百分之百的转动检查，提高故障轴承的发现率，防止故障轴承漏网装车。

3．5加强轴承运用中红外线监控红外线轴温探测系统是现行最有效的预防热轴的高科技手段，我国铁路车辆因大量采用了该系统对运用车辆的轴温实施实时监控，使得近年来车辆发生热切轴的可能性明显降低，所以应加强对运用轴承的红外线实时监控，确保失效轴承及时得到控制。

3．6提高轴承造修质量通过改善轴承热处理工艺、提高轴承装配精度等手段，提高轴承的硬度、强度、耐磨性、接触疲劳寿命及抗腐蚀、抗锈蚀、抗氧化等能力，确保轴承组件质量从源头上得到控制。