摘 要：軸承作為機(jī)車(chē)的主要部件，特別是軸箱軸承，其狀態(tài)的好壞直接關(guān)系到行車(chē)安全和機(jī)車(chē)運(yùn)用效率，而保持架更是其重要的組成部分，一旦保持架出現(xiàn)破損，將對(duì)列車(chē)運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。在前期生產(chǎn)中，df11g型機(jī)車(chē)出現(xiàn)多起軸箱軸承保持架斷裂的故障。因此，對(duì)如何及時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)出df11g型機(jī)車(chē)軸箱軸承塑鋼保持架故障及其防治故障的辦法進(jìn)行了研究。并且在后期的生產(chǎn)實(shí)踐中使用這些防治故障的辦法基本消除了故障隱患，確保了機(jī)車(chē)的運(yùn)行安全。關(guān)鍵詞：軸箱軸承；保持架；故障檢測(cè)；措施
前言
軸箱軸承作為機(jī)車(chē)主要承載部件，其功能對(duì)安全運(yùn)輸起著舉足輕重的作用。機(jī)車(chē)在線上運(yùn)行時(shí)，一旦軸箱軸承發(fā)生故障，將導(dǎo)致整列列車(chē)不能運(yùn)行，堵塞運(yùn)輸正線，并且對(duì)機(jī)車(chē)的搶修也是十分困難的。而保持架更是軸箱軸承重要的組成部分。因此，及時(shí)準(zhǔn)確的檢測(cè)出機(jī)車(chē)軸箱軸承保持架故障并找到防治措施已經(jīng)成為各機(jī)車(chē)運(yùn)用單位的當(dāng)務(wù)之急。
2014年以來(lái)，df11g型機(jī)車(chē)在大修時(shí)裝用fag的塑鋼保持架軸箱軸承，塑鋼保持架材料為尼龍66加一定比例玻璃纖維，通過(guò)加熱保溫，一次注塑成形，并經(jīng)過(guò)處理。在2015年11月到12月，連續(xù)發(fā)生7起df11g型機(jī)車(chē)軸箱軸承保持架立柱斷裂故障，造成機(jī)車(chē)在運(yùn)行中存在嚴(yán)重的安全隱患。以下通過(guò)使用走行部故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析典型的故障案例報(bào)警數(shù)據(jù)來(lái)找出故障發(fā)生的原因，并提出了相應(yīng)的防治措施。
1、走行部故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本原理
當(dāng)前，使用唐智公司的走行部故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（下文簡(jiǎn)稱atdr，advanced truck defect diagnosisａnd record system）對(duì)運(yùn)行中的機(jī)車(chē)走行部的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，atdr綜合采用了溫度、振動(dòng)等基礎(chǔ)物理信息，為用戶進(jìn)行檢修決策提供了重要參考依據(jù)，尤其有利于發(fā)現(xiàn)早期故障、分析故障發(fā)展趨勢(shì)，提升了安全底線。
atdr可以通過(guò)對(duì)溫度的診斷來(lái)確定軸承各零件是否故障。在溫度診斷中，允許溫度和允許溫升是進(jìn)行軸承故障診斷的重要依據(jù)。根據(jù)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鐵路機(jī)車(chē)走行部軸承允許溫度為90℃，允許溫升為55℃。并且同測(cè)點(diǎn)對(duì)比可以更好的觀察不同軸位同一測(cè)點(diǎn)的溫度差別，有利故障點(diǎn)溫度的判斷，正常情況下相對(duì)溫差不得超過(guò)10℃。
2、故障案例及報(bào)警數(shù)據(jù)分析
2015年11月25日北京西整備車(chē)間df11g-0038機(jī)車(chē)進(jìn)入小四修程，打開(kāi)軸箱蓋檢查，發(fā)現(xiàn)4軸5位軸箱軸承保持架破損，滾子移位。
該機(jī)車(chē)2013年11月14日在戚墅堰機(jī)車(chē)車(chē)輛廠大修，走行807851公里；2014年12月26日在檢修車(chē)間中修，走行360434公里。下面是該機(jī)車(chē)在2015年11月14日到2015年11月24日atdr提供的軸承報(bào)警數(shù)據(jù)詳細(xì)分析情況。
1）在報(bào)警瀏覽界面中，4軸5位存在兩次踏面預(yù)警，沒(méi)有出現(xiàn)軸箱軸承保持架預(yù)警或報(bào)警。
2）在溫度實(shí)時(shí)界面中，4軸5位溫度與其它軸同位溫度對(duì)比，下行時(shí)普遍高出15℃-35℃。
3）在沖擊趨勢(shì)界面中，踏面故障沖擊持續(xù)存在且故障量值偏高。
4）在樣本分析界面中，時(shí)域波形的踏面故障特征明顯，踏面存在失圓。
3、故障原因分析
1）踏面原因：由于df11g型機(jī)車(chē)車(chē)速高、運(yùn)行距離長(zhǎng)，并且1、3、4、6軸采用雙閘瓦制動(dòng)等原因，其踏面相較于其它型機(jī)車(chē)更容易出現(xiàn)故障。而軸箱軸承的保持架的定位面是外圓面，保持架兩個(gè)端圈與外環(huán)擋邊之間的間隙很小，而其又是漂浮在軸承的潤(rùn)滑脂中的，因此，當(dāng)踏面的故障沖擊引起軸箱軸承，特別是軸承外環(huán)抖動(dòng)時(shí)，會(huì)與因?yàn)閼T性而相對(duì)不動(dòng)的保持架端圈發(fā)生撞擊，最終與保持架端圈連接的立柱將因頻繁的撞擊而疲勞斷裂。所以結(jié)合前期數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，分析認(rèn)為該位軸箱軸承可能是受到踏面故障長(zhǎng)時(shí)間沖擊的影響，導(dǎo)致軸承出現(xiàn)異狀。
2）保持架無(wú)任何報(bào)警或預(yù)警原因：df11g機(jī)車(chē)atdr升級(jí)為jk11430后，采取hx車(chē)模式，門(mén)限值與jk00430不同，靈敏度降低。atdr中，保持架故障的診斷原理是在其與外環(huán)擋邊碰撞時(shí)沖擊脈沖的準(zhǔn)周期符合保持架碰撞外環(huán)的理論公式。在車(chē)載監(jiān)測(cè)裝置中，軸箱保持架故障的理論譜號(hào)大約是4，踏面故障的理論譜號(hào)是10.24。但由于踏面故障沖擊的脈沖受到蛇行、橫向晃動(dòng)等影響而隨機(jī)起伏，將會(huì)有隨機(jī)的調(diào)制譜出現(xiàn)在低頻端，譜號(hào)的分布范圍大約是1～10。這就與保持架碰撞外環(huán)的特征頻帶重疊，從而以其強(qiáng)大的信息掩蓋著保持架的故障信息。就是說(shuō)：踏面故障沖擊損害了保持架，而其故障沖擊信息又掩蓋著保持架的故障信息，使故障診斷軟件無(wú)法發(fā)現(xiàn)它。
考慮到這種必然性，也就是在振動(dòng)沖擊領(lǐng)域存在著踏面故障破壞保持架而掩蓋保持架故障信息的客觀規(guī)律，就必須另辟途徑，使用一種非振動(dòng)沖擊類(lèi)型的、哪怕只能報(bào)告晚期故障的物理量來(lái)構(gòu)筑安全保障的下一道防線。溫度就是可以勝任這一使命的物理量。在保持架發(fā)生斷裂后的失落物雖然沒(méi)有載荷作用于它，卻也能在軸承中隨保持架公轉(zhuǎn)時(shí)因離心力作用而與外環(huán)擋邊等靜止部件摩擦，引起溫升。溫度檢測(cè)發(fā)現(xiàn)溫升的后果，發(fā)生報(bào)警，就起到后一道防線的作用。
4、故障防治措施
針對(duì)上述軸承保持架斷裂原因分析，采取下列防治措施：
1）對(duì)df11g型機(jī)車(chē)軸箱軸承進(jìn)行普查：在2015年12月份，對(duì)df11g機(jī)車(chē)逐臺(tái)車(chē)入庫(kù)打開(kāi)端蓋檢查軸箱軸承狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)更換軸箱軸承。
2）聯(lián)系戚墅堰機(jī)車(chē)車(chē)輛廠分別對(duì)塑鋼保持架軸承、輪對(duì)材質(zhì)方面可能存在的誘因進(jìn)行分析。同時(shí)機(jī)務(wù)段采取加強(qiáng)檢查措施，在整備、修程檢查基礎(chǔ)上定期采用專項(xiàng)檢查方式對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輪全周長(zhǎng)踏面及六連桿狀態(tài)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)鏇輪、更換處理，消除質(zhì)量安全隱患。
3）聯(lián)系唐智公司對(duì)更新后的jk11430門(mén)限值問(wèn)題進(jìn)行核實(shí)，并根據(jù)df11g型機(jī)車(chē)的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行修正，避免機(jī)車(chē)故障漏報(bào)問(wèn)題出現(xiàn)。機(jī)務(wù)段在軸報(bào)數(shù)據(jù)分析工作中做好軸箱軸承的同位溫度對(duì)比分析工作：對(duì)同位溫度對(duì)比超過(guò)10度，且存在踏面預(yù)警、報(bào)警的軸位必須打開(kāi)軸箱端蓋檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題更換軸箱軸承。打蓋過(guò)程注意防護(hù)，有條件的在庫(kù)內(nèi)進(jìn)行此項(xiàng)工作。
4）建議盡快對(duì)df11g機(jī)車(chē)運(yùn)用進(jìn)行調(diào)整，降速，第二縮短運(yùn)行距離，確保機(jī)車(chē)運(yùn)用安全。
5、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)實(shí)施以上各項(xiàng)措施，從2016年1月起，df11g型機(jī)車(chē)軸箱軸承質(zhì)量大大提高，機(jī)務(wù)段df11g型機(jī)車(chē)軸箱軸承保持架斷裂故障基本消除，說(shuō)明采取上述防治措施是可行的，由此確保了df11g型機(jī)車(chē)在牽引旅客列車(chē)的運(yùn)行安全。
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