铁路货车滚动轴承压装曲线异常原因分析及对策

黎 翼，庾迎春

（中铁特货公司柳州机械保温车辆段，1、助理工程师，2、工程师， 广西 柳州 545007）

近年来，中铁特货公司商品汽车运输业务逐年增加。为确保质量可靠、状态良好地运输车辆，2018年柳州机械保温车辆段按要求开始承担JSQ6 型凹底式双层汽车运输车段修及RE2B 型轮轴二、三级检修任务。

1 问题提出

353130B 型滚动轴承压装是RE2B 型轮轴检修的关键工序之一，其质量直接影响JSQ6型货车运输安全。由于《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》（铁运［2016］191 号）》仅规定滚动轴承压装质量检验包括轴承压装力、压装终止贴合压力、贴压差及保压时间等4 项内容及需达到相应的参数要求(见表1)，但未对滚动轴承压装压力曲线给出标准图例及文字说明，极易造成质量漏洞。如在实际工作中，经常发现被判定压装合格的P-S 压力曲线图虽然4 项压装参数均符合表1 要求，但压力曲线走势异常。为确保车辆运用安全，有必要找准问题成因，制定有效措施，切实加以解决。

表1 353130B型滚动轴承压装限度要求

滚动轴承压力合格曲线如图1所示。

图1 合格压力曲线

滚动轴承压力曲线异常主要表现：

1）压力曲线起点处压力陡升（见图2）；

图2 压力陡升

2）压力曲线中间段压力明显抖动（见图3）；

图3 压力抖动

3）压力曲线整段压力偏小，基本在规定的最小压装力限度值以下，只是在接近拐点时压力数值才勉强达到合格（见图4）。

图4 压力偏小

以上3 种情况，其《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》规定轴承压装的4 项压装参数值均在规定范围，都被轴承压装机判定为合格，但经对压装曲线走势不良的滚动轴承进行退卸检查，发现曲线不良是因为滚动轴承与轴颈匹配存在缺陷引起压力变化造成的，如果此类缺陷不及时返工处理，将为轮轴运用埋下安全隐患。

2 原因分析

经过深入调查，座谈研判，得出导致滚动轴承压装压力曲线异常的主要因素有：滚动轴承压装间温湿度、滚动轴承内圈与轴颈的选配过盈量、轴颈表面的粗糙度及圆柱度、轴颈端部暾粗、滚动轴承内圈与轴颈的润滑效果、轴承压装机运转状态等。具体分析如下：

2.1 压力曲线起点处压力陡升原因

1）轴颈端部墩粗。轮对分解或组装时，因压力机活塞中心与车轴中心线不一致，或因作业简化、未采取有效措施保护轴颈，致使车轴端部应力过大造成轴颈墩粗，轴承压装前该故障如未及时处理，曲线起点处压装力会因轴颈直径墩粗而陡升。

2）如车轴端部引导坡处发生碰伤，表面堆积金属高出轴颈表面，轴承压装前该故障未及时处理也会造成压装力徒升。

3）滚动轴承压装时，压装机活塞中心线与车轴中心线不一致，轴承内圈压入时，与轴颈端部错位、别劲压装造成压装力陡升。

2.2 压力曲线中间段压力明显抖动原因

1)轴颈表面Ⅱ号极压锂基脂涂刷不均匀，压装时轴承内圈内径面与轴颈局部发生干摩擦，轴承压入时顿挫致使压力抖动。

2)轴颈表面故障，如轴颈碰伤、局部凹下等原因致使压力发生变化。

3)滚动轴承内圈磷化膜晶粒细小而致密、磷化膜较厚，轴承压入顿挫致使压力抖动。

4)轴承内部或Ⅱ号极压锂基脂有异物。

2.3 轴承压装力偏小原因基本在规定的最小压装力限度值以下，只是在接近拐点时压力数值才勉强达到合格。主要原因如下：

1）轴颈直径在全长范围内向轴颈端部逐渐增大（即轴颈倒锥），轴承内圈与轴颈配合过盈量逐渐变小，造成压力曲线平缓或下降。

2）压装时，滚动轴承摆放方位错位，内径大的内圈压装在轴颈外侧，内侧内圈与轴颈配合过盈量偏小，造成压力曲线平缓或下降。

3）滚动轴承内圈与轴颈配合过盈量偏下限或实际配合过盈量小，造成压力曲线平缓或下降。

4）车轴、滚动轴承相继采用高精度数控车床机加工后，表面加工精度显著提高，轴承压装时配合面摩擦系数小造成轴承压装力降低，而《轮规》未及时下调轴承压装压力。

5）压装间温湿度不符合要求，室内温度低或湿度严重超标。

6）轴承压装前，轴承及附件、轮对及检测器具未按要求进行同温，测量数值不真实造成轴承内圈与轴颈配合过盈量不符合规定。

3 防范措施

为有效减少以至消除压力曲线异常情况发生，建议采取以下防范措施。

3.1 压装环境要求方面

1）每班开工前须检测滚动轴承压装间温、湿度，保证温度为16～30℃，湿度不超过70%，超过时须开空调或专用抽湿机进行调整，符合规定后方可开工作业；室内须保持整洁。

2）滚动轴承压装前轴承及附件、轮对及检测器具须同室存放，放置时间不少于8 h；不能同室存放时，两室温差不应超过5 K。

3.2 设备运转状态方面

1）每班开工前须对轴承压装机进行日常性能校验，确认系统压力与计算机显示值相差不超过10 KN、设备性能状态良好。

3.3 轴颈检查处理方面

1）检查车轴中心定位孔不得损伤，确保压装机活塞中心线与轴颈中心线一致。

2）加强轴颈端部的检查测量，轴颈端部墩粗、引入部及轴颈表面磕碰伤时须消除表面堆积的多余金属，并用不小于120目砂布蘸油打磨光滑。

3）压装前须用棉白细布蘸120#汽油或乙醇擦拭轴颈与防尘板座，清除表面异物，防止压力异常变化。

3.4 选配压装方面

1）轴颈直径测量位置及参数分别见图4 和表2。按图4 规定测量轴颈I、Ⅱ两个截面直径，计算轴颈直径及圆柱度，轴颈倒锥须进行机加工处理（轴颈直径不允许在全长范围内向轴颈端部方向逐渐增大）。

图4 轴颈直径测量位置示意图

表2 轴颈直径测量位置参数

2）距滚动轴承内圈小端面7 mm 及内圈大端面20 mm 处测量滚动轴承内圈内径，并做好内径大、小端箭头方向“→”标记。

3）根据轴颈尺寸选配滚动轴承，建议配合过盈量偏中间值（0.065～0.080 mm 之间）。353130B 型滚动轴承配合过盈量见表3。

表3 353130B型滚动轴承配合过盈量

4）滚动轴承压装前，轴颈上须均匀涂刷0.5 mm厚的Ⅱ号防锈极压锂基脂，涂抹时轮对须转动，轴颈底部不得遗漏；南风天时，轴颈表面涂脂不得进行批次涂刷，以免油脂附水变质。

5）滚动轴承压装时，滚动轴承须按箭头方向摆放，内圈内径相对较大的一端组装在轴颈内侧，确保轴颈与滚动轴承两内圈配合过盈量均衡匹配；中隔圈须找正，防止压装过程中中隔圈偏离中心与压力机活塞端部顶撞。

3.5 压力曲线表复核方面

1）轴承压装到位后，须复核压力曲线表，对压力曲线起点处压力陡升、中间段压力曲线抖动明显、压力曲线整段压力偏小只是在接近拐点时压力数值才勉强达到合格等不良曲线的滚动轴承须按退检处理。

2）建议对压装曲线行至180 mm 处压力未达到58.8 KN 的滚动轴承进行退卸，用不小于120 目砂布蘸油横向打磨轴颈表面，增大滚动轴承内圈与轴颈表面的摩擦力。

4 结束语

轴承压装质量对于车辆安全运行至关重要。本文从轴承压装间环境、轴承与轴颈压装选配过盈量、轴颈表面粗糙度及压装机运行状态等方面深入分析导致轴承压装曲线不良的原因，提出了操作性较强的预防措施。2019 年，笔者所在单位通过强化轴承压装作业标准，有效降低因压装曲线异常造成的质量返工，全年共计压装353130B 型轴承645 套，一次性压装合格数量为624 套，合格率达到96.7%，比2018年提高了18.5%。