浅析铁路货车滚动轴承热轴原因及预防措施

陈艳伶

摘 要：文章针对近期铁路货车滚动轴承热轴故障问题，剖析了滚子滚道损伤、注油量、轴承压装质量等方面导致热轴的原因，并围绕改进轴承材质的制造工艺，对提高轴承组装、轴承一般检修、轴承大修质量等提出了预防措施。

关键词：滚动轴承;热轴;分析;预防

1    货车滚动轴承热轴故障情况统计

根据“铁路车辆信息发布系统”提供的数据，2017年1—12月，全路红外线轴温探测预报系统（THDS探测站）共预报热轴故障59套（其中定责37套，待定责22套）。在定责的37套轴承热轴原因分析中，定责缺陷是40件。其中，保持架破损疑似燃轴2件，轴承内外圈滚道、滚子环形条纹9件，轴承内外圈滚道、滚子磕碰伤6件，内外油封变形、密封实效9件，外圈内滚道与滚子接触面不契合5件，密封罩脱出4件，轴承压装不到位3件，注油量不足2件。以上素材为剖析滚动轴承热轴原因提供了第一手资料。

2    货车滚动轴承热轴原因

2.1  滚子滚道损伤对轴温的影响

轴承滚子滚道表面划痕剥离后，其表面粗糙度就会降低，摩擦面间的表面微观凸峰接触就会破坏油膜;滚子滚道剥离产生的金属碎屑、粉沫混入油脂，就会破坏运动配合摩擦副上的光滑油膜;润滑油膜受到破坏就会形成半干摩擦的状态，导致轴温上升，按照轴温上升的等级，现场定义为微热、强热、激热，微热、强热定义为热轴，激热定义为燃轴。

2.2  注油量对轴温的影响

轴承润滑脂的作用主要是润滑和散热。比如《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》规定352226X2-2RZ轴承的注油量为400～440 g。如果注油量低于下限指标，就会降低润滑质量，导致局部滚子与滚道的半干摩擦，产生大量的摩擦热，导致热轴。如果注油量高于上限指标，就会影响滚子与滚道摩擦热的散发，导致热轴。但一般情况下，这种工况的热轴温升不会持续升高，也就是运用中俗称的“假热轴”。

2.3  轴承压装质量的影响

2.3.1  压装过盈量选择的影响

轴承内圈与轴颈采取的是过盈装配，其过盈量的选择是保证轴承轴向游隙合理性的关键工序。比如《铁路货车轮轴组装检修及管理规则》规定的352226X2-2RZ轴承内圈与轴颈配合过盈量为0.050～0.102，353130B轴承内圈与轴颈过盈量为0.051～0.101。在实际操作中，如果过盈量低于下限或高于上限，就會造成轴向游隙的过大和过小，游隙过大会影响轴承的运行轴线，加大噪音、加大磨损导致高温，游隙过小就会增加滚子与内外圈间的摩擦热，导致高温。

2.3.2  压装不到位的影响

轴承的压装到位是判定轴承压装合格与否的3个主要标准之一。比如352226X2-2RZ轴承的压装到位尺寸为-17.4～-14.4 mm，353130B轴承压装到位尺寸为8.4～11.3 mm。如果轴承压装不到位，将导致轴承密封罩在运行过程中松动脱落，造成轴承密封罩油封与轴承前盖干预，产生的摩擦热将导致油封变形甚至失效，造成油脂外溢，导致轴承热轴。

2.3.3  轴承前盖后挡沟槽磨耗的影响

装用迷宫式密封组成的352226X2-2RZ，SKF197726，353130X2-2RZ型轴承的前盖、后挡与轴承密封座配合处沟槽的深度为3.50～0.50 mm。如果沟槽深度大于3.50 mm，就会使轴承密封罩油封与前盖、后挡干预，产生接触摩擦热，导致热轴。

3    货车滚动轴承燃轴原因

轴承燃轴是由轴承激热引起的，其典型故障痕迹是轴承卡滞，密封失效，油脂流溢，前盖、轴端螺栓、标志板颜色变蓝，附属件有明显燃烧痕迹、油渍及粉末。其形成的诱因是车轮踏面擦伤、剥离、闸瓦硫铁粘着等缺陷加剧了轮轨间的振动，轴承因周期性局部振动导致保持架破损，滚子移位，滚子与内外滚道间的润滑油膜受到破坏，形成金属间的干摩擦和刚性摩擦，导致轴承温度骤升，现场定义为“激热”，造成轴承燃轴。

4    预防措施

4.1  增强质量意识

从人防角度来看，要严格落实职工作业标准化、规范化，发扬工匠精神，以一丝不苟的态度，严格控制人为误差和缺陷漏检。

4.2  提高制造源头质量

4.2.1  轴承材质源头质量控制

提高滚道轴承制造源头质量，就要优化轴承制造工艺，采用无氧化热处理工艺，采取真空脱气、炉外精炼、电渣重熔等先进的热处理工艺，获得高纯净度、夹杂物含量低、均匀度稳定性好、耐磨损、低摩擦热的轴承钢材质。经过内外圈精密锻造、滚子毛坯冷冲压、高速切削、超磨加工等先进金属加工工艺获得高质量的滚子、内外圈滚道等核心部件。

4.2.2  提高轴承组装质量控制

轴承组装质量的核心参数之一就是轴向游隙，比如新造352226X2-2RZ轴承组装后的轴向游隙为0.60～0.70，满足指标，需要选配合适的中隔圈，建议应用在线检测和数字化检测技术，便于提高中隔圈选配的效率和精确度。

4.3  提高检修质量控制

滚动轴承检修分为轴承大修和轴承一般检修。轴承大修的目的是恢复轴承的性能，轴承一般检修的目的是维护轴承的性能。轴承一般检修一般在轴承新造、大修质量保证周期内进行。在检修时，轴承外圈、内圈几何尺寸基本上实现了用数字化检测仪进行检测，但滚道滚子的缺陷检查基本上还是靠肉眼观察、手感检查，难免出现缺检、漏检的现象。建议研发共振解调技术研制缺陷诊断仪，运用科技手段提高物防水平。

5    结语

总之，要预防滚动轴承热轴故障，就需要准确识别滚动轴承热轴的安全风险点，准确把握滚动轴承热轴的原因，通过人防、物防、技防相结合，把滚动轴承热轴风险控制在制造工艺改进、检修工序优化的过程中，才能彻底解决货车滚动轴承热轴、燃轴问题，避免事故的发生。

[参考文献]

[1]国家铁路局.铁路货车轮轴组装检修及管理规则[M].北京：中国铁道出版社，2016.

[2]国家铁路局.铁路货车段修规程[M].北京：中国铁道出版社，2012.