机车走行部轴承的故障诊断分析及处理措施分析

钟义

摘 要：在机车的行车过程中，走行部对其安全起到十分重要的作用，其中机车走行部轴承的运行情况会对机车运行的安全性产生直接影响。由于我国在铁路交通建设中不断朝着重载、高速方向发展，对机车走行部轴承的运行质量有了更高的要求。如果走行部轴承出现严重故障引起损坏，就会出现行车安全事故，因此，需要重视对走行部轴承故障的诊断分析，并制定出完善的处理措施，确保机车运行的安全可靠。

关键词：故障诊断；机车走行部轴承；处理

1.故障种类

根据对机车走行部轴承的动态化和静态化检测的情况来看，轴承故障表现主要有：滚道外部电蚀、毛刺、剥离；保持架松动、锈蚀；挡边破裂、滚柱拉伤和剥离等。轴箱轴承的电蚀问题较为常见，尤其是在电力机车中，由于电蚀问题而引起轴箱轴承出现较严重的落轮情况。从原因来讲，主要是由于机车电路问题以及磨合台中出现静电，进而发生电蚀。另外，走行部轴承故障中出现的机破情况，大都是因为存在挡边破裂问题。

2.故障原因

2.1机车清洗对轴承造成的影响

将出现故障的轴承进行解体后进行分析观察，发现大部分的故障都表现为滚道外部存在剥离、保持架锈蚀、滚柱拉伤和剥离等。而出现这些故障的主要原因为对机车清洗不合理。在清洗机车的过程中，通常会使用高压水对轴头进行直接冲洗，这样会使轴承中渗入水分，引起锈蚀，而其中的锈屑会对润滑油产生污染，也可能会对轴承的部件产生损伤等。

2.2轴承安装拆卸产生的影响

在对机车走行部的轴承拆卸安装时，可能会存在加热设备使用不当的情况，这就容易使轴承内圈发生拉毛现象，特别是对带有挡边的内圈进行二次加温才能拆卸的情况出现时，这种缺陷会更加明显。如果在安装过程中，加热温度过高会使轴承内圈出现滚道软点、保持架碰伤等问题。轴承的这些问题都会对机车运行安全产生不利的影响。

3.故障诊断分析

使用机车轴承诊断系统，利用轴承运行过程中自身缺陷的振动作为故障信息源，对故障信号进行频谱分析，冲击脉冲主要是指轴承工作面存在故障的前提下，每转一周所产生的缺陷处冲击。故障缺陷和冲击响应幅值成正比关系，能够对轴承的初期故障进行有效诊断，以便采取相应的处理措施，避免故障的进一步扩大。通过故障轴承的脉冲信号进行频谱分析，并且结合故障发生的频率，对轴承出现故障的位置进行判断。使用轴承故障诊断系统进行分析时，非常重要的一个参数值就是门限值，如果振动系统的振动能量均值和冲击脉冲都在门限值的区域范围内，就表明轴承运行具有较好的状态。反之，就需要进一步进行解调分析，依照故障频率发生情况判断轴承运行的实际状态。

利用轴承诊断系统检测小修机车走行部轴承的不落轮情况，在保持静止的状态下，轴箱支撑面和油缸支撑面的距离需要控制在5mm-8mm范围内。在机车轮对轴箱下放置油缸，确保轴箱中心和油缸中心保持一致，偏差要控制在15mm以下。使用专门的油镐将被测轮对在轴箱下部进行顶起，轮对悬空后，车轮踏面和轨面之间的距离要大于10mm。保持轮对转速在350-420r/min范围内，使用传感器对信号进行收集，然后对轴承的运行状态进行判断分析。使用轴承诊断系统能够对新轴承、中修机车的旧轴承进行装车前的检测，判断轴承状态。轴承需要在检测前进行清洗，接着对其进行静态检测，判断分析轴承的质量问题。

4.处理措施

4.1轴承解体安装和清洗过程中的处理

在对轴承进行解体和安装时，对轴箱的外观需要进行细致观察，检查是否存在漏油的情况、是否存在机械损伤情况等。要注意轴箱如果在偏斜的情况下，不能将其强行拉出，否则会产生人为因素的轴承机械损伤。对轴承的内圈需要检查有没有和车轴间产生间隙，其中有没有拉伤、裂纹、剥离等缺陷。此外，在分解轴承时，需要标记好位置，并且进行妥善保存，对保持架进行检测时重点判断有没有螺钉松动、破损裂纹等。组装轴承过程中需要对轴承滚柱和内圈滚道面进行检查，轴头、轴箱体以及端盖等部件都需要清理干净后再进行安装。关于轴承的清洗，需要使用专门的设备依照有关操作规范来清洗轴承。需要注意不能使用具有酸性、碱性的清洗剂清洗轴承，通常选择中性清洗剂。而且加热温度也需要进行良好的控制，一般在80℃以内。清洗过后需要安排专门人员对轴承的质量进行检测，确保轴承的干燥性。

4.处理措施

4.1轴承解体安装和清洗过程中的处理

在对轴承进行解体和安装时，对轴箱的外观需要进行细致观察，检查是否存在漏油的情况、是否存在机械损伤情况等。要注意轴箱如果在偏斜的情况下，不能将其强行拉出，否则会产生人为因素的轴承机械损伤。对轴承的内圈需要检查有没有和车轴间产生间隙，其中有没有拉伤、裂纹、剥离等缺陷。此外，在分解轴承时，需要标记好位置，并且进行妥善保存，对保持架进行检测时重点判断有没有螺钉松动、破损裂纹等。组装轴承过程中需要对轴承滚柱和内圈滚道面进行检查，轴头、轴箱体以及端盖等部件都需要清理干净后再进行安装。关于轴承的清洗，需要使用专门的设备依照有关操作规范来清洗轴承。需要注意不能使用具有酸性、碱性的清洗剂清洗轴承，通常选择中性清洗剂。而且加热温度也需要进行良好的控制，一般在80℃以内。清洗过后需要安排专门人员对轴承的质量进行检测，确保轴承的干燥性。

4.2机车运行中的处理

在机车运行过程中，轴箱轴承的温度上升跨度要保持在30℃内，如果存在轴承异常振动、过热轴承室窜油等问题，需要及时进行检修。由于轴承的电蚀问题较为常见，因此需要对轴箱的接地装置进行有效改进，轴承外圈可以涂盖专用塑料涂层，防止轴承运行中出现电蚀问题。另外，对机车需要注重日常保养。对轴承、齿轮箱的日常给油需要进行量化管理，防止因缺油引起干磨损。轴承的注油管以及注油堵都需要保持日常的清洁。

五、走行部车载故障诊断系统的应用探索
（一）利用诊断系统改变维修模式，逐步向状态修模式转变
利用监测诊断手段向状态维修转变，保障运行安全，提升维修效率，是轨道交通车辆维修技术的发展方向。逐步扩大在线状态监测设备安装范围，最后形成车辆标配，会极大地提高故障隐患监测的准确性，从而提升维修效率。维修人员对车辆在线监测数据进行分析，掌握其发生、发展和变化规律，从而确定车辆的运行状态，提前制定维修计划。这种维修能最大限度地发挥设备的利用率，减少计划维修的盲目性，提高维修工作效率。
（二）监测系统网络化设想
在无线通信技术迅猛发展的今天，车地无线数据传输技术已经是很成熟的数据传输方式，被广泛地应用在轨道交通领域中。因此，随着车辆在线监测系统配备范围逐步扩大，建立地铁轨道交通网络车辆管理系统是必要的和可行的。通过车载在线监测及故障诊断系统与地面数据管理、数据分析系统有机结合实现轨道交通网车辆关键部件的状态监测及全寿命周期健康管理研究，可为科学地制定车辆日常检查和维修方案提供决策参考。
（三）车辆走行部监测及故障诊断设备完善
目前，车辆走行部在线监测系统针对转动部件（轴承、齿轮、轮对踏面等）故障的在线实时诊断、早期预警和分级报警已比较成熟，投入应用效果良好；但对于像构架、箱体等非转动部件故障的诊断还处在研发阶段，所以国内的车辆走行部在线监测设备还有待于进一步完善。

参考文献：

[1]张世鹏.轨道交通车辆检修新技术及装备概述[J].内燃机与配件，2019（14）：195-196.

[2]郑庆标. 基于小波分析的轴承故障诊断系统的研制及应用[D]. 北京交通大学, 2018.

[3]徐遵敏, 何井祥, 王斌星. 牵引电机轴承电蚀故障分析及控制措施[J]. 华东科技(综合), 2020(3):0410-0411.