張斌

[摘要]結(jié)合我國(guó)鐵路貨車內(nèi)燃機(jī)故障現(xiàn)狀的了解，內(nèi)燃機(jī)滾動(dòng)軸承是內(nèi)燃機(jī)車走行部分的關(guān)鍵部件。一旦軸承發(fā)生故障后，因不能旋轉(zhuǎn)將可能造成機(jī)破。通過正科學(xué)分析當(dāng)前鐵路內(nèi)燃機(jī)滾動(dòng)軸承的故障現(xiàn)象，并對(duì)常見故障提出整改措施和可行性方案，減少了東4DD型內(nèi)燃機(jī)車牽引電機(jī)軸承故障的發(fā)生和乘務(wù)員的判斷處理該故障提供有效的依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]東風(fēng)4DD；內(nèi)燃機(jī)車；滾動(dòng)軸承

[中圖分類號(hào)]TH133.33 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）06-0227-02

隨著我國(guó)鐵路貨運(yùn)快速發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)車得到了廣泛應(yīng)用。兗礦集團(tuán)鐵運(yùn)處采用的東風(fēng)4DD型內(nèi)燃機(jī)車，該機(jī)車是大連機(jī)車工廠生產(chǎn)的調(diào)車作業(yè)專用機(jī)車，因該車型完全適應(yīng)兗州礦區(qū)鐵路的特點(diǎn)，滿足低速、大牽引力的要求，作為兗礦集團(tuán)鐵運(yùn)處的動(dòng)力機(jī)車的主力車型，該型機(jī)車的動(dòng)力傳動(dòng)原理為電傳動(dòng)，即由內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)牽引機(jī)車。牽引電機(jī)軸承是機(jī)車走行部的重要部件，由于滾動(dòng)軸承各類故障頻繁發(fā)生，危及鐵路貨車行車安全、制約貨車高速重載的發(fā)展。牽引電機(jī)軸承故障勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重影響牽引電機(jī)牽引力的正常傳遞，造成軸承高溫，甚至?xí)斐蓹C(jī)車牽引系統(tǒng)的嚴(yán)重?fù)p壞導(dǎo)致機(jī)破事故，給運(yùn)輸生產(chǎn)造成重大損失。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)故障統(tǒng)計(jì)，造成軸承故障的原因主要有雜質(zhì)混入、缺潤(rùn)滑油、安裝不到位、受過載沖擊、金屬疲勞等因素。為此，有必要對(duì)滾動(dòng)軸承的各類故障進(jìn)行研究分析，及早發(fā)現(xiàn)軸承的故障狀態(tài)，并提出相應(yīng)的解決措施，對(duì)避免重大損失有著重大的意義。要求能根據(jù)各型鐵路貨車實(shí)際運(yùn)行中，滾動(dòng)軸承出現(xiàn)的各類故障結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不斷摸索和研究，掌握了牽引機(jī)車軸承的各類主要故障，對(duì)其進(jìn)行逐一分析并提出合理化解決措施。

1、東風(fēng)4DD型內(nèi)燃機(jī)車概述

東風(fēng)4D型內(nèi)燃機(jī)車代號(hào)DF4D，是一種以成熟設(shè)計(jì)、成熟技術(shù)和成熟零部件集合而成的干線客貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車最新產(chǎn)品。機(jī)車標(biāo)稱功率2425kW，構(gòu)造速度100Km/h，最高運(yùn)行速度80Km/h，兩端車鉤中心線間距離21100mm，軸式C0-C0。該機(jī)車是調(diào)車型機(jī)車，目前中國(guó)功率最大的調(diào)車機(jī)車。不用于正線上的運(yùn)輸行駛。因此機(jī)車采用了外（開放式）走廊設(shè)計(jì)。內(nèi)燃機(jī)車牽引力的大小主要取決于牽引電動(dòng)機(jī)所允許的最大持續(xù)電流和最大電流。其中，機(jī)車的最大持續(xù)牽引力大小取決于牽引電機(jī)持續(xù)電流容量的大小，機(jī)車的最大起動(dòng)牽引力取決于牽引電機(jī)允許的最大電流大小。東風(fēng)4DD型調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車裝用的是530kW牽引電動(dòng)機(jī)，容量比裝用410kW牽引電動(dòng)機(jī)容量大29%（即120W），此配置保證了牽引電動(dòng)機(jī)在工作過程中留有一定的余量，有利于牽引電動(dòng)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)，延長(zhǎng)牽引電動(dòng)機(jī)的使用壽命。同時(shí)也為通過增加機(jī)車軸重來提高機(jī)車的牽引力提供了保證，從而更好的滿足廠礦企業(yè)牽引大列的生產(chǎn)需要。這一配置還使機(jī)車在全速范圍內(nèi)不需進(jìn)行磁場(chǎng)削弱，大大的提高機(jī)車運(yùn)用的可靠性，降低了機(jī)車的持續(xù)速度，機(jī)車的牽引力比其他機(jī)車大幅度的提高，啟動(dòng)牽引力和持續(xù)牽引力分別達(dá)到435kN和1347kN。D型柴油機(jī)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

1）單缸功率大，比c型機(jī)提高11%，比B型機(jī)提高21%。

2）燃油消耗率低，特別是常用工況的燃油消耗率低。

3）柴油機(jī)的耐久性和可靠性提高了。

2、無軸箱滾動(dòng)軸承的構(gòu)造及工作原理

2.1 無軸箱滾動(dòng)軸承構(gòu)成

無軸箱滾動(dòng)軸承的主件有七部分組成：1、密封罩2、外圈3、滾子4、塑鋼保持架5、中隔圈6、內(nèi)圈7、密封罩組件。附件有后擋、前蓋、標(biāo)志板、螺栓、施封鎖、防松片。

2.2 無軸箱滾動(dòng)軸承的工作原理

滾動(dòng)軸承一般結(jié)構(gòu)是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架、中隔圈等組成。滾動(dòng)軸承是借助于在內(nèi)、外圈之間的滾動(dòng)體滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳力和滾動(dòng)的。內(nèi)圈緊密配合于軸頸上，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)圈隨軸頸回轉(zhuǎn)，并引導(dǎo)滾動(dòng)體一面繞其軸心自轉(zhuǎn)，一面沿內(nèi)外圈滾道公轉(zhuǎn)。軸承有徑向間隙和軸向間隙，以保證滾動(dòng)體能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，滾動(dòng)體與內(nèi)、外圈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)完全是滾動(dòng)，而不是滑動(dòng)。保持架用以維持各滾動(dòng)體之間的位置，防止傾斜和相互碰撞，保證滾動(dòng)體能沿滾道均勻分布。

3、內(nèi)燃機(jī)車軸承常見故障與防范措施

滾動(dòng)軸承是車輛的重要部件，其性能的好壞直接影響著列車速度的提高及運(yùn)行安全。滾動(dòng)軸承是密封式結(jié)構(gòu)，如何在日常檢查中及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障，并有效地防止?jié)L動(dòng)軸承故障，確保行車安全暢通。鐵路貨車是鐵路貨物運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)載工具，輪對(duì)、滾動(dòng)軸承是鐵路貨車走行部上重要的并且是可互換的部件，其技術(shù)狀態(tài)直接影響到車輛的運(yùn)行安全。貨車軸承已基本實(shí)現(xiàn)了滾動(dòng)化，滾動(dòng)軸承故障已成為影響鐵路運(yùn)輸暢通和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。

3.1 軸承常見故障

1）軸承內(nèi)部損壞

當(dāng)軸承內(nèi)外滾道破裂、剝離、軸承內(nèi)外圈、滾子或保持架裂紋或破碎時(shí)，軸承將發(fā)熱。主要原因：①是材質(zhì)或熱處理不良。軸承內(nèi)、外圈滾道面或滾子滾動(dòng)面上由于麻點(diǎn)、輾皮等缺陷繼續(xù)發(fā)展而形成鱗片狀及至不規(guī)則的更大面積的金屬剝落現(xiàn)象（它是材質(zhì)嚴(yán)重疲勞破壞的結(jié)果）。②是軸承在組裝拆卸、清洗搬運(yùn)或運(yùn)用中不慎而受到不正當(dāng)沖擊力。③是內(nèi)圈與軸，外圈與承載鞍配合不良。④是局部外傷、銹蝕、偏載或過載。⑤是材質(zhì)正常疲勞破壞。

2）滾動(dòng)體及滾道表面拉傷

牽引電機(jī)軸承、軸箱軸承都屬于滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承在旋轉(zhuǎn)時(shí)并非純滾動(dòng)，而是在滾動(dòng)的同時(shí)存在著多種滑動(dòng)。軸承在旋轉(zhuǎn)中因滑動(dòng)而產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦阻力。高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的軸承滾子和保持架上的慣性力和滑動(dòng)摩擦阻力的相互作用，使得在滾道上滑動(dòng)的滾動(dòng)體及滾道表面拉傷。

3）軸承溫升發(fā)熱過高

造成軸承溫度升過高的主要原因?yàn)棰佥S承潤(rùn)滑脂過多、過少或變質(zhì)，若油脂填加過多，不僅無利，反而使軸承內(nèi)部發(fā)生過多的摩擦和攪拌熱，產(chǎn)生的熱量無法散發(fā)，使軸承發(fā)熱。但如果油脂缺少或變質(zhì)，則滾動(dòng)體無法形成有效的油膜而造成千磨，造成軸承潤(rùn)滑狀態(tài)不良，也會(huì)使軸承發(fā)熱。②以及組裝游隙過小等。軸承軸向游隙過小，將增加摩擦，使軸承發(fā)熱，甚至導(dǎo)致滾子卡死引起事故。若游隙過大，則會(huì)使軸承局部負(fù)荷加大，縮短其使用壽命。③軸承內(nèi)混有異物。當(dāng)軸承清洗不干凈，油內(nèi)混有雜質(zhì)，密封不良而導(dǎo)致水、沙進(jìn)入等，均可導(dǎo)致軸承發(fā)熱。

3.2 防范措施

內(nèi)燃機(jī)軸承的質(zhì)量狀態(tài)主要取決于新裝軸承的質(zhì)量，軸承的組裝質(zhì)量及平時(shí)運(yùn)用的油潤(rùn)保養(yǎng)。因機(jī)車的特殊原因，在運(yùn)行中列車員無法對(duì)軸承的運(yùn)行狀態(tài)作科學(xué)的判斷，緊靠車站停時(shí)間對(duì)軸承的溫升情況進(jìn)行檢查后來判斷軸承的質(zhì)量狀態(tài)，為保證軸承質(zhì)量狀態(tài)和機(jī)車運(yùn)行安全，應(yīng)采取以下防范措施：

1）完善軸承組裝工藝

軸承在組裝過程中，對(duì)機(jī)座、端蓋、轉(zhuǎn)軸以及軸承箱的同軸度進(jìn)行認(rèn)真校驗(yàn)，對(duì)彎曲、平行、對(duì)中、軸承精度、潤(rùn)滑油脂裝入量、動(dòng)平衡等工藝要求應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行，確保軸承的組裝質(zhì)量。

2）油脂故障

缺油時(shí)，軸承轉(zhuǎn)動(dòng)輕松，嚴(yán)重缺油者，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)明顯聽到滾子均勻下落的聲音。這類故障沒有明顯的發(fā)熱特征列檢可以放行。油脂過多，新造或大修時(shí)注油量過大，運(yùn)行中因油脂過盈而產(chǎn)生較高運(yùn)轉(zhuǎn)熱，易引起紅外線報(bào)軸。油脂泄漏發(fā)生在外圈牙口與密封罩配合處以及油封唇口處，有少量油跡和塵沙積聚，可以認(rèn)為是正常，允許繼續(xù)使用。甩油是在密封罩、前蓋、后擋上有大量濕潤(rùn)油脂，且污染了承載鞍、側(cè)架、車輪或車底板等，密封已失效，油脂已大量泄漏，須換輪退卸軸承。

3）加強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)軸承檢測(cè)與養(yǎng)護(hù)

機(jī)車運(yùn)行后，加強(qiáng)對(duì)牽引電機(jī)軸承和軸箱軸承外觀狀態(tài)檢查，按規(guī)定對(duì)軸承進(jìn)行保養(yǎng)。應(yīng)隨時(shí)掌握軸承的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)準(zhǔn)確掌握軸承狀態(tài)。

結(jié)束語

通過采取一定的防范措施，內(nèi)燃機(jī)軸承質(zhì)量得到了科學(xué)有效控制，因軸承返修率大大降低，杜絕了因軸承故障造成的機(jī)破、臨修，我段為發(fā)生過一起因牽引電機(jī)軸承故障引發(fā)的事故，確保了機(jī)車行車安全。

參考文獻(xiàn)

[1]王平，滾動(dòng)軸承故障在線智能診斷儀[J]軸承，2003（09）

[2]石華峰，尹國(guó)華，賀旭軍，葉秋文，機(jī)車軸承故障診斷[J]，機(jī)車電傳動(dòng)，2004（02）

[3]周仕仁，鐘聲；章鵬，列車滾軸軸承故障診斷研究現(xiàn)狀分析[J]中國(guó)鐵路，2009（11）

[4]曹永昌，馬朝勇，王麗芳，機(jī)車走行部軸承的故障診斷分析及處理措施[J]，內(nèi)燃機(jī)車，2004（02）