劉安康

摘 要：近年來，很多研究總結了軸承自主修理的經(jīng)驗，優(yōu)化了流程，改進了維修工具和設備，并攻克了與軸承主要相關的項目。本文總結了鐵路車輛軸承的現(xiàn)狀研究和工藝流程，特別是在鐵路系統(tǒng)中，對維護關鍵軸承和軸承自主檢修具有實際意義。

關鍵詞：軸承;鐵路車輛;自主檢修

中圖分類號：U270.33 文獻標識碼：A

1 課題提出的背景及意義

軸承分為兩類：滾動軸承和滑動軸承。當前，在以

120 km/h的速度行駛的軌運的軸箱中使用了兩個圓柱滾子軸承。近年來，提出了時速超過160 km的軌道車輛軸箱軸承的研究開發(fā)，以及提高乘用車的速度的設計要求。但是，目前的研發(fā)狀況阻礙了鐵路車輛軸承產(chǎn)品市場的推出以及鐵路提速的發(fā)展計劃的實施，軸承疲勞的機理和與速度相關的軸承疲勞的產(chǎn)品技術常常涉及著原有時速，尚未被發(fā)現(xiàn)具體解決思路。因此，有必要使用研究其具體解決方法，以便滿足鐵路車輛的加速度要求，并為發(fā)展高運行速度的乘用車軸軸承技術創(chuàng)造條件。

2 軸承設計和特點

SKF關節(jié)軸承和桿端關節(jié)軸承是需要降低總體設計成本的應用的絕佳選擇。這些最先進的產(chǎn)品具有各種設計和尺寸，可以滿足特定程序的需求。SKF可提供以下功能：經(jīng)久耐用;最低維護;高運行可靠性。

經(jīng)濟因素和獨特的設計特征并不意味著SKF球桿軸承和桿端是所有軸承應用的理想解決方案。即使在最困難的操作條件下，其設計、材料和工藝也可以提供長使用壽命和高可靠性。

3 鐵道車輛用軸承檢測的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）機車方面（鐵路機務系統(tǒng)）。隨著鐵路運輸?shù)牟粩嗉铀?，確保安全運輸?shù)妮S承檢查日益成為軸承檢查和維護的一部分。2000年3月，在上海機車場內(nèi)建立了一個軸承檢驗單位，開始對軸箱軸承和牽引電機軸承的動態(tài)和靜態(tài)技術參數(shù)進行整合，國內(nèi)超過10%的軌道車輛軸承質(zhì)量較差，有關部門已經(jīng)建立了汽車軸承監(jiān)控生產(chǎn)線。

（2）動車方面（鐵路車輛系統(tǒng)）。中國中車青島四方機車車輛廠與NTN軸承公司進行了多次技術交流，結合中國鐵道車輛的實際情況，最終開發(fā)了獨立的軸承維修技術以適應中國高速鐵路的特點。例如，自2015年以來，上海動車組已接管了CRH2汽車維修第四階段的工作。其中，EMF的主要負載部分和影響EMF安全運行的非常重要的部分，作為四步維修和維護過程的獨立部分，對軸承進行了良好的維修[1]。根據(jù)EMU技術規(guī)程，株洲電氣有限公司必須每60萬公里將牽引電動機送回工廠進行檢測，先進的軸承技術和絕緣測試技術可確保動車組牽引電機的維護質(zhì)量。

4 軸承檢測工藝流程

（1）不分解檢測。根據(jù)文件《鐵宗運[2015]339號》，對降解試驗的要求[2]：1）密封的車載軸承（用于新產(chǎn)品的外部檢查或后橋軸承）僅需進行外觀檢查，并且必須在合格后進行存儲或裝載;2）已按照維修時間表拆除的密封整體軸承，應根據(jù)相關文件確定，并遵守外部和密封條件，以確定是否繼續(xù)使用或將其發(fā)送給進行測試的專業(yè)公司。

（2）半分解檢測。半拆卸測試是在拆卸外軸承套圈和拆卸內(nèi)軸承之后不拆卸滾子和保持架的軸承測試。目前，牽引電動機軸承已通過這種方式進行了測試。優(yōu)點：操作簡便，效率高，誤差低，滿足動態(tài)軸承尺寸檢測和牽引電機軸承動態(tài)檢測的要求。缺點：存在盲點，因此無法通過車道和保持架內(nèi)窗的檢查，只能通過動態(tài)檢測參數(shù)進行間接評估。1）檢查軸箱軸承拆卸不完全的過程：軸承公差，插入軸承的數(shù)量、除銹和拆卸外圈、除油、缺陷檢測、除磁、磁粉清洗，在相同溫度下檢查零件、外觀、精細洗滌、防腐、潤滑脂、密封涂層、排水。2）檢查牽引電機軸承的半拆卸過程：軸承公差、軸承數(shù)量、是否退化，在相同溫度下存儲、外觀檢查、靜態(tài)尺寸檢查、動態(tài)控制、防銹包裝和存儲。

（3）全分解檢測。完整的拆卸測試意味著將外圈、內(nèi)圈、保持架和軸承滾子拆卸成更小的零件。換句話說，外軸軸承測試方法是一種全面的維修測試。優(yōu)點：可以對最小的軸承組件進行全面檢查，消除所有盲點，并保證軸承質(zhì)量。缺點：拆卸過程增加，并且由于工作失誤，人為損壞支撐部件。1）軸承的完整維護：軸承入場、進口軸承數(shù)量、除銹、降級清潔、缺陷檢測、磁粉清潔，相同溫度下的存放、外觀檢查、尺寸檢查、球壓實檢查、精細清潔、防銹、油脂、壓力涂層。2）全牽引發(fā)動機的服務流程：軸承批準、軸承進口編號、組件拆卸、缺陷檢查，在相同溫度下存放、外觀檢查、靜態(tài)尺寸檢查、動態(tài)檢查、防銹包裝。

應當注意的是，對機車主支架的結構特征、慣性損傷、技術要求和工藝過程的分析使得機車的軸承主支架能夠全面檢修。

5 鐵道車輛用軸承的開發(fā)策略分析

（1）加大對軸承的運行狀態(tài)追蹤。軸承質(zhì)量直接由軸承的工作狀態(tài)指示。跟蹤每種軸承狀況的數(shù)據(jù)可以顯著提高軸承維護的質(zhì)量。1）拆卸軸承后，確定每個零件的尺寸，裝配后指定數(shù)據(jù)，并根據(jù)不同的技術計劃安排軸承的靜態(tài)尺寸，并研究通用數(shù)據(jù)規(guī)則以方便估計尺寸異常的軸承。2）將軸承牽引電機和驅動電機組裝后，獲得軸承輸入數(shù)據(jù)，并計算振動值和軸承溫度升高。對于具有異常數(shù)據(jù)的軸承，必須將它們與靜態(tài)度量結合以找到相關性。

（2）及時更新軸承監(jiān)控技術。通過研究軸承自測，分析過程文檔中的問題以及及時優(yōu)化和改進工作說明，將能夠更好地管理軸承測驗。1）定期總結技術人員的意見。在檢查過程中，操作員將分析設備的操作，檢查過程，過程性能和其他問題，并與采取適當措施的專業(yè)工程師總結這些問題。2）應考慮過程內(nèi)容的便利性。軸承檢查應按照技術文件的內(nèi)容進行，結合操作結果了解哪里很難簡化或者實施的操作復雜，與質(zhì)量相關的過程需要調(diào)整或修改，排除影響質(zhì)量的風險因素。3）繼續(xù)檢查優(yōu)化過程。過程控制應具有漸進和連續(xù)的驗證過程，并且有關組驗證結果的可靠反饋信息應支持軸承監(jiān)控技術優(yōu)化過程的可靠性。

（3）有必要加強對軸承設備的適應。由于要維修的軸承的類型，設計，尺寸和制造商各不相同，因此機車主軸承的維修會帶來技術難題[3]。1）軸承油封很難拆除。軸承結構不同，例如，如果想將軸承密封蓋自動快速拆卸，這是無法通過一系列可折疊模具完成的，軸承類型越多，自動拆卸就越困難，無法快速安全地取下軸承密封蓋會降低維修效率。2）軸承難以清洗。軸承維護期間，必須清潔軸承的三個區(qū)域。第一次粗略清洗，發(fā)現(xiàn)缺陷后進行第二次清洗，組裝后進行精細清洗。如果軸承的設計不同，清潔噴霧角度也不同，則清潔軸承時會有很多死區(qū)，清潔軸承時無法獲得最佳的清潔效果，因此無法徹底清潔軸承，嚴重影響其他工藝和軸承維護質(zhì)量。3）很難在軸承中注油。不同品牌和軸承型號具有不同品牌和重量的潤滑脂。請勿混合油脂，因此無法使用同一注油設備潤滑不同的軸承，并且使用手動油脂槍既費時又費力。

參考文獻：

[1]宋宏智.機車車輛走行部軸承性能退化及壽命預測方法研究[D].中國鐵道科學研究院，2020.

[2]邵文彬.關于機車主要軸承自主檢修的研究[D].中國鐵道科學研究院，2020.

[3]謝興會，王金成，潘隆.高鐵軸承關鍵技術基礎研究[A].中國鐵道學會車輛委員會.鐵路車輛輪軸技術交流會論文集[C].中國鐵道學會車輛委員會：中國鐵道學會，2016：6.