CRH2A型動車組軸箱軸承三級修問題分析及解決措施

閆文立，孫 偉，孫永謙

（北京鐵路安全監(jiān)管辦公室 駐北京動車段驗收室，北京102600）

北京動車段主要承擔著CRH2、CRH3、CRH5型動車組的高級檢修任務(wù)，其中啟動車型為CRH2A型動車組。據(jù)鐵道部運裝管驗［2009］463號文件要求，從2009-11-27～2010-11-28北京動車段圓滿完成了25列CRH2A型動車組的三級修任務(wù)。CRH2A型動車組的三級檢修內(nèi)容分為輪對軸箱組成檢修、轉(zhuǎn)向架組成檢修、稱重及尺寸測量和動靜調(diào)等4項，其中輪對軸箱組成檢修、轉(zhuǎn)向架組成檢修是CRH2A型動車組三級修的主要內(nèi)容，特別是輪對軸箱組成檢修質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到動車組的安全運行。

1 問題的提出

根據(jù)北京鐵路局發(fā)布的工藝文件，CRH2A型動車組的輪對組成檢修工藝流程為：輪對軸箱分解—外觀檢查—齒輪箱清洗（僅 M車）—車軸表面脫漆、除銹—整體軸承檢修—齒輪箱檢修（僅 M車）—（磁粉探傷）—（超聲波探傷）—踏面旋修—輪對噴涂油漆—輪對檢查及尺寸測量—制動盤檢修。在對CRH2A型動車組輪對組成進行檢修的過程中發(fā)現(xiàn)軸箱軸承漏油、軸箱難退卸、軸承外圈銹蝕、軸承電蝕的問題較突出，故障統(tǒng)計如表1所示：

表1 CRH2A型動車組三級修輪對軸箱軸承故障統(tǒng)計表

從表1可知，軸箱軸承漏油、軸承電蝕均須返廠更換軸承，增大了檢修的時間，增加了檢修的成本；軸箱體難退卸及銹蝕問題雖經(jīng)180＃細砂紙打磨處理，但因銹蝕不能很好的清除，軸箱體內(nèi)孔和軸承外圈的接觸面積必然受到影響，進一步影響軸承的使用壽命，對動車組的安全運行產(chǎn)生了隱患。

2 原因分析及對策

CRH2A型動車組軸箱軸承采用日本NTN公司生產(chǎn)的雙列圓錐滾子軸承，雙列圓錐滾子軸承是現(xiàn)在高速動車組普遍采用的設(shè)計方式，在動車組高速運行中承受交變的徑向和軸向負荷能力較強，同時動車組高速運行時對軸承的溫度、潤滑、密封等條件要求較高，要求軸承尺寸的穩(wěn)定性要好。

為了解決高速軸承的散熱和密封問題，軸承外圈設(shè)計有通氣孔，后檔圈采用迷宮槽式輕接觸油封，軸箱體與軸箱后蓋的緊固安裝設(shè)計有1mm的間隙。由于設(shè)計上的原因，動車組在運行時迷宮槽式油封能很好的起到防止外界污物、雜質(zhì)和水分的侵入，但在輪軸清洗過程中，特別是用高壓水流進行沖洗，易產(chǎn)生軸箱體進水現(xiàn)象；軸箱體和軸箱后蓋間隙的存在，易使軸箱體進入水分，使軸箱體和軸承外圈產(chǎn)生銹蝕，出現(xiàn)軸箱難退卸現(xiàn)象，特別是下一輪三級修時軸箱體難退卸現(xiàn)象較多。下面進行具體分析：

2.1 軸承漏油問題

2.1.1 CRH2038A軸承漏油問題

（1）2009-11-27在過程盯控T1車1位轉(zhuǎn)向架清洗過程時，由于是用高壓水槍噴洗，而作業(yè)者也未能將輪對組成進行有效的防護，因此在退卸T1-1、T1-2兩條輪對軸箱時，發(fā)現(xiàn)軸箱內(nèi)部存在較多滲水，懷疑軸承也因此進水，要求制造廠將該兩條輪對返廠檢修，經(jīng)檢測沒有異常。要求車間加強對清洗過程中軸箱的防護，減少用水直接沖洗軸箱部位。

（2）2009-12-03在日常監(jiān)督過程中發(fā)現(xiàn)M3-4輪對在清洗脫漆后的靜放過程中存在漏油現(xiàn)象（見圖1），在繼續(xù)靜放1h后再次檢查，發(fā)現(xiàn)仍有漏油現(xiàn)象（見圖2）。

圖1 清洗后的輪對軸承

圖2 清洗靜放1 h后的輪對軸承

在CRH2034A、CRH2023A的檢修過程中也發(fā)現(xiàn)M1、M2、M3、M4車的輪軸軸承有較嚴重的漏油現(xiàn)象。

2.1.2 原因分析

（1）輪對軸箱裝置在轉(zhuǎn)向架清洗時因是用高壓水槍進行清洗，作業(yè)者又沒有對輪對組成進行很好的防護造成軸箱進水。

（2）齒輪箱清洗設(shè)備帶軸箱清洗產(chǎn)生負壓，軸箱內(nèi)的水由后檔迷宮槽式油封吸入軸承，造成軸承的油脂稀釋甩出。

（3）轉(zhuǎn)向架清洗時輪對軸箱裝置和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架不分解清洗，軸箱裝置不容易進行防護，是造成軸箱進水從而造成軸承進水，油脂稀釋的原因。

2.1.3 應(yīng)對措施

（1）針對輪對軸箱進水問題，改變轉(zhuǎn)向架清洗工序；轉(zhuǎn)向架清洗時先將構(gòu)架和輪對軸箱分解，分別進行清洗；輪對軸箱清洗時先把軸箱退下，對軸承進行良好防護后，再對輪對進行清洗；輪對組成清洗由高壓水槍直接噴射清洗改為人工用流水沖洗。

（2）齒輪箱清洗裝置進行改進，由軸箱定位改為軸承定位；由帶軸箱清洗改為托著軸承清洗齒輪箱，防止軸箱的水進入軸承的問題，見圖3。

圖3

通過采取以上兩項措施，很好的解決了軸承漏油的問題，確保了動車組輪軸的安全運行。

2.2 軸箱體難退卸及軸承表面銹蝕問題

2.2.1 CRH2028A軸箱體難退卸情況

2010-05-06在進行軸箱體拆解時，發(fā)現(xiàn)T1、T2、T3、T4、M1、M4車部分軸箱體難退卸，軸承外圈及軸箱體內(nèi)表面銹蝕嚴重，如圖4、圖5所示，其中，在退卸T2-4軸時將推卸工裝頂壞，給輪軸檢修工作造成了很大的困難。

圖4 軸箱體內(nèi)孔銹蝕

圖5 軸承外表面銹蝕

2.2.2 原因分析

（1）由于高速軸承運行對軸承溫度條件要求較高，在軸承和軸箱體之間也要考慮通風、散熱和減小軸箱空氣壓力問題，CRH2A型動車組軸箱軸承采用了軸箱體和軸箱后蓋1mm的間隙設(shè)計，已便于軸箱體內(nèi)空氣的排出，但由于軸箱后蓋與軸箱體間有間隙，在動車組運行中空氣中的水分就可能通過這一間隙進入軸箱體和軸承的接觸面，造成軸箱體的難退卸和軸承外圈銹蝕。

（2）在運行一段時間后，到首輪三級修時，軸箱體和軸承外圈之間由于相對磨耗的作用，兩者的配合尺寸變大，在輪軸組裝時接觸面的油脂沒能均勻涂抹到位，這樣到下一輪三級修時就產(chǎn)生了銹蝕現(xiàn)象和難退卸問題。

2.2.3 采取的措施

（1）自制退卸工裝。原來使用的退卸工裝是用絲杠一端頂住軸端，另一端用絲扣的力量往外拔軸箱的原理，退卸工裝的底扣較細，經(jīng)常把扣拔壞，為此把絲杠底扣加工成矩形的，增大了絲杠的拔出力量，軸箱退卸也容易了許多。

（2）對較難退卸的軸箱，采取多種辦法相結(jié)合的方法。

①沿軸箱一圈噴上松動劑，靜置一段時間。

②在軸箱上部的8個點用銅棒輕輕敲擊。如圖6所示：

圖6 軸箱部位的8個點

③敲擊結(jié)束后再使用退卸工裝對軸箱體實施退卸。

要求：（a）敲擊工具為銅棒，最大質(zhì)量不得超過6kg。（b）除設(shè)定的專人外，嚴禁其他人在退卸軸箱體時對軸箱體進行敲擊。指定的敲擊專人需報分解檢查組備案，敲擊作業(yè)時需有分解檢查組成員在現(xiàn)場確認。（c）對難退卸的軸箱體退卸后須對相應(yīng)位置軸承進行檢查，轉(zhuǎn)動及手感確認無卡滯等異?，F(xiàn)象的軸承允許繼續(xù)使用，并需由操作者檢修記錄中注明，由質(zhì)量檢查人員確認。

（3）在下一輪三級修輪軸組裝時，特別是對難退卸的軸箱軸承，重新組裝軸箱體時適當增加軸承表面涂抹的潤滑脂量，可考慮均勻的在軸承表面涂兩遍潤滑脂（首輪三級修是是涂一遍一薄層潤滑脂），增大軸箱內(nèi)部防銹效果。

2.3 軸承電蝕問題

2.3.1 軸承電蝕情況

在對CRH2023A、CRH2041A、CRH2049A、CRH2-052A進行三級檢修時發(fā)現(xiàn) T1-1、T1-4、T4-1、T4-4分解時軸承有電蝕現(xiàn)象，返廠更換軸承。

2.3.2 原因分析

CRH2A型動車組主變壓器原邊接地電流的流通路徑為：動車（M車）：主變壓器原邊接地端→車體→車體與構(gòu)架連接線→構(gòu)架與軸箱接線柱連接線→軸身接地裝置（M車）→輪對車軸→輪對踏面→鋼軌。

拖車（T車）：主變壓器原邊接地端→車體→LKJ速度傳感器與軸箱軸承壓蓋連接線→軸箱體→軸承→輪對車軸→輪對踏面→鋼軌。由于拖車（T車）軸身沒有接地裝置，主變壓器原邊電流通過LKJ傳感器接線直接和軸承壓蓋相連，通過軸承表面和輪對踏面相連，最后傳導(dǎo)到鋼軌上，使軸承表面產(chǎn)生電蝕

2.3.3 采取的措施

針對這一情況，在車體上加裝電涌裝置并用絕緣銅線和LKJ傳感器相連，較好的解決了LKJ速度傳感器從車上引入電流，造成軸箱軸承電蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

電涌保護裝置采用合理組合經(jīng)過驗證的電涌泄放器件，在動車組兩端頭車車體與轉(zhuǎn)向架之間布設(shè)4個泄放點，抑制動車組升降弓時頭車與車體轉(zhuǎn)向架之間的高壓瞬變電涌脈沖，將高壓瞬變電涌脈沖最大電壓值鉗位至原來的1／3以下，同時在車輛正常運行時把對軸承產(chǎn)生的點蝕影響控制在極小的范圍內(nèi)。

3 結(jié)束語

通過改進措施在后續(xù)動車組檢修過程中的順利實施，使前期暴露出來的軸箱軸承問題基本得到了解決，而北京動車段通過承修動車組高級檢修任務(wù)，在實際檢修作業(yè)中處理了大量突發(fā)及臨時性故障，積累了豐富的工作經(jīng)驗，為動車組的安全運行打下了堅實的基礎(chǔ)。

［1］馮自立.CRH2A型動車組軸箱軸承常見表面損傷原因分析［J］.機車車輛工藝.2010，（3）：40-41，44.

［2］張曙光.CRH2動車組［M］，北京：中國鐵道出版社，2009.