高速動(dòng)車組軸箱軸承溫升故障分析

林宏琳

摘要：本文以某一具體車輛為例，重點(diǎn)對(duì)高速動(dòng)車組在夏季工作期間，部分車輛的軸箱軸承部分發(fā)生溫升故障的這一情況進(jìn)行討論，對(duì)軸承部分的設(shè)計(jì)制作、裝配形式、部件的潤(rùn)滑等方面進(jìn)行了調(diào)查，找出導(dǎo)致部分軸箱軸承發(fā)生溫升故障的最終原因，并給出了相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：高速動(dòng)車組；軸箱軸承；溫升故障；分析

一、故障原因的調(diào)研及分析

在對(duì)出現(xiàn)溫升問(wèn)題的軸承進(jìn)行分析期間，主要涉及了軸承自身的設(shè)計(jì)部分、生產(chǎn)制作部分、裝配施工部分以及潤(rùn)滑部分等，下面對(duì)這幾方面的問(wèn)題進(jìn)行具體論述：

（一）檢查設(shè)計(jì)部分

在對(duì)軸承進(jìn)行裝車處理以前，已經(jīng)高效完成了1200000公里路程的臺(tái)架測(cè)試和300000公里的實(shí)際使用考核工作。同時(shí)，還對(duì)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的軸承進(jìn)行了高級(jí)維修，可以確保軸承的工作狀態(tài)不存在問(wèn)題。因此，初步診斷軸承部位出現(xiàn)的溫升問(wèn)題與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不存在聯(lián)系。

（二）調(diào)研裝配部分

經(jīng)過(guò)對(duì)軸承進(jìn)行安裝以及拆卸操作的工作現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，不存在軸承出現(xiàn)破損問(wèn)題。另外，軸箱部分的密封也未出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，還確定對(duì)軸箱軸承的安裝以及拆卸工作與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)一致，其中的一部分軸箱發(fā)生相對(duì)嚴(yán)重的微動(dòng)腐蝕現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)與之前出現(xiàn)的同類情況進(jìn)行對(duì)比得知：這一現(xiàn)象并不是導(dǎo)致該部位出現(xiàn)溫升問(wèn)題的原因。

（三）檢查潤(rùn)滑環(huán)節(jié)

1.外觀部分的狀態(tài)

對(duì)軸承當(dāng)中的外觀部分進(jìn)行分解檢查，其中涵蓋的內(nèi)容有，軸承內(nèi)圈部分表現(xiàn)的狀態(tài)、外圈部分表現(xiàn)的狀態(tài)以及滾珠部分表現(xiàn)的狀態(tài)。檢查后得出這部分未出現(xiàn)異常情況，油脂的具體分布情況未出現(xiàn)異常現(xiàn)象。

2.檢查軸承的實(shí)際尺寸和使用材料

在對(duì)出現(xiàn)溫升問(wèn)題的軸承進(jìn)行清洗處理以后，對(duì)其實(shí)際尺寸和使用材料展開(kāi)了檢測(cè)和分析工作。得出的相關(guān)結(jié)果表明：首先，軸承的實(shí)際尺寸與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一致。其次，使用材料自身的性能和表層位置的狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一致[1]。

3.對(duì)軸承部分的油脂進(jìn)行分析

取樣過(guò)程中，對(duì)發(fā)生溫升問(wèn)題各個(gè)線路當(dāng)中軸承部分的油脂進(jìn)行了采集，同時(shí)對(duì)取樣情況展開(kāi)了具體分析，下表1是對(duì)其中具備代表性的油脂展開(kāi)分析之后得出的結(jié)果。

注：①根據(jù) EN12082標(biāo)準(zhǔn)，軸承內(nèi)部Fe含量為0.5%、密封圈周邊部Fe含量為1%；②試驗(yàn)后的油脂的水含量只做測(cè)試，不作為評(píng)判依據(jù)，水含量對(duì)于油脂是否合格起參考作用。

分析得出的結(jié)論是：對(duì)于軸承部分開(kāi)展的裝配操作、制作和油脂的現(xiàn)象大體和軸承開(kāi)展的設(shè)計(jì)工作的標(biāo)準(zhǔn)一致，未出現(xiàn)異常問(wèn)題。通過(guò)調(diào)研以及檢驗(yàn)得出的結(jié)論可知，軸承所呈現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)，可以滿足現(xiàn)在動(dòng)車組實(shí)際使用期間提出的需求。

（四）油脂臺(tái)架比較測(cè)試

經(jīng)過(guò)對(duì)多類潤(rùn)滑脂的實(shí)際使用情況進(jìn)行分析比較，了解到出現(xiàn)溫升現(xiàn)象的軸承使用的油脂和另外軸承使用的油脂存在差異。這一軸承使用的潤(rùn)滑脂具有耐低溫性能，油脂的粘性較大，軸承工作會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，也許會(huì)造成軸承部位出現(xiàn)溫升問(wèn)題。針對(duì)這一猜測(cè)，實(shí)施了油脂臺(tái)架比較測(cè)試工作。

從測(cè)試結(jié)果當(dāng)中了解到，在同等測(cè)試環(huán)境當(dāng)中，兩類油脂自身的溫度存在顯著差異。與之前的油脂進(jìn)行對(duì)比，新油脂能夠讓軸承部位的溫度減小大概5℃～10℃。因此可以得出：新油脂能夠在一定條件下讓軸承部位出現(xiàn)的溫升問(wèn)題得到解決。可是，其是否能夠在動(dòng)車組實(shí)際工作期間呈現(xiàn)出預(yù)期的成果，要實(shí)施線路測(cè)試[2]。若是線路工作期間軸承部分的溫度減小了大概10℃，能夠在很大程度上減小軸承部位出現(xiàn)溫升現(xiàn)象出現(xiàn)的報(bào)警比例，還可以減小由于溫升問(wèn)題警示造成的安全隱患。

（五）線路測(cè)試

為了驗(yàn)證新牌號(hào)油脂對(duì)于軸承溫度減小所造成的影響，開(kāi)展了實(shí)際的線路測(cè)試。測(cè)試結(jié)果為：在同等速度以及同等路線的基礎(chǔ)上，軸承部位的溫度全部沒(méi)有大于限定數(shù)值。與之前使用的油脂進(jìn)行對(duì)比，新牌號(hào)油脂能夠讓軸承部位的溫度平均比之前減小了大概10℃[3]。

二、結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)對(duì)出現(xiàn)溫升問(wèn)題的軸承部位進(jìn)行分解檢查以及調(diào)研分析，對(duì)于軸承部位的重點(diǎn)指標(biāo)分別實(shí)施了調(diào)研分析，初步給出了下述結(jié)論，具體為：

1.軸承自身的設(shè)計(jì)部分、制作生產(chǎn)部分等這些流程，全部達(dá)到了技術(shù)提出的相關(guān)要求；

2.軸承使用的潤(rùn)滑油脂與現(xiàn)在的工作狀態(tài)一致；

3.經(jīng)過(guò)開(kāi)展臺(tái)架測(cè)試以及線路測(cè)試這兩項(xiàng)工作，初步認(rèn)定潤(rùn)滑脂自身的性能是造成軸承部位出現(xiàn)溫升問(wèn)題的主要原因。并得出，與之前使用的油脂進(jìn)行對(duì)比，新牌號(hào)油脂能夠讓軸承部位的溫度平均比之前減小大概10℃。

盡管從之前開(kāi)展的臺(tái)架測(cè)試以及線路測(cè)試這兩項(xiàng)工作當(dāng)中能夠了解到，使用新牌號(hào)油脂可以高效地減小軸承部位的溫度。可是，這一方式是否能夠徹底解決軸承部位出現(xiàn)的溫升問(wèn)題，還需要深入驗(yàn)證。由于高速動(dòng)車組在實(shí)際運(yùn)行期間，軸承部位的溫度不僅和潤(rùn)滑脂呈現(xiàn)的狀態(tài)存在聯(lián)系，同時(shí)還和線路因素、周邊的環(huán)境因素等這些外在原因存在聯(lián)系，可是，對(duì)于粘度小的這類潤(rùn)滑脂進(jìn)行使用，確實(shí)可以讓軸承部位的溫度得到相對(duì)顯著的降低[4]。

軸箱軸承使用的潤(rùn)滑脂具備的性能，對(duì)于軸承工作期間的實(shí)際狀態(tài)存在巨大的影響，在對(duì)軸承進(jìn)行設(shè)計(jì)期間，要充分對(duì)潤(rùn)滑脂自身對(duì)于季節(jié)的適用情況進(jìn)行考慮。

三、結(jié)束語(yǔ)

從上文當(dāng)中能夠了解到，軸承使用的油脂具備的性能也許是造成其出現(xiàn)溫升問(wèn)題的重要原因，在使用新牌號(hào)的油脂以后，可以讓軸承部位的溫度減小大概5℃～10℃，讓軸承部位出現(xiàn)的溫升問(wèn)題得到解決。因此，建議在動(dòng)車組出現(xiàn)這一問(wèn)題時(shí)對(duì)此進(jìn)行檢查并解決此問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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[2]湯武初，陳光東，孫玉超，etal.基于ANSYS/LS-DYNA高速列車軸箱軸承動(dòng)力學(xué)分析與故障模擬[J].現(xiàn)代機(jī)械，2015（5）：5-10.

[3]曹科宇，杜群威，孟慶棟.CRH3動(dòng)車組軸箱軸承溫度監(jiān)控系統(tǒng)[J].工程技術(shù)：全文版，2017（1）：00219-00219.

[4]郭鳳媛，趙佳穎，張俊杰.140km/h市域動(dòng)車組軸箱軸溫監(jiān)控技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)[J].鐵道機(jī)車與動(dòng)車，2016（9）：45-46.

（作者單位：中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司）