淺析車軸報廢原因及預防措施

摘??要：由于車軸具有不可修復性，本文從技術角度分析了退輪時車軸拉傷造成的車軸報廢原因。為避免和減少因車軸報廢率上升所帶來的成本壓力和資源浪費，從檢修、組裝過程等方面提出有效避免后期大修退輪時拉傷車軸的預防措施。研究表明內燃機車車軸報廢分析也可用于電力機車輪對車軸預防報廢措施中。

關鍵詞：輪對解體;車軸;拉傷;原因分析

中圖分類號：U279? ????文獻標識碼：A????文章編號：2096-6903（2019）04-0000-00

0 前言

車軸是內燃機車的關鍵安全零件，其長期承受巨大交變載荷作用，且工作條件及其惡劣。車軸的使用壽命直接影響機車的行車安全和機車的檢修成本。因此，降低車軸在檢修時的報廢率對車軸的使用壽命具有重要意義。

根據我公司近年來對機車大中修中出現的報廢車軸情況的統計，對造成車軸報廢的原因進行匯總、分析，研究表明影響DF4B分體輪型內燃機車輪車軸使用壽命的主要原因是車軸的疲勞裂紋，退車軸時軸頸（如輪芯座頸、齒輪座頸）的拉傷;其他如軸承頸的碰傷、抱軸頸加工、軸身硬傷和防塵座頸的拉傷加工，超限報廢等導致車軸報廢的原因為次要原因。

1 車軸報廢原因分析

由于車軸具有不可修復性：車軸除端面外嚴禁電焊碰火、不允許采用噴涂、電沉積和化學沉積等方法修復。輪對退軸拉傷、消裂紋加工時，車軸直徑減小超限，車軸報廢。東風4B型輪對裝配示意圖及車軸形狀、尺寸示意圖如下圖1、圖2所示。

1.1 車軸探傷直接報廢

車軸透聲性超探，透聲性不良，超標車軸報廢。

1.2 執行部文要求的報廢

執行鐵道部文件鐵運[2007]128號關于印發《鐵路機車車輪管理辦法》，如“鑄鋼輪心的輻板裂紋不允許焊修”等及執行TB/T1400-2005《機車用鑄鋼輪心技術條件》，如“輪心設計壽命為20年”等要求，輪心報廢更換需退軸時，車軸拉傷，超限報廢。

1.3 整體輪輪對更換時從動齒輪造成報廢

整體輪輪對（如DF8B型）的從動齒輪直接套裝在車軸上，需更換從動齒輪時，退齒輪造成車軸拉傷，超限報廢。

1.4 車軸疲勞裂紋引起車軸報廢

（1）在DF4B型輪對大修中發現的車軸疲勞裂紋均發生在車軸長轂輪座上，距齒側軸端約640mm處。裂紋呈沿圓周方向上不連續點狀或連續周線，深度0.3-5mm。

（2）車軸裝配面軸向應力分布特點顯示，車軸長轂輪座上產生應力集中，易發生疲勞裂紋。

（3）由于采用單齒傳動結構，輪對在傳遞力的過程中，車軸承受巨大扭矩，其中機車啟動時的扭矩為運行時的幾倍。兩邊鑲入部同時承受彎曲應力的作用，由于扭矩的影響使齒輪一側的應力加大，裂紋產生率要比非齒側高的多。

（4）輪對裝配過程中，在車軸長轂輪座上距軸端640-650mm處產生“擠推現象”，形成裂紋源。有時熱套后超探發現壓應力波因此造成假裂紋的存在。為消除車軸的疲勞裂紋，退軸會造成車軸拉傷。車削加工拉傷或消裂紋時，車軸尺寸超限報廢。

1.5 車軸軸頭墩粗及壓彎不可修復造成報廢

分體輪輪對壓卸過程為：退短轂輪心—退從動齒輪—退長轂輪心。在進行壓卸作業時，必須遵守油壓機操作規程，確認壓力機工作狀態并保證工作前將油缸中空氣排空避免壓力機跳噸。退卸過程中利用車軸后端小車調整車軸中心線，保證轂孔中心線與油壓機油缸中心線重合，并以紫銅墊護套等軟墊防護軸頭。紫銅墊護套防止軸頭壓傷，中心線調整防止車軸壓彎。輪對退軸時超400T（4000kN）壓力致使軸頭墩粗、壓彎。車軸需加工時，造成車軸超限報廢。

1.6 車軸輪座頸拉傷原因

（1）輪芯內孔的粗糙度達不到要求。輪芯在壓卸后因裝配要求，需對內孔進行堆焊恢復，加工后粗糙度為Ra3.2，由于沒有專用的工具進行測量，只能靠人為估計，這就造成無法有效控制精度的問題。裝配前輪芯內孔的形位公差或車軸表面的形位公差較差，輪對解體時高壓油泵因形位公差卸油而不能保證油壓，車軸與輪芯配合面的潤滑及油膜無法建立。因此車軸推卸時容易造成車軸及輪芯的拉傷。

（2）輪芯加工后轂孔內側未作圓弧過渡處理，油槽脫離輪座后，內孔與車軸沒有形成足夠的油膜，導致車軸硬拉傷，深度超限后，輪座無法加工修復，造成車軸報廢。

（3）在拆卸輪芯時，應通過輪芯注油孔注入高壓油，有時因油路不通暢而無法形成足夠的油壓來拆卸，高壓油在輪芯內孔注入油槽時溢出不均勻，造成車軸局部深度拉傷。為避免堆焊過的輪心下次大修拆卸時出現油路不通現象，可以在輪芯壓裝前先將注油孔內因堆焊而加厚的部分用鉆頭加以清理、打穿，并用高壓空氣吹掃雜物，確保油路清潔暢通。

2 降低車軸報廢的預防措施

（1）加強前期車軸和輪心裝配時的加工控制。在加工輪心內孔時圓柱度和車軸本身的圓柱度是影響車軸在一個大修期內使用壽命的重要因素。因此，保證上述兩者的圓柱度，是每個從事車軸大修單位的重要工作。另外注油孔油槽過渡處加工質量對輪對組裝及推卸有較大影響。油槽按圖紙要求應有R5過渡圓弧，實際加工中因采用熱套工藝，過渡圓弧未采用R弧刀加工。對于輪對解體時油槽的棱角等容易造成車軸拉傷從而造成車軸輪座尺寸大幅減少甚至報廢。輪芯采用焊接修理，部分輪芯焊接時注油孔因焊接堵上。輪芯加工時，油孔直徑較小對輪對解體有較大影響。因為油孔直徑小，高壓油流量小，油膜建立及潤滑基礎差，宜造成車軸的拉傷。可見提高輪芯的加工質量對于車軸使用壽命起很重要的作用。

（2）降低車軸在解體時的報廢率。報廢的車軸中大部分的車軸是在解體后判定報廢的，除了上述分析，作者認為高壓油泵在輪對解體報廢中起到關鍵的作用。每次車軸拉傷報廢，都會出現在一個周期內的某時間段，那段時間工人會反映油泵的壓力達不到平常水平，因此保證油泵在正常的工作狀態，也是降低輪對解體報廢的重要因素。

（3）加強對“真”“假”疲勞裂紋的判斷。一般出現疲勞裂紋，在不可消除，不可加工時車軸就會報廢，但是不是每次都是真的疲勞裂紋，這是一個很難判斷的問題。因為一般輪對裝配過程中，在車軸長轂輪座上距軸端約640mm處產生“擠推現象”，形成裂紋源。所以加強疲勞裂紋的判斷，也是降低輪對報廢的重要因素。

（4）做好輪對套裝。輪對車間在內燃機車的車軸和輪心組裝時采用的時熱套方法，在這個過程中，保證車軸和輪心表面的干凈、表面的光潔度是對車軸壽命的重要因素，如果車軸和輪心在現場放置時間較長，車軸和輪心表面灰塵較多，對裝配質量影響是不可忽視的。在裝配過程中要把表面擦拭干凈，才能保證車軸和輪心的裝配質量，在一定范圍內增加車軸的使用壽命和降低車軸在分解時的報廢率。

（5）加強探傷控制，防止漏探造成的返工引起車軸報廢。例如輪心熱套后發現有裂紋，又返工退輪，會造成車軸拉傷，可能引起車軸報廢。（6）檢修過程中，自解體、清洗作業開始，二級解體、機加工吊裝、轉序、搬運到輪對電機組裝完成的過程中，防止碰傷車軸引起的返工，造成不可修復而引起報廢。減少車軸報廢的機率。

（7）其他相關作業：如分解檢查、專檢、檢修等工作控制質量，減少返工，減少車軸報廢的機會。

（8）加強車軸解體、轉序，吊裝過程的控制，避免碰傷引起的報廢。

3 結語

本文對內燃機車車軸報廢分析也可用在電力機車輪對車軸注油壓裝、拆卸機加工等檢修時的預防報廢措施中。

在競爭激烈的市場環境里，控制好成本將給企業帶來更強的競爭資本。通過以上分析發現，許多成本浪費是可預見性，可防范的。所以控制成本要從源頭作起，要注意細節，避免不必要的損耗。從落實預防措施入手，提高質量、確保安全，為企業爭取更大的利益。實現較好的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]鐵道部大連機車車輛工廠.東風4內燃機車[M].大連：大連理工大學出版社，1993.

[2]中華人民共和國鐵道部.東風4B型內燃機車大修規程[S].北京：中國鐵道出版社，1999.

[3]TB/T1400-2005，機車用鑄鋼輪心技術條件[S].

收稿日期：2019-07-12

作者簡介：符平年（1985—），男，甘肅天祝人，本科，工程師，研究方向：鐵路機車車輛。

On the Analysis of the Cause and Preventive Measures of Axle Scrape

Fu Pingnian

（Tie Yun Gong Cheng Company China Railway 16?Group CO.Ltd，Gaobeidian Hebei ?047000）

Abstract： Because the axle is irreparable， this article analyzes from the technical point of view the cause of the axle scrap caused by the axle strain when the wheel is retracted. In order to avoid and reduce the cost pressure and resource waste caused by the rising axle scrap rate， from the aspects of maintenance and assembly， preventive measures to effectively prevent the axle from being pulled when the wheel is overhauled at a later stage are proposed. The research shows that the analysis of the scrapping of axles of diesel locomotives can also be used in the prevention of scrapping of axles of electric locomotives.

Key words：?wheel set disassembly;axle strain;analysis of the cause