鐵路貨車滾動軸承壓裝曲線異常原因分析及對策

黎 翼，庾迎春

（中鐵特貨公司柳州機械保溫車輛段，1、助理工程師，2、工程師， 廣西 柳州 545007）

近年來，中鐵特貨公司商品汽車運輸業務逐年增加。為確保質量可靠、狀態良好地運輸車輛，2018年柳州機械保溫車輛段按要求開始承擔JSQ6 型凹底式雙層汽車運輸車段修及RE2B 型輪軸二、三級檢修任務。

1 問題提出

353130B 型滾動軸承壓裝是RE2B 型輪軸檢修的關鍵工序之一，其質量直接影響JSQ6型貨車運輸安全。由于《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規則》（鐵運［2016］191 號）》僅規定滾動軸承壓裝質量檢驗包括軸承壓裝力、壓裝終止貼合壓力、貼壓差及保壓時間等4 項內容及需達到相應的參數要求(見表1)，但未對滾動軸承壓裝壓力曲線給出標準圖例及文字說明，極易造成質量漏洞。如在實際工作中，經常發現被判定壓裝合格的P-S 壓力曲線圖雖然4 項壓裝參數均符合表1 要求，但壓力曲線走勢異常。為確保車輛運用安全，有必要找準問題成因，制定有效措施，切實加以解決。

表1 353130B型滾動軸承壓裝限度要求

滾動軸承壓力合格曲線如圖1所示。

圖1 合格壓力曲線

滾動軸承壓力曲線異常主要表現：

1）壓力曲線起點處壓力陡升（見圖2）；

圖2 壓力陡升

2）壓力曲線中間段壓力明顯抖動（見圖3）；

圖3 壓力抖動

3）壓力曲線整段壓力偏小，基本在規定的最小壓裝力限度值以下，只是在接近拐點時壓力數值才勉強達到合格（見圖4）。

圖4 壓力偏小

以上3 種情況，其《鐵路貨車輪軸組裝檢修及管理規則》規定軸承壓裝的4 項壓裝參數值均在規定范圍，都被軸承壓裝機判定為合格，但經對壓裝曲線走勢不良的滾動軸承進行退卸檢查，發現曲線不良是因為滾動軸承與軸頸匹配存在缺陷引起壓力變化造成的，如果此類缺陷不及時返工處理，將為輪軸運用埋下安全隱患。

2 原因分析

經過深入調查，座談研判，得出導致滾動軸承壓裝壓力曲線異常的主要因素有：滾動軸承壓裝間溫濕度、滾動軸承內圈與軸頸的選配過盈量、軸頸表面的粗糙度及圓柱度、軸頸端部暾粗、滾動軸承內圈與軸頸的潤滑效果、軸承壓裝機運轉狀態等。具體分析如下：

2.1 壓力曲線起點處壓力陡升原因

1）軸頸端部墩粗。輪對分解或組裝時，因壓力機活塞中心與車軸中心線不一致，或因作業簡化、未采取有效措施保護軸頸，致使車軸端部應力過大造成軸頸墩粗，軸承壓裝前該故障如未及時處理，曲線起點處壓裝力會因軸頸直徑墩粗而陡升。

2）如車軸端部引導坡處發生碰傷，表面堆積金屬高出軸頸表面，軸承壓裝前該故障未及時處理也會造成壓裝力徒升。

3）滾動軸承壓裝時，壓裝機活塞中心線與車軸中心線不一致，軸承內圈壓入時，與軸頸端部錯位、別勁壓裝造成壓裝力陡升。

2.2 壓力曲線中間段壓力明顯抖動原因

1)軸頸表面Ⅱ號極壓鋰基脂涂刷不均勻，壓裝時軸承內圈內徑面與軸頸局部發生干摩擦，軸承壓入時頓挫致使壓力抖動。

2)軸頸表面故障，如軸頸碰傷、局部凹下等原因致使壓力發生變化。

3)滾動軸承內圈磷化膜晶粒細小而致密、磷化膜較厚，軸承壓入頓挫致使壓力抖動。

4)軸承內部或Ⅱ號極壓鋰基脂有異物。

2.3 軸承壓裝力偏小原因基本在規定的最小壓裝力限度值以下，只是在接近拐點時壓力數值才勉強達到合格。主要原因如下：

1）軸頸直徑在全長范圍內向軸頸端部逐漸增大（即軸頸倒錐），軸承內圈與軸頸配合過盈量逐漸變小，造成壓力曲線平緩或下降。

2）壓裝時，滾動軸承擺放方位錯位，內徑大的內圈壓裝在軸頸外側，內側內圈與軸頸配合過盈量偏小，造成壓力曲線平緩或下降。

3）滾動軸承內圈與軸頸配合過盈量偏下限或實際配合過盈量小，造成壓力曲線平緩或下降。

4）車軸、滾動軸承相繼采用高精度數控車床機加工后，表面加工精度顯著提高，軸承壓裝時配合面摩擦系數小造成軸承壓裝力降低，而《輪規》未及時下調軸承壓裝壓力。

5）壓裝間溫濕度不符合要求，室內溫度低或濕度嚴重超標。

6）軸承壓裝前，軸承及附件、輪對及檢測器具未按要求進行同溫，測量數值不真實造成軸承內圈與軸頸配合過盈量不符合規定。

3 防范措施

為有效減少以至消除壓力曲線異常情況發生，建議采取以下防范措施。

3.1 壓裝環境要求方面

1）每班開工前須檢測滾動軸承壓裝間溫、濕度，保證溫度為16～30℃，濕度不超過70%，超過時須開空調或專用抽濕機進行調整，符合規定后方可開工作業；室內須保持整潔。

2）滾動軸承壓裝前軸承及附件、輪對及檢測器具須同室存放，放置時間不少于8 h；不能同室存放時，兩室溫差不應超過5 K。

3.2 設備運轉狀態方面

1）每班開工前須對軸承壓裝機進行日常性能校驗，確認系統壓力與計算機顯示值相差不超過10 KN、設備性能狀態良好。

3.3 軸頸檢查處理方面

1）檢查車軸中心定位孔不得損傷，確保壓裝機活塞中心線與軸頸中心線一致。

2）加強軸頸端部的檢查測量，軸頸端部墩粗、引入部及軸頸表面磕碰傷時須消除表面堆積的多余金屬，并用不小于120目砂布蘸油打磨光滑。

3）壓裝前須用棉白細布蘸120#汽油或乙醇擦拭軸頸與防塵板座，清除表面異物，防止壓力異常變化。

3.4 選配壓裝方面

1）軸頸直徑測量位置及參數分別見圖4 和表2。按圖4 規定測量軸頸I、Ⅱ兩個截面直徑，計算軸頸直徑及圓柱度，軸頸倒錐須進行機加工處理（軸頸直徑不允許在全長范圍內向軸頸端部方向逐漸增大）。

圖4 軸頸直徑測量位置示意圖

表2 軸頸直徑測量位置參數

2）距滾動軸承內圈小端面7 mm 及內圈大端面20 mm 處測量滾動軸承內圈內徑，并做好內徑大、小端箭頭方向“→”標記。

3）根據軸頸尺寸選配滾動軸承，建議配合過盈量偏中間值（0.065～0.080 mm 之間）。353130B 型滾動軸承配合過盈量見表3。

表3 353130B型滾動軸承配合過盈量

4）滾動軸承壓裝前，軸頸上須均勻涂刷0.5 mm厚的Ⅱ號防銹極壓鋰基脂，涂抹時輪對須轉動，軸頸底部不得遺漏；南風天時，軸頸表面涂脂不得進行批次涂刷，以免油脂附水變質。

5）滾動軸承壓裝時，滾動軸承須按箭頭方向擺放，內圈內徑相對較大的一端組裝在軸頸內側，確保軸頸與滾動軸承兩內圈配合過盈量均衡匹配；中隔圈須找正，防止壓裝過程中中隔圈偏離中心與壓力機活塞端部頂撞。

3.5 壓力曲線表復核方面

1）軸承壓裝到位后，須復核壓力曲線表，對壓力曲線起點處壓力陡升、中間段壓力曲線抖動明顯、壓力曲線整段壓力偏小只是在接近拐點時壓力數值才勉強達到合格等不良曲線的滾動軸承須按退檢處理。

2）建議對壓裝曲線行至180 mm 處壓力未達到58.8 KN 的滾動軸承進行退卸，用不小于120 目砂布蘸油橫向打磨軸頸表面，增大滾動軸承內圈與軸頸表面的摩擦力。

4 結束語

軸承壓裝質量對于車輛安全運行至關重要。本文從軸承壓裝間環境、軸承與軸頸壓裝選配過盈量、軸頸表面粗糙度及壓裝機運行狀態等方面深入分析導致軸承壓裝曲線不良的原因，提出了操作性較強的預防措施。2019 年，筆者所在單位通過強化軸承壓裝作業標準，有效降低因壓裝曲線異常造成的質量返工，全年共計壓裝353130B 型軸承645 套，一次性壓裝合格數量為624 套，合格率達到96.7%，比2018年提高了18.5%。