SS4G/B型機車軸箱軸承常見故障分析及處理

王超朋

（國能朔黃鐵路發展有限責任公司，北京 100000）

軸箱軸承是機車關鍵部件之一，若出現故障將會造成輪對固死的嚴重事故，因此，監測軸承運行狀態及避免軸承出現故障對機車運行安全尤為重要。本文結合軸箱軸承的結構特點及其性能,以及在機輛分公司的實際運用情況，針對軸承常見慣性故障發熱、電蝕剝離等進行全面剖析及處理，并提出了一些預防措施，保證軸承運行可靠。

1 軸箱組成及作用

軸箱是把簧上部分重量傳給輪對，同時將來自輪對的牽引力、制動力、橫向力等傳遞到構架上的部件，其主要由前后蓋、軸箱體、密封環、短圓柱滾子軸承、內套、隔環、接地裝置、軸圈、軸承擋圈和擋板等組成，各部件相互配合，保證機車運行平穩可靠。其中密封環和接地裝置起到對軸箱內部配件保護的功能，以防外部環境對內部配件造成影響，從而發生故障。密封環的作用是防止油污、水和灰塵進入軸箱內污染部件，使軸箱內部工作環境清潔。接地裝置的作用是改善機車網側回流的導電性和防止軸箱滾動軸承的電蝕，起到對軸承關鍵部件的保護。

2 軸承的結構特點

SS4G/B型機車軸箱軸承采用的是單列向心短圓柱滾子軸承，軸承主要由內套、外圈、保持架、滾動體等部件組成。在結構上，內套和外圈之間有淬硬的滾動體，為了均勻分布和減少滾動體間的摩擦，用保持架隔開。另外，滾動體與滾道為線接觸或修下線接觸，徑向承載能力大，適用于承受重負荷與沖擊負荷。內套或外圈可分離，便于安裝和拆卸。

3 軸承常見故障分析及處理

軸承是機車軸箱內關鍵部件。其一旦發生故障將嚴重影響機車運行平穩安全，甚至造成輪對固死的機車事故。因此，軸承質量安全應引起高度重視，怎樣提高軸承質量及安全具有深遠的意義。軸承屬于內部配件，不便于觀察內部運轉狀態，因此，提高軸箱軸承裝配質量以及實時有效監測機車在運行時軸承的運轉狀態尤為重要。另外，軸承的產品質量同樣至關重要。據多年從事軸箱檢修工作經驗，軸承故障成批次的出現。軸箱軸承常見故障為發熱、電蝕等，針對具體故障分析其原因并提出預防措施，從而保障機車運行安全，具體分析如下。

3.1 軸承發熱

電力機車軸箱軸承發熱一直是機車走行部的一個慣性故障，不僅給從事檢修作業的人員增加檢修任務量，而且也嚴重影響了機車運行安全。軸箱軸承發熱的原因有很多方面，主要原因分析如下。

（1）軸箱軸承加潤滑脂過多或過少。加潤滑脂過多,熱量散發不出去，容易引起軸承發熱，嚴重時還會導致潤滑脂乳化；加潤滑脂量過少，潤滑脂潤滑部件不良，使油膜逐漸被破壞，容易引起部件摩擦發熱。因此，要科學控制潤滑脂加注量以及涂抹潤滑脂的均勻程度，防止潤滑脂過多過少對軸承造成的影響。中修時，采用量杯進行按量加注并按技術要求均勻涂抹；小修時，用定量注油機進行定量加注。

（2）潤滑脂變質。如潤滑脂乳化或鈣化失去潤滑脂性能，造成軸承發熱，修程中重點檢查潤滑脂的性能狀態，若出現以上情形，必須更換軸承并按技術要求加注新潤滑脂處理。

（3）軸箱內有其他雜質，潤滑脂太臟。在組裝軸箱時，內部配件未完全清潔，遺留金屬粉末或其他油污雜質導致軸承運轉中過熱。另外，加注的新潤滑脂內有雜物導致軸承運轉中過熱。組裝時，要徹底清潔軸箱內部各配件并保證加注的潤滑脂清潔無異物，同時不得中斷軸箱組裝作業，以免中斷、停歇時異物進入軸箱內。

（4）軸箱組裝間隙太小。軸箱組裝間隙太小將導致軸承滾動體和軸承內套之間含脂量少，不易形成油膜，易引起軸承發熱。嚴格按技術要求選配及組裝軸承。

（5）軸箱組裝間隙太大。軸箱組裝間隙過大將導致機車運用時軸承活動量大、沖擊力大，容易引起軸承發熱。另外，可能引起保持架裂損。嚴格按技術要求選配及組裝軸承。

（6）軸頭與軸承擋圈的接觸面不平。軸頭與軸承擋圈的接觸面不平將引起軸承發熱。2021年4月4日，SS4B0094機車A節26位軸承二級報警，開蓋檢查內部油脂狀態良好，當清潔檢查軸承擋圈時，發現端面有嚴重的磕碰傷5處，隨后對其進行了更換，軸承溫度恢復正常。重點檢查內部配件應無裂損變形、磕碰傷。

（7）軸承本身材質問題。軸承制造過程中，由于材質問題導致軸承存在毛細裂紋或缺陷，運行中發熱，嚴重時直接影響機車運用安全。

（8）軸承型號選擇不當、內外軸承混裝或方向裝錯。如高速機車軸承選用低速機車軸承，運行一段時間，軸承便出現剝離、過熱等現象；內外軸承混裝，安裝后軸承組裝間隙、軸箱橫動量都有很大變化，甚至超過限度值；軸承方向裝錯，機車運行時軸承承受的軸向力與徑向力發生變化，導致軸承運轉時發熱。

（9）軸箱內零件有缺陷。如調整墊圈或中間隔環有磕碰傷或變形將影響軸箱組裝精度，機車運行時發生軸承過熱現象。軸箱拆解后重點檢查零部件狀態，更換不良零部件。另外，據檢修經驗發現擋板、擋油環磨耗量大時，導致其裝配后擋油環轉動，同樣引起軸承發熱的現象，組裝前、后重點檢查其狀態。

（10）軸箱橫動量或前端蓋端面與軸箱體端面數據不符合要求導致軸承運轉發熱。嚴格卡控軸箱組裝完畢后，檢查前端蓋端面與軸箱體端面數據以及軸箱橫動量數據符合技術要求。

3.2 軸承電腐蝕

電力機車是靠外接觸網供給電源工作的，機車處于接觸網與鋼軌之間，從而形成了一個閉合電路，故電力機車車體及轉向架上均有較大的接地電流通過，然后流到鋼軌上。若機車設置的軸箱接地裝置回流受阻，就會造成軸承部件在高速運轉時產生電火花而燒損，也就是電腐蝕。

目前，導致軸承電腐蝕的原因有兩個：軸箱接地裝置作用不良；機車電焊作業時回流經過了軸箱軸承。

（1）軸箱接地裝置作用不良（接地裝置回流受阻）導致軸承電腐蝕。導致接地裝置作用不良的原因分析如下：

①接地裝置與軸箱體之間的絕緣材料被破壞未及時更換或者接地編織線搭接到軸箱端蓋上,導致電流流經軸承，引起軸承電腐蝕。

②碳刷和接地銅棒接觸狀態不良。碳刷和接地銅棒接觸面積小或接觸面有油污導致接觸不良；碳刷卡滯或彈簧損壞導致碳刷和接地銅棒接觸不良。

③碳刷刷辮斷股超限或刷辮固定端松動導致電流傳輸不良。

④接地編織線斷股超限或固定端銹蝕導致電流傳輸不良。接地編織線斷股超限進行更換，重點打磨編織線接觸點。

⑤接地銅棒松動導致電流傳輸不良。接地銅棒應安裝牢固無松動、脫出。

⑥碳刷和接地銅棒接觸面拉傷、偏磨。接地銅棒拉傷應鏇修處理，碳刷拉傷應更換處理；偏磨應檢查接地銅棒是否安裝偏斜。

⑦碳刷尺寸不符合技術要求，如過短將導致碳刷和接地銅棒接觸狀態不良。碳刷原形為50×64mm，中修時長度應不小于58mm，小輔修時長度應不小于54mm，小于52mm時禁用。修程中重點卡控碳刷的尺寸。

接地裝置解體后認真檢查配件狀態，嚴格按照工藝流程作業，安裝碳刷時注意保證碳刷動作靈活，刷辮固定端不得與碳刷接觸，刷辮不得扭勁并壓于兩側。

（2）機車電焊作業時，回流經過了軸箱軸承，導致軸承電腐蝕。電焊作業執行雙線方式，其中一條是回流線。回流線應當連接于焊接部位的附近,應當保證其連接點與焊接部位是同一個金屬體。但在實際作業中，往往因為作業者不清楚、不注意或不重視電焊對軸承造成的影響，為了省事把回流線的連接點接在其他部件上，導致回流經過了軸箱軸承。例如，焊修齒輪箱作業時，回流線的連接點接在構架上，導致電流經過了軸箱軸承，造成軸承電灼傷。當軸承內外套滾道出現灼傷點后，由于該點的接觸電阻增大致使該點周圍產生放電，進一步擴大灼傷面積，導致軸承內外套滾道逐步出現表面剝離、凸凹損傷，軸承滾動體出現不均勻點狀損傷。因此，使用電焊作業時，應引起足夠注意，避免電流流經軸承。另外，在軸箱組裝作業過程中，應禁止周邊使用電焊作業，因為軸箱組裝作業與電焊交叉作業時易造成電流經過軸承，導致軸承電灼傷。

4 結語

通過以上分析表明，軸箱內清潔度尤為重要，如果軸承內有鐵屑、毛刺、灰塵等異物進入，將使軸承發熱以及在運轉時產生噪聲與振動，甚至會損傷滾道和滾動體。因此，軸箱組裝前應確保各零部件、油脂清潔度及狀態，組裝過程中嚴格按工藝流程作業，同時禁止電焊作業，禁止中斷軸箱組裝作業。另外，嚴格卡控軸箱接地裝置各部狀態應良好，在小修修程打磨接地編織線接觸點，以保證接地電流回流通暢。通過整治，切實保證了軸承運行安全，據統計，2021年1月～10月未出現軸承電腐蝕故障，而且發熱故障明顯降低。