铁路货车滚动轴承的故障诊断方法与防范

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2016年09期︱265︱

铁路货车滚动轴承的故障诊断方法与防范

陈 波

成都铁路局贵阳南车辆段，贵州 贵阳 550005

摘要：铁路货车滚动轴承经过长时间运行，可能会出现故障问题，从而对滚动轴承的正常使用造成不良影响，因此，对铁路货车滚动轴承进行故障诊断和故障防范至关重要。对此，本文首先介绍了铁路货车滚动轴承常见故障类型，然后对铁路货车滚动轴承的故障诊断方法以及故障防范对策进行了详细探究，以期保障铁路运输安全。

关键词：货车；轴承；故障

中图分类号：F530.84 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）09-0265-01

1 引言 随着社会经济的快速发展，铁路运输行业发展迅速，铁路货物运输量逐渐增加。随着货车运行速度的增加以及承重的增加，货车滚动轴承故障发生几率也在逐渐提升，从而对货车行车安全、铁路运输品质、运输效率等产生不良影响。因此，对铁路货车滚动轴承故障问题进行详细探究具有十分重要的意义。

2 铁路货车滚动轴承常见故障 2.1 轴承剥离 通过研究分析，铁路货车滚动轴承故障形式多种多样，其中，轴承剥离损伤故障发生几率最高。这一故障形式一般发生在金属组件中，如轴承、滚子等等，而且一般发生于金属组件的工作面位置。通常情况下，剥离损伤平面为凹凸不平状，同时，在剥离范围内，还存在贝纹状疲劳弧线。造成这一损伤的原因有很多种，具体而言，可以分为使用因素和制造因素这两种。其中，使用因素指的是货车滚动轴承的承载状态、运行条件等相关因素，而制造因素指的是轴承本身的热处理加工工艺等相关因素。 2.2 轴承磨削烧伤 在铁路货车滚动轴承的制造过程中，可能会出现磨削烧伤这一损伤类型，因此，这一损伤属于轴承制造方面的质量问题。根据调查研究，在轴承内圈、外圈以及滚子等构件的工作面，都可能会出现这一损伤类型。对于磨削烧伤的滚动轴承，将其经冷酸、热酸浸蚀，其表面会出现灰色或者黑色，同时，在损伤位置可能还存在龟裂裂纹。这一损伤类型是由于滚动轴承金属构件在生产加工过程中磨削不当所造成的。在轴承的加工过程中，在磨削加工环节，构件表面温度会升高，如果散热不良，冷却时间过快，则就会造成轴承表层组织以及轴承性能发生变化，从而产生裂纹。 2.

3 轴承电蚀 轴承电蚀是滚动轴承一种特殊的失效形式。通常情况下，轴承出现电蚀的部位会表现出密集点状或者凹坑状特征，如果轴承电蚀问题比较严重，则电蚀部位甚至会出现条状平行沟蚀，或者会出现金属熔融特征。根据研究分析，造成轴承电蚀的原因主要是货车的接地装置是通过轴承进行传递的，如果接地电流流过轴承，则就会造成电蚀问题。 3 铁路货车滚动轴承故障诊断方法 3.1 红外线轴温探测系统（THDS） 如果某一物体的温度高于绝对零度，即-273℃，则其会释放出红外辐射能。不同物体的温度是不同的，因此其所释放的红外辐射种类也有所不同。在货车实际运行过程中，车轴与轴承之前会产生摩擦力，而摩擦力会导致接触面温度升高。通常车轴的制作材料为钢，在常温状态下，钢硬度较大，同时有一定的弹性。但是，在摩擦力的作用下，车轴温度不断升高，当车轴温度升高到一定程度时，其可能会造成车体变形，甚至会导致燃轴事故或者切轴事故。红外线轴温探测系统的测试基准为选定的参照温度，在实际测试过程中，首先需要将测试系统安装在铁路两侧，然后当货车经过时，红外线轴温探测器就能够及时捕捉货车滚动轴承的红外能量，然后将这一红外能量转换为电信号形式。如果滚动轴承的表面温度比较高，则红外辐射的能量也会比较高。通过这种检测方式，能够对火车的轴承温度以及热轴进行检测。 3.2 货车滚动轴承早期故障声学诊断系统（TADS） 如果货车滚动轴承零部件的滚动工作面出现损伤问题，则在轴承运转状态下，如果滚动轴承碾压到故障问题发生位置，就会产生冲击振动。根据研究分析，这一冲击振动与正常状态下的振动有一定的区别，其频率范围比较宽，在这一冲击振动的作用下，很容易造成轴承零部件发生共振，从而产生异常声响。这种冲击振动的作用时间比较短，但是频谱比较丰富，具有周期性特征。在货车滚动轴承早期故障声学诊断系统的实际应用过程中，首先需要在铁路钢轨两侧位置安装高性能声学传感器，当货车经过时，其能够采集货车滚动轴承所发出的声音信号，然后对这一信号进行技术分析，并且从时域、频域中提取轴承故障特征信息，然后经过专家系统判断

货车滚动轴承的实际工况，判断故障类型。 3.3 货车故障轨边图像检测系统（TFDS） 货车故障轨边图像检测系统的应用原理是通过利用高速摄像机，对正处于运行状态下的货车进行图像采集，然后通过计算机对图像信息进行分析和处理，从而准确计算出货车的实际运行速度、车型，同时还能够对具有重要信息的关键图像进行存储，根据要求进行传输或者打印。在货车故障轨边图像检测系统的实际应用过程中，需要技术人员与测试系统相结合，这样才能够准确判断出铁路货车滚动轴承的故障类型。根据实践分析，通过高速摄像机，可以准确拍摄到运行货车的滚动轴承外圈、轴箱有无裂损、轴端螺栓有无脱出等情况。

4 铁路货车滚动轴承故障防范措施 4.1 提高轴承检修质量 在对铁路货车滚动轴承进行检修时，必须对各个零部件进行全面检查，如果发现不良零部件，则应该及时更换。需要注意的是，新更换的零部件必须保证制造质量，并且其硬度、刚度必须符合相关规定。另外，还应该及时更换润滑油，要求润滑油中不含有杂质颗粒或者水分。在对各个零部件进行组装时，必须严格依据相应的技术要求和工艺流程，这样才能够保证零部件组装质量。 4.2 避免出现货车偏载、超载 现如今，货车承载量逐渐增加，部分撞车单位违反装车规定，

导致货车出现超载或者偏载的问题，而这就会造成轴承受力增加，甚至会导致部分轴承零部件出现松动或者损坏。因此，为了有效避免这一现象，必须加强装车环节的监督和管理，避免出现货车超载或者偏载现象。 4.3 消除轮对踏面擦伤、剥离故障 在货车长期运行过程中，货车车轮可能会出现剥离或者损伤等问题，另外，在货车实际运行过程中，轴承需要承载较大的冲击作

用，而在巨大的冲击作用下，轴承外圈可能会出现变形问题，从而对轴承质量造成影响，甚至会造成轴承外圈松动或者脱落。对此，应该注意以下几点：第一，加强对于货车司机的操作技能培训；第二，加强列车制动机试验，及时发现问题并采取相应对策解决问题；第三；定期对货车车轮踏面进行检查，包括擦伤检查、剥离检查等等，避免对滚动轴承造成损害。 5 结语 综上所述，铁路货车滚动轴承常见故障有轴承剥离、轴承磨削烧伤以及轴承电蚀，一旦货车滚动轴承出现故障问题，就会直接影响货车正常运行，因此，需要结合实际情况选用轴承故障诊断方法，同时，还应该加强日常管理，提高轴承检修质量，避免出现货车偏载、超载现象，消除轮对踏面擦伤、剥离故障，这样才能够有效保障行车安全。 参考文献： [1]黄河,张国瑞.铁路货车滚动轴承故障声学诊断研究[J].长沙航空职

业技术学院学报,2010(01). [2]陈新敏.铁路货车滚动轴承故障形式分析与对策[J].河南科技,2013(05). [3]刘浩,鲁五一.铁路货车轴承在线故障诊断智能系统研究[J].微计算机信息,2011(11).