货车滚动轴承密封罩脱落原因分析及建议.doc

货车滚动轴承密封罩脱落原因分析及建议运用检修铁道车辆第49卷第11期2011年11月文章编号:10027602(2011)11004003货车滚动轴承密封罩脱落原因分析及建议孙传印(南车石家庄车辆有限公司,河北石家庄050000)摘要:列举了2008年以来发生的多起货车滚动轴承密封罩脱落事故,结合铁路货车运输信息监测系统的THDS,TADS,TPDS的安全监测结果及车辆检修实际情况,对其脱落原因进行了分析,并提出了相应的措施与建议.关键词:货车;滚动轴承;密封罩;故障分析;措施中图分类号:U270.331.2文献标识码iB随着我国铁路货车重载提速技术的快速发展,铁路货车滚动轴承技术也得到了快速提升.铁路货车滚动轴承自实施钢结构保持架改为塑钢结构保持架,接触式钢骨架橡胶密封结构改为橡胶迷宫式油封和迷宫唇式u型密封装置等非接触式或低摩擦密封结构形式以后,其热轴故障大幅减少.2008年6月起,又加快淘汰了SKF197726型轴承接触式密封装置,进一步减少了接触式密封装置因温升偏高对铁路运输造成的影响.同时,铁路货车运输信息监测系统(5T)特别是THDS,TADS,TPDS的运用,极大地提高了货车轮对与轴承的运用安全性.尽管如此,2008年以来仍发生了多起因密封罩脱落引起轴承激热并造成列车拦停且更换轮对的故障,对铁路运输秩序构成一定影响.因此,对轴承密封罩脱落原因进行分析并制定防止其脱落的对策对确保铁路货车运输秩序正常有重要意义.1故障概况1.1典型故障2008年1O月18日,北京铁路局沙城下行线88001次货物列车机后28位NAK5062595号车1位轴承激热,8位轴承密封罩脱出,扣车换轮.2010年8月17日,P64K3408457号车因激热被THDS拦停换轮,轴承密封罩窜出4mm.2010年9月26日,C6BK4616596号车因激热被THDS拦停,轴承密封罩窜出.2010年1O月13E1,太原铁路局大秦线H28501次货物列车机后86位C62B4662945号车2位轴承密封罩脱出,造成轴承强热,扣车换轮.2010年10月14日,CT4909559号车因激热被THDS拦停换轮,轴承密封罩窜出.1.2THDS,TPDS,TADS监测统计结果2010年6月一12月铁路货车运用车轮,轴承THDS,TPDS,TADS监测统计结果见表1.2密封罩脱出原因分析2.1产品设计方面的原因笔者对2009年一201O年红外线预报并确认及列检发现的货车轴承故障进行了统计,统计结果见表2.从表2可见,保持架破损年平均占比由2009年的10.54下降到2010年的2.7;轴承油脂变质占比由2009年的11.83下降到2010年的9.9;其余典型故障,除滚子,滚道剥离略有增幅外,外圈裂损2年内基本无明显变化;密封罩脱出故障占比由2009年的28.81上升到2010年的30.469/6,有上升趋势并接近总故障的三分之一,说明轴承密封罩结构还有待改进.收稿日期:2Ol卜O411;修订日期:2Ol1一o818作者简介:孙传印(1959一),男,高级工程师.;写蛉石e,!石写石石.,:,E33巫洪波,王明娟,吕劲松.广州地铁2号线车辆闸瓦与车轮磨耗异参考文献:常分析及改进J.电力机车与城轨车辆,2006,(5):5152.1汪洋.地铁列车车轮踏面环状剥离的分析lJ.电力机车与城轨车辆,2003,(4):6768.2王文健,刘启跃.车轮踏面剥离机理研究J.机械,2004,(6):1215.?40?4李洪,宗清泉,吴井冰,等.南京地铁列车车轮踏面非正常磨耗初析J.城市轨道交通研究,2007,(7):5457.5方宇,穆华东,朱琪.上海地铁3号线车轮踏面异常磨耗分析口.机车电传动,2010,(2):4546.(编辑:任海)货车滚动轴承密封罩脱落原因分析及建议孙传印2.2制造,检修方面的原因部分厂家在轴承检修过程中按照过盈量0.15mm实施密封罩与轴承外圈压装时,因外圈牙口倒角3mm0.9mm加工不良(主要是倒角小或无倒角,表3),造成密封罩牙口(O.260.06)mm凸台在压入过程中被剪切掉(被剪掉凸台最长者约100mm),而且操作者在操作过程中还不易发现.密封罩凸台被剪切损坏后,密封罩与轴承外圈牙口配合功能下降,轴承装用后遇到踏面损伤及高速剧烈振动时,极易发生密封罩松动,脱落引起轴承激热.检修中还发现轴承外圈牙口槽深尺寸不符合设计尺寸(O.70.2)mm的要求,主要是槽深低于下限并且在公称尺寸二分之一附近或更小(表4),同样遇到踏面损伤及高速剧烈振动时,也极易发生密封罩松动脱落,引起轴承激热.铁路货车轮轴组装检修及管理规则中只规定了密封罩与轴承外圈牙口配合过盈量的下限,对其上限未做出规定.一般检修或大修时,外圈牙口与密封罩配合过盈量过小易造成松动,但过盈量过大使密封罩凸台在压人过程中被剪切掉也易造成松动.因此,轴承制造与检修工艺也有待改进.2.3运用方面的原因2003年以来,随着5T系统的运用,货车轮对与轴承运用安全性得到了极大提高.但是,运用中货车车轮踏面1级,2级损伤轮对占比仍然较高(平均每列有0.31O.63辆车的车轮踏面损伤),而且还有上升的趋势,尤其是列车编组站及货场的部分人员使用单侧止轮器制动,人为造成了单侧车轮踏面擦伤.此外,TADS预报的运行货车故障轴承车辆数量短期内也有上升趋势,其中扣车报警加1级报警占比在1.73之间,说明轨道不平顺尤其是轮对踏面损伤造成轮对高速剧烈振动而助推了货车故障轴承率的上升.这些都是构成轴承密封罩脱出而引起轴承强热的隐患.41.铁道车辆第49卷第11期2011年11月外圈牙口槽深设计尺寸外圈牙口槽深尺寸周向均布三坐标测量值bCdef平均3结论与建议;综上分析,轴承外圈牙口槽深尺寸在公称尺寸二限度要求的实施报废.同时,鉴于铁路货车轮轴组装分之一附近或更小,同时遇到轮对踏面损伤及高速剧检修及管理规则中规定了密封罩与轴承外圈压装过烈振动时,会发生轴承密封罩松动,脱落引起轴承激盈量O.15mm的要求,在轴承大修,一般修理组装热,这是主要原因;密封罩与轴承外圈压装时(过盈量工艺中,应依照外圈牙El直径和密封罩牙口直径公差O.15mm)若倒角小或无倒角,会造成密封罩牙I:I带区段,形成0.15mm0.37mm的过盈量范围.从(0.264-0.06)mm高的部分凸台在压入过程中被剪目前货车运用工况及轴承与密封罩组装工艺手段来切掉,使密封罩与轴承外圈牙口配合性能下降,同时遇看,过盈量在下限0.15mm或上限0.37mm附近时,到轮对踏面损伤及高速剧烈振动时,也会发生密封罩均不利于轴承密封罩与外圈牙口配合的可靠性,建议松动,脱落引起轴承激热,这是次要原因.尽量压缩过盈量范围.建议在轴承制造,大修,一般修理中严格控制轴承(编辑:李萍)(上接第36页)流程中进行自动分配和协调,提高协同工作效率和内部数据流转的准确性.3协同仿真分析平台建设效果协同仿真分析平台建设有利于资源的共享和重复利用,便于并行工程以及仿真分析管理先进技术的应用,有利于提高产品研发效率,缩短设计周期,降低产品成本.协同仿真分析平台建设还有利于规范产品研发人员的行为,贯彻提升企业基础标准化体系的建设,提高研发质量并将人员流动的负面影响降到最低,同时可为企业培养信息化与仿真系统管理的复合型人才.通过协同仿真分析平台还可对来自不同种类,数量繁多的工具和软件进行多学科优化和参数协同,解决各个单点工具应用形成的数据孤岛问题,形成基于知识,流程化的产品多学科协同设计,仿真与优化能力,提高仿真分析精度,缩短开发周期,减少浪费,提高?42?设计质量,减少工作量和失误,提高自主设计和创新设计能力.实现产品研发,知识工程,仿真分析,试验验证的良性循环,建成国际领先的铁路货车协同仿真分析平台,最终建立中国北车铁路货车工程仿真中心.4结束语协同仿真分析平台将为中国北车集团提供一个基于开放式的,企业级仿真分析架构的仿真分析流程,数据和知识管理,将会缩短产品开发周期,减少设计风险