机务段走行部故障案例培训材料

1、北京机务段走行部故障案例培训材料技术科2013年3月26日 目录2 DF11G机车空心轴轴承情况原设计对于轮芯变刚度和六连杆传递的车轴轴向力估计不足，而选用了圆柱滚子轴承。滚子滑动工作的端面承受重载，不堪重负，首先破坏。如果选用双列圆锥滚子轴承，以滚动工作面承载，则故障可望大幅度降低。电机和不转空心轴安装于转向架不动车轮蛇形带动六连杆、齿轮、轮芯、外环左右窜动。轴承内环、滚子不移动，滚子端面冲受轴向载荷。空心轴轴承易发故障分析：车轴轴向窜动，将对动力轴承施加轴向力。大齿轮部份偏磨是因局部动态偏斜，而抵抗该偏斜的力，只能是大齿轮的轴承。六连杆故障或力偶及齿轮轮芯交变刚度对轴承附加轴向力破坏滚子端

2、面！车轴转动空心轴不动空心轴传感器车轴转动空心轴不动空心轴传感器六连杆之一变形对应轮芯偏斜轴承受到轴向力！轴承受到轴向力！2, 外环随齿轮右移1,内环因轴台阶而不动3，保持架左端变形、让出滚子变长空间4，滚子左端挤出碾细2外环随齿轮复位1,内环因轴台阶而不动3，滚子因外环复位，大径落入滚道。4，滚子伸长部分被挡边切断。特别是：2、5轴大齿轮可能随空心轴-车轴左右大幅度窜动，使动力轴承因受整体轴向力而损伤。 分析与认识1）机破前的几个交路及机破交路在温度急剧升高前，监测到一些离散的齿轮冲击预警信息，还伴随有温度偏高的副特征，但未发出报警。 原因分析：虽然有冲击信息，但单次冲击信息的量值、报警重复

3、规律、及报警统计规律，均未满足430装置对外输出的报警条件。2）在机破时刻前很短的时间内，监测到少量分散的轴承冲击信息，但也未发出轴承冲击报警； 原因分析：在这个时刻，轴承开始破碎恶化，到温度发生报警仅有10多分钟，而该信息的重复规律，也不满足报警条件。3）在温度急剧升高的时刻，轴承冲击信息规律性消失了。 原因分析：轴承温度升高到一定高度，轴承处于卡滞不转的状态（既不公转，也不自传），处于打滑、摩擦、固死状态，失去了冲击诊断的所必需的运动学规律。分析与认识4）温度急剧升高后，摩擦、固死的轴承，导致转动困难，齿轮啮合状态恶化，齿轮信息相对加强。5）从监测到的信息看，这2起机破均为轴承受外因所致瞬

4、间突发故障，引起打滑、摩擦、固死，进而温度急剧升高而报警。6）从有效防止机破的需求出发，仅依靠温度报警不能实现，依靠温度急剧升高前很短时间的冲击报警也有难度，需要研究更早几个交路的前兆信息，将预警时间尽量提前。7）从这些车的情况看，前兆信息的主要特征是：离散的齿轮、轴承冲击信息（若存在渐变的轴承故障，也一定能监测到轴承冲击），相对高的温升可作为副特征（作为预警的有益补充而不是必须）。 我们随后对全路DF11G、DF11、SS9、SS8、SS7E等具有相同结构的驱动轴承，近1个多月的数据普查，能够支撑上述观点。目录7第一次数据普查情况-DF11G空心轴（驱动轴承）情况2012年12月（第1次普查

5、）共收集分析了全路160台DF11G的数据，每台机车6个轴位，共960个驱动轴承，经过普查分析，发现（详见附件空心轴机车各测点预报警及温度情况统计.xls）： 冲击情况：监测到有冲击信息128台机车，241个轴位，其中： 齿轮一级报警24台，共30个位,占3.125%； 齿轮预警10次以上的32台，共37个位,占3.8542%； 齿轮预警10次以下的72台，共174个位,占18.125%； 温度情况：偏高20度以上的有6台，共6个位,占0.625%； 偏高1020度的有7台，共8个位,占0.83333%； 同时共存：温度偏高10度以上，同时存在冲击预警10次以上的3台（0033-53、0164

6、-53、0195-63，其中两台已机破）。 通过对存在齿轮预报警、同时温度偏高的轴位进行筛查，我们建议5台机车（5个位）需要重点关注（0105-53、0195-63、0196-43、0167-33、0104-43、详见后附分析情况），其中有2台轮对踏面存在异常冲击（0105-5轴、0167-3轴）。局段车型车号轴位特征条件温度偏高冲击预报警沈阳沈阳DF11G-010553沈阳沈阳DF11G-019563沈阳沈阳DF11G-019643南宁南宁DF11G-016733哈尔滨三棵树DF11G-010443第1次普查存在故障前兆的5台机车情况 2013年2月（第2次普查）根据近期在几个机务段出现4、

7、5起的DF11G机破事故，通过对机破交路、机破前几个交路的冲击和温度信息分析，发现这些车都存在相同的特征，向路局、铁道部汇报后，达成了共识。在铁道部会议上，部领导要求在春运期间加强对DF11G机车的跟踪，若DF11G机车空心轴位（3位）出现了下述特征之一，则建议进行落轮检修。 特征为： （1）同位温差20以上；连续运行10天内相同轴位温差超20度； （2）相同轴位温差超10度，且冲击预警累计10次以上； （3）连续运行10天内冲击预警累计20次以上。 并以上特征作为依据，我公司在2013年2月第2次普查对从各路局返回的167台DF11G机车数据空心轴位进行了普查，结果如下（详见附件空心轴机车数

8、据普查报告.doc）, 包括已发现的故障机车，有11台机车存在故障前兆，及时反馈建议检修。 温度超20度以上4台车，共4个位，占0.3992%； 温度超10度以上并且预报警次数达10次以上2台车，共2个位，占0.1996%； 预报警次数达20次以上9台车，共12个位，占1.1976%。 第二次数据普查情况-DF11G空心轴（驱动轴承）情况局段车型车号轴位特征条件温度超20度以上温度超10度以上并且预报警10次以上预报警20次以上北京北京DF11G-000163哈尔滨三棵树DF11G-000313北京北京DF11G-001753哈尔滨三棵树DF11G-001943北京北京DF11G-006143

9、63哈尔滨三棵树DF11G-006333济南徐州DF11G-013263南昌南昌DF11G-015413沈阳沈阳DF11G-019463沈阳沈阳DF11G-0195133363沈阳沈阳DF11G-01961343第2次普查存在故障前兆的11台机车情况 目录12车型车号轴位特征条件温度超20度以上温度超10度以上并且预报警10次以上预报警20次以上DF11G-006143DF11G-006163DF11G-000163DF11G-002923DF11G-003153DF11G-003353DF11G-001753北京局DF11G机车典型案例北京局的DF11G机车典型案例有如下几个，将对其详细分析

10、。 北京DF11G-0061机车43位（空心轴）在从2012年12月21日至2月2日连续出现齿轮预警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日换下，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴承滚动体表面有周向线状拉伤，接触表面受力不均匀。 1.北京的DF11G-0061机车43位 北京DF11G-0061机车43位（空心轴）在从2012年12月21日至2月2日连续出现齿轮预警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日换下，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴承滚动体表面有周向线状拉伤，接触表面受力不均匀。 DF11G-0061机车43位数据分析DF11G-0061机车43位在2013年0

11、1月01日至2013年02月01日期间数据情况如下：（1）齿轮预警30次；（2）单样本数据中,存在大齿轮故障冲击信息，故障特征较明显，冲击强度大且持续存在；（3）啮合谱突出，说明存在大小齿轮啮合不良现象；（4）43位温度正常；2.北京的DF11G-0061机车63位 北京DF11G-0061机车63位（空心轴）在从2012年12月21日至2月2日连续出现齿轮预警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日换下，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轮对分解后，轴承滚动体表面出现80%的疲劳剥离，属接触性早期疲劳剥离。 DF11G-0061机车63位数据分析 北京DF11G-0061机车63位（

12、空心轴）在从2012年12月21日至2月2日连续出现齿轮预警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日换下，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轮对分解后，轴承滚动体表面出现80%的疲劳剥离，属接触性早期疲劳剥离。 DF11G-0061机车63位在2013年01月01日至2013年02月01日期间数据情况如下:（1）齿轮预警45次；（2）单样本数据中存在大齿轮故障冲击信息，故障特征明显，冲击强度大且持续存在；（3）啮合谱突出且存在半啮谱，啮合谱受转轴调制，说明存在大小齿轮啮合不良和轴疲劳现象；（4）63位温度正常；3.北京的DF11G-0001机车63位 北京DF11G-0001机车63位

13、（空心轴）在2013年1月29日连续出现空心轴温度偏高（最高温度34度，环境温度-3度，比其他轮对空心轴温度高10度左右），为保证走行部绝对安全于2013年1月31日将此轮对换下，走行公里40.5万公里，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是驱动装置转动有卡滞。拆检后，NUP2876/P69轴承保持架有2处断裂，1处已断裂3个铆钉头并脱落，1处断裂4个铆钉头未脱落，滚柱两端已磨成台阶（台阶高度约0.6mm），内圈发蓝，内圈滚道大面积浅层剥离。轴承挡圈与滚柱已接磨台阶（台阶高度约0.5mm）。N2876/P69轴承保持架、滚柱表面无明显异常。 DF11G-0001机车63位数据分析 北京DF1

14、1G-0001机车63位（空心轴）在2013年1月29日连续出现空心轴温度偏高（最高温度34度，环境温度-3度，比其他轮对空心轴温度高10度左右），为保证走行部绝对安全于2013年1月31日将此轮对换下，走行公里40.5万公里，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是驱动装置转动有卡滞。拆检后，NUP2876/P69轴承保持架有2处断裂，1处已断裂3个铆钉头并脱落，1处断裂4个铆钉头未脱落，滚柱两端已磨成台阶（台阶高度约0.6mm），内圈发蓝，内圈滚道大面积浅层剥离。轴承挡圈与滚柱已接磨台阶（台阶高度约0.5mm）。N2876/P69轴承保持架、滚柱表面无明显异常。 DF11G-0001机车6

15、3位在2012年12月25日至2013年1月29日期间数据情况如下：（1）无报警输出；（2）63位单样本数据中存在大齿轮冲击冲击信息。（3）63位单样本数据中存在外环冲击信息。（4）63位温度相比其他轴同位存在明显偏高，最高达30；63位温度偏高在一定程度上反映工况存在异常。4.北京的DF11G-0029机车23位 北京DF11G-0029机车23位（空心轴）因小齿轮信息预报警输出，特征明显，12年11月27日更换轮对，于13年2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴承滚动体表面有轻微滑动产生的痕迹。 北京DF11G-0029机车23位（空心轴）因小齿轮信息预报警输出，特征明显，12年11月27日

16、更换轮对，于13年2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴承滚动体表面有轻微滑动产生的痕迹。 DF11G-0029机车23位数据分析在2012年11月2日至2012年11月26日期间数据情况如下：（1）单样本数据中，存在小齿轮的冲击信息，430装置对外输出齿轮预警10次。（2）存在啮合谱，说明大小齿轮啮合不良。在2012年12月1日至2013年3月4日期间数据情况如下：（1）齿轮一级报警2次，齿轮预警35次；（2）单样本数据中，存在小齿轮的冲击信息。（3）存在啮合谱，说明大小齿轮啮合不良。虽然小齿轮目测检查无明显故障，但从之后运行数据情况看，小齿轮冲击信息仍然持续存在，且有2次一级报警输出。这说明

17、不更换故障部件，冲击仍然存在。5.北京的DF11G-0031机车53位 北京DF11G-0031机车53位（空心轴）从2012年12月12日至12月25日连续出现两次齿轮振动一级报警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日将此轮对换下，走行公里21.4万公里，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴承滚动体表面有均匀的100%的滑动产生的痕迹。 维修后SV值明显降低 北京DF11G-0031机车53位（空心轴）从2012年12月12日至12月25日连续出现两次齿轮振动一级报警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日将此轮对换下，走行公里21.4万公里，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结

18、果是轴承滚动体表面有均匀的100%的滑动产生的痕迹。 DF11G-0031机车53位数据分析DF11G-0031机车53位在2012年11月20日至2013年12月24日期间53位数据情况如下：（1）齿轮一级报警2次，预警23次；（2）单样本数据中，存在大齿轮的冲击信息，时域冲击限幅明显；（3）存在啮合谱，说明大小齿轮啮合不良；（4）53位温度相比同架其他轴同位无明显偏高；DF11G-0031机车53位在2013年1月5日至2013年2月5日期间53位数据情况如下：（1）无报警输出；（2）冲击SV值明显降低；段方将车轴轮对发往戚厂后，使用的新轮对无齿轮报警输出，且冲击SV值有明显降低。这说明更

19、换新轮对后，新的大齿轮不再产生故障冲击了。6.北京的DF11G-0033机车 北京DF11G-0033机车53位（空心轴）在2012年11月12日出现了轴承故障，检修结果是轴承固死。 DF11G-0033机车53位数据分析2012年9月17日至2012年11月19日期间；53位数据情况如下： （1） 53位共输出38次温度报警，齿轮预警19次； （2）单样本数据中，早在2012年9月份，53位就一直存在大齿轮故障冲击信息和啮合不良信息, 但由于没有达到综合报警决策的条件，没有对外输出齿轮冲击报警，只有齿轮冲击的内部预警。进入11月份后开始出现大齿轮冲击预警，到11月11日共发生预警19次； （3）从11月4日01:50左右开始，53位轴承温度出现偏高现象，大约偏高10度左右；11月6日、8日、9日也分别出现了偏高现象，9日的偏高值一度达到了20度左右；11月12日凌晨至08:00，53位温度与其它轴3位相比偏高值一直保持在20度左右； （4）在11月12日22:40左右温度急剧上升，并于22:54输出首次温度报警，直至23:25温度超出传感器测量范围，传感器输出异常标志； （5）据此推测，该轴承因长期啮合不良引起工况环境恶化