摘　要（yào）：本文通過對異音故障軸（zhóu）承進行解（jiě）體（tǐ），對軸承每一個組件的外觀進行（háng）深入檢查，結合軸承在運行過程中的受力原理及設計理論，複原故（gù）障軸承，得出失效機理，並對預防措施進（jìn）行製定，從而有效的卡控故障率。

　　關鍵詞：圓錐（zhuī）滾子（zǐ）軸承單元；解體；分（fèn）析；控製

　　一、背景

　　隨著（zhe）城（chéng）市軌道交通的發展，許多城市軌道交通的（de）地鐵車輛已（yǐ）經經過（guò）架修、大修等，如北京地鐵、上海地鐵（tiě）、廣州地鐵已有非（fēi）常成熟的運營經驗（yàn），而深圳地鐵、武漢（hàn）地鐵、南京地鐵、天津地鐵等也相繼步（bù）入（rù）架修和大修階段。而轉向架係統是架、大修階段（duàn）的檢修部件，軸（zhóu）箱軸承屬於全列車（chē）的關節，更是檢修的重點。軸承異（yì）音屬（shǔ）於軸承的一個典型故（gù）障，本文在地鐵公司（sī）選取一（yī）個典型故障案例的異音軸箱軸承，通（tōng）過對其的研究，得出相（xiàng）應（yīng）的卡控措施。
　　案（àn）例軸承信息：
　　（一）應用：國內地（dì）鐵車輛A型車
　　（二）軸承類型（xíng）：雙列圓錐滾子軸承
　　（三）軸（zhóu）承總運用裏程：1,006，358km
　　二、案例軸承解體（tǐ）分析
　　（一）軸（zhóu）承（chéng）解（jiě）體前檢（jiǎn）查（chá）
　　對案例（lì）軸（zhóu）承進行了解體前及解體後零部件（jiàn）應用狀（zhuàng）況（kuàng）檢查，具體信息如下（xià）所示：
　　為便於分析，對軸承如下描述，軸端壓蓋側為（wéi）“B側”，後擋側（cè）為“A”側，下（xià）同。
　　分（fèn）解前對軸承整體外觀進行了檢查，旋轉滾子組件，A側和（hé）B側（cè）均有卡滯，軸承外（wài）圈蠕動腐蝕（shí）痕跡（jì）顯示軸承承載不均。
　　（二（èr））軸承（chéng）解體後（hòu）檢查
　　軸（zhóu）承分解後，清洗後對各組件進行詳細（xì）的外觀檢查。
　　軸承外圈外徑：軸承外圈蠕動腐蝕痕（hén）跡顯示軸（zhóu）承內（nèi）外側承載不均，A側承載區（qū）域較大，承載較重。

　　軸承外圈滾（gǔn）道：軸承外圈A側滾道沿周（zhōu）向均有不同程度剝離，滾道中隔圈區域（yù）磨損嚴重；軸承外圈B側滾（gǔn）道承載區約有60°範圍明顯剝離區域，非承載區域剝離呈（chéng）離散分布，係剝（bāo）離顆粒碾壓所致。
　　軸承內圈滾道：A側和（hé）B側軸承內圈滾道（dào）均有（yǒu）周向硬質（zhì）壓痕，係磨損顆粒所致。
　　A側內圈小擋邊和B側內圈大擋邊有嚴重磨損，說明軸承受力異常（cháng），擋邊和滾子端麵在（zài）非正常受力狀態（tài）下工作。

　　滾子（zǐ）狀（zhuàng）態：
　　A側滾子小（xiǎo）端麵嚴重剝離，是內圈擋邊異常受力接觸所致。而該（gāi）軸承（chéng）B側滾子大端周向磨損，可見明顯（xiǎn）黑色磨損區域，與前麵外圈承載區向外側偏移向對應，滾子（zǐ）被向端麵擠壓，與（yǔ）內圈異常接觸磨（mó）損。
　　保持（chí）架狀態：
　　A側保持架磨損嚴重，與滾子端麵（miàn）磨（mó）損嚴重對應。
　　B側保持架狀態良好。
　　密封件狀態：
　　B側（cè）密（mì）封件端麵及內徑麵均有異常接（jiē）觸（chù）磨損，因（yīn）與軸端壓（yā）蓋接觸磨損（sǔn）所致。
　　A側密封件未見異常。
　　中隔圈狀態：中隔圈（quān）內（nèi）側可見明顯磨損。

　　（三）軸承失（shī）效原因分析
　　1、軸承故障複位
　　根據（jù）軸承本體檢查顯示，軸承內側和外側均出（chū）現不同程（chéng）度的剝離，軸承外圈外側滾道承載區有約60°的剝離區域，且中隔（gé）圈區域滾道（dào）向內側磨損（sǔn）嚴重；軸承A側內圈擋邊磨損嚴重，滾（gǔn）子小端麵材料缺失（shī）；B側（cè）內圈擋邊磨損嚴重，滾子（zǐ）大端麵均有（yǒu）嚴重磨損。滾子小端麵受異常軸向力擠壓磨損，材料剝落引起滾道剝離。
　　2、軸承失效機理
　　從軸承失效元件的（de）狀態可以看出（chū），異常軸向力引起的接觸磨損是（shì）軸承失效的主要原因。軸承被向內擠壓，導致密封及內圈端麵與B側滾動體相互擠壓，滾動（dòng）體大端（duān）麵與內圈端（duān）麵異常磨（mó）損；與此同時，異常軸向（xiàng）力還引起（qǐ）A側內圈（quān）端麵擠壓滾子（zǐ）小端麵，引起材料剝落（luò）。另一方麵由於軸承本身承載不均，在（zài）B側的承載明顯大於A側，也使得受到損傷的外側承載區（qū）的剝離加速（sù）擴展。

　　三、控製（zhì）措施
　　軸承的失（shī）效可能為軸向力的持續作用，而（ér）軸向力的來源可能性之一是轉向架在長期運行後構架的變形引起；來源可能性之二是轉臂組裝時（shí）非“自由狀（zhuàng）態”而是有預（yù）負荷（hé），會持續作用於軸（zhóu）承。
　　失效可（kě）能因金屬疲勞失效所致（zhì），軸承的基本額定使用壽命是以基本額定（dìng）動（dòng）載荷（符（fú）合（hé）ISO281）為基礎計算得出，有90%能夠達到（dào）或超過額定壽命，也有（yǒu）10%低於額定壽命。
　　失效還可（kě）能因非金屬疲勞（láo）所致，此原因較為複雜，需進一步跟蹤。
　　為了保（bǎo）障地鐵車輛運行安全，建議采取以下（xià）緊急控製措施：
　　1、加強軸箱溫（wēn）度貼片的（de）例行檢查；
　　2、車輛入庫時安排（pái）人員對轉向架進（jìn）行監聽，判斷軸箱是（shì）否有異音；
　　3、采用軸承狀（zhuàng）態檢測（cè）裝置，監控軸承振動頻譜，及時發現軸承的（de）早期故障，減少行駛車輛工作期間的故障風險。
　　參考（kǎo）文獻
　　[1]成大先（xiān），化學工業出版社.機械設計手冊（第5版（bǎn）•單行本）：軸承，2010.1.
　　[2]楊國安，中國石化出（chū）版社.滾動軸承故（gù）障（zhàng）診斷實用技術，2012.1.
　　[3]SKF集團（tuán），SKF軸承綜合型錄，2011.12.

來源（yuán）：《中國（guó）科技博覽》2014年第37期