浅析圆锥滚动轴承检修常见故障

摘 要：近年来，随着铁路发展的快速推进，提速重载列车的广泛应用，对车辆运行质量的要求越来越高，通过现场实地调研，发现段修车中轴承退卸率不断提高，S承故障的漏检将对车辆造成严重的威胁，为此，只有不断提高源头质量，正确识别和判断轴承日常故障，提高轴承外观检查质量，才能确保列车运行的绝对安全。笔者针对工作中积累的轴承外观检修中发现的轴承故障和轴承检修中一些不成熟的方法进行探讨。

关键词：轴承；故障；滚道；检修

中图分类号： TH13 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）03-182-2

1 圆锥滚动轴承简介

1.1 圆锥滚动轴承概念

圆锥滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。

1.2 圆锥滚动轴承组成部分

圆锥滚动轴承一般由内圈、外圈、滚子、保持架、中隔圈和密封装置六部分组成。

1.3 圆锥滚动轴承部件的作用

内圈：与轴相配合并与车轴一起旋转。

外圈：与轴承座相配合，起支撑作用。

滚子：借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响滚动轴承的使用性能和寿命。

保持架：能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起作用。

中隔圈：隔离两相邻权圈，并通过调节隔离宽度尺寸，调整轴承游隙。

油封装置：防止来自外部的灰尘、水分、金属粉末等有害物的侵入，防止轴承内剂泄露。

1.4 常见的圆锥滚动轴承类型

在铁路货车运行中常见的铁路货车轴承有352226X2-2RZ、SKF197726、197726TN、353130A、353130B。其中，352226X2-2RZ、SKF197726、197726TN用于60t铁路货车，353130A 、353130B用于70t铁路货车。

2 滚动轴承常见故障简述

滚动轴承由于制造工艺、运行环境等多种因素，在日常检修中发现滚动轴承常见的故障有麻点、碾皮、剥离、擦伤、烧附、热变色、腐蚀、微腐蚀、凹痕、压痕、拉伤、磕碰伤、划伤、裂损、电蚀等。

影响轴承性能的主要因素有：轴承结构（形状、保持架、内部形状）；轴承质量（材质、热处理、精度）；油（质量、数量、种类）、密封（形式、质量）和工作环境。

①麻点：零件表面呈分散或群集状的细小坑点。

②碾皮：零件表面由于疲劳而发生的极薄的金属起皮现象。

③剥离：零件表面在高接触应力的循环作用下产生的金属片状剥落现象。

④擦伤：零件表面因滑动摩擦而产生的金属迁移现象。

⑤烧附：零件表面产生的热熔性金属粘着现象。

⑥热变色：由于温度升高致使零件表面产生氧化现象。

3 轴承检修中常见故障简析

结合在日常轴承检修中发现的轴承故障，现做以下介绍。

3.1 轴承滚道面麻点

下面这个轴承是热轴预报轴承（图1、图2）。我们在故障分析中，打开轴承发现：该轴承由于内圈滚道存在多处麻点是导致保持架上的滚子与内圈滚道在转动过程中，逐渐产生温升，导致热轴。对该轴承进行报废处理。

造成轴承滚道面麻点的原因：

①金属表面疲劳，在滚动接触应力的循环作用下，在金属亚表层形成的微观裂纹，并逐渐发展成为凹坑状的微小剥离。

②金属的亚表层存在夹杂物或大颗粒碳化物形成应力集中，过早产生微观裂纹并逐渐发展成剥离。

③装配不当或不良。

3.2 轴承碾皮

轴承碾皮是轴承检修中常见的故障之一，在轴承外观检查中经常发现这一故障。下面这套2013年10月新造轴承就是轴承工作者在转动检查过程中，发现轴承转动异音，经分解轴承后发现滚子划痕变色、外圈内滚道圆周碾皮（图3、图4）。

分析认为，该轴承可能本身存在一定质量问题，外圈内滚道可能材质存在一定缺陷，车辆在运行中，轴承在转动中，由于装配不合适原因造成滚子出现划痕变色，外圈内滚道出现圆周碾皮现象，保持架上划痕的滚子与碾皮的轴承外圈在相对转动中产生异音。

造成轴承滚道面碾皮的原因如下：

①金属表面早起疲劳。由于滚动接触应力滑动摩擦的作用而产生的极浅层的疲劳剥落。

②材质热处理不良。

③不良。

④过载应力作用。

3.3 轴承剥离

轴承剥离是轴承检修中最常见的故障之一，也是货车运行中危害最大的轴承故障因素之一。轴承剥离后，具有一定的深度和面积，表面呈凹凸不平的鳞状，具有尖锐的沟角，在轴承转动检查中可以听到明显的异音。轴承剥离一般发生在轴承内、外圈滚道面和滚子滚动面。

3.3.1 内圈滚道面剥离

这套故障轴承是工作者在2016年2月15日轴承外观检查中，发现左侧轴承卡滞、异音，经退卸、分解轴承后发现轴承内圈外滚道严重剥离，剥离面积为：30×25mm（图5）。

3.3.2 外圈滚道面剥离

在2016年4月4日轴承外观检查中，工作者发现轮对轴号15942左侧轴承转动有异音，经分解检查发现该轴承外圈内滚道剥离多处，该轴承运行时间3年零11个月（图6）。

3.3.3 造成轴承剥离的原因

①轴承材质不良，热处理不当导致硬度不达标强度低。

②油脂中混有杂质是导致内圈外滚道剥离的诱因之一。

③台车与轮对组装过程中存在野蛮作业，轴承滚道面受到冲击力是导致轴承剥离的诱因之一。

3.4 轴承烧附

轴承滚道面烧附是轴承金属表面粘附有被迁移的熔融性金属。由于轴承游隙过大或过小、不良或脂中有杂质、擦伤严重引起急剧升温而造成（图7）。

3.5 油脂色

油脂变色也会导致轴承异音，影响轴承使用，威胁运行安全。下面这套轴承是TADS二级预报的轴承（图8、图9）。经现场退卸后发现滚子划伤，油脂变色。经过对轴承、前盖、轴端螺栓、后挡、车轮、承载鞍、侧架、转向架等相关信息进行核查后，最终确定导致油脂变色及滚子划伤的原因是油脂中混入水且水中含有微小颗粒物，颗粒物导致滚子不同程度的擦伤及油脂变色，最终导致轴承异音。

3.6 轴承外油封窜出

轴承油封窜出，是轴承运行中较为常见的故障之一。轴承油封装置能够防止来自外部的灰尘、水分、金属粉末等有害物的侵入，防止轴承室的剂泄露。图10为工作者检查发现的油封窜出的故障轴承（图10）。

3.7 轴承滚道面凹痕

轴承凹痕是由于轴承清洁度不高，内部含有金属或其他杂物造成的。轴承外观检查中，轴承转动异音，经退卸、分解轴承后发现轴承内圈滚道、外圈内滚道均有多处凹痕（图11、图12）。该轴承为2010年3月大修后首次装用，2014年4月一般检修并压装，分析认为：该轴承在一般检修时，可能清洁度不够，内部混有硬性颗粒物，轴承本身存在一定质量问题，车辆在运行中，轴承在转动中，由于硬性颗粒物与轴承内、外圈滚道的摩擦，造成内圈滚道、外圈滚道均有多处凹痕。保持架上的滚子与轴承内、外圈在相对转动中产生异音。

4 轴承日常检查

在轴承日常检修中，通过长期的工作积累，发现“视听触三感不退卸检查法”对轴承检修有一定的帮组，下面做简单介绍。

4.1 视感检查

慢速转动轴承，用眼观察轴承外观轴承前盖、后挡、轴承外圈是否有碰伤、裂损，油封是否甩油、漏油、裂损，密封罩是否变形、松动，标志板刻打是否清晰、准确，防松片止耳是否密贴，螺栓、施封锁是否丢失；快速转动轴承，观察轴承转动是否平稳，是否有上下、左右偏离感。

4.2 听感检查

分别慢速和快速转动轴承，用耳倾听轴承是否有异声、杂质摩擦音或其他异常。

4.3 触感检查

双手按压轴承，慢速沿正反方向转动轴承三至五圈，感觉轴承内、外圈、滚子保持架之间是否有卡滞、摩擦或其他异常感。

5 轴承日常维护及保养

①轴承压装间温度不得低于10℃，且轴承压装前轮对与轴承、附件同温不少于8小时（若不能同室存放，温差应少于5℃）。

②轴承不应直接放置在地面上，应放置在木质托架上，已保持底部的空气流通。

③轴承的存放期不应超过2年，应实行“先进先出”的原则。

④存放及搬运轴承时，轴承的码放高度不要超过4层。

⑤轴承搬运的过程中要做好防潮、防水工作并严谨挤压和撞击，装卸过程中严禁摔、扔、踩踏等。

⑥判定一般修、大修的轴承应分类存放，做好防潮防水工作。

⑦轴承压装后的备用轮对，不允许轮对碰压车轴和轴承，轮对存放时间较长的，至少每半个月转动轴承一次。

参 考 文 献

[1] 严隽耄，傅茂海.车辆工程[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[2] 铁路货车轮轴组装检修及管理规则[S].北京：中国铁道出版社，2007.

[3] 彭开宙.轮轴装修工[M].北京：中国铁道出版社，2010.