孟祥吉 谷郎野
中车长春轨道客车股份有限公司
摘要：基于对转向架防护必要性分析，满足其可触及部位基本的防雨外，还要谨防非触及性如轴端轴承部位的损伤性防护。本文以CRH3A型转向架为例，从可触及性及非可触及防护角度对公路运输模式下轴端轴承损伤进行分析，对转向架运输风险的有效规避，提供一定的技术参考。
关键词 运输 防护 轴承 压痕 磨损
1.研究背景
1.1 研究问题简述
CRH3A型转向架跑合月120万公里（三级修）后，按照检修技术标准，需要执行轴承拆解检修工序。对长客供货的经由公路运输交付的CRH3型转向架进行拆解分析，发现轴端轴承滚柱体及滚柱端面存在一定程度的损伤，表现形式为滚柱体伪布氏压痕和滚子大端面粘着磨损。
1.2 运输防护简述
以公路运输交付方式为主，即采用汽车装载方式对转向架进行运输交付，同时基于可触及防护要求，对枕梁、高度阀杆、减震器、电机及轮对进行防护，特别是通过轮对、减震器固定，可作为预防转向架非可触及部位如轴端轴承损伤的方式之一。
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图1 转向架运输包装实例
1.3 转向架相关参数
CRH3A型转向架分为动车（含牵引电机）、拖车两大类，参照8辆/编组标准，每标准列含12个动车转向架，4个拖车转向架，其详细尺寸参数如下表所示：
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其中，每个转向架具有4个轴箱，每个轴箱内包含1套轴承系统，如前面所述的问题，大都是此部位内的轴承出现本文表述问题。
1.4 轴承结构简述
轴承置于周箱内，具备一定的油膜防护层内，运输过程中因轮对固定式防护，轴承相对于轮对无自转或相对自转发生，配合结构如下图所示：
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但通过对轴承结构分析，我们也不难发现，滚柱体和保持架之间存在一定的间隙，基于油膜覆盖不良的情况下，滚柱体与保持架之间存在刚性接触直接摩擦的风险。
2.问题成因分析及对策
2.1 典型问题特性分析
根据轴承拆解后反映出的问题现象进行总结分析，可以看出问题成因呈现出一定的规律性，伪布什压痕主要有压痕痕迹呈等滚子间距特征；压痕分布较为广泛有在内外圈滚道、滚动体表面滚动体端面等，并未见腐蚀性痕迹。通过这些特征，根据ISO15243标准中5.3.3.3False Brinelling，即符合伪布什压痕特性。
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图4 轴承滚柱体压痕示意
擦伤及粘着磨损主要表现在滚柱体大端面，变现为轴承滚柱缺陷由凹坑聚集形成，凹坑方向无规律，凹坑起始与结束位置无划痕过渡痕迹，为粘附磨损特征。
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图5 轴承滚柱体粘着磨损示意
2.2 典型问题原因分析
2.2.1 装载捆固不牢导致
对汽车装载转向架运输方式进行分析，捆绑固定的不可靠性（弹性变量因素）会诱发轮对前后窜动，会导致轴箱内的轴承呈现出典型的区域震荡压痕特性，即6点钟和12点钟区域为问题集中区域。
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2.2.2 路面不平振动导致
运输通行道路不平、存在凹凸路况或密集性减速带等因素，均会加剧滚柱体压痕问题产生。转向架与车板捆固为一体，车板振动的同时，会将振动产生的力向上传递，使得静止的轴承存在上下运动趋势，当滚柱体和保持架之间的油膜因振动被切开时，当值滚动体柱面与滚道发生刚性碰撞，继而导致压痕问题产生。
2.2.3 连续转弯窜动导致
运输过程中，因弯路路况、变道超车因素存在，转向架在车板上存在左右窜动的趋势，传递到轴端轴承上表现为滚柱体受力，滚子端面与保持架窜动性磕碰，形成不规则的端面撞击痕迹，即撞击粘着磨损，疑似成为三级修轴承检修报废埋下隐患。
2.3 预防措施
2.3.1 路线勘察可有效降低问题发生风险。我们要优先选择高速公路来实现转向架运输，保证运输过程中不会因振动诱发风险的产生；同时，要从捆固方式上进行研究分析，减少弹性捆绑材料及工装的使用，重点对减震器、一系钢簧、摇枕等部件进行捆固，减少振动传到及传递，继而降低问题发生概率。
2.3.2 运输速度管理可有效降低问题发生风险。通过管理举措，加强对运输过程管理，对高速公路运输、城市道路运输、凸凹线路、减速带线路、转弯运输等速度监管，能够降低振动趋势的加剧，从而有效保护轴端轴承质量安全，继而降低问题发生概率。
2.3.3 有效研发新型轴承替代产品结构，能够从根本上杜绝问题产生。加快轴承结构的开发，在新材料、新结构方面入手，提升轴承的抗振动、抗冲击特性，满足其在各种运输工况条件的质量，从而从源头上规避了伪布什压痕、粘着磨损风险。
3 结语
鉴于转向架公路运输方式限制，为保证轴承不会在运输途中造成磨损损伤，本文从原因分析及预防措施方面对其进行了详细说明。随着新型轴承的迭代与推广，再运用有效的运输管理举措，必将能够将轴承损伤问题进行根源性杜绝，这对本行业转向架运输特别是轴承损伤可靠性防护方面有着很大的借鉴意义。
参考文献
［1］濮良贵、纪名刚. 机械设计［M］.北京：高等教育出版社, 2006.
［2］王晴. 滚动轴承的失效研讨［J］.精密制造与自动化, 2002（1）.