高速动车组转向架轴承常见故障及选型设计分析

发表时间:2021/7/8   来源:《建筑实践》2021年第8期   作者:李振洋 刘振富 吴天祺 胡墨臣 姚岳
[导读] 动车组的机动、可适性强、便利性的特点受到世界铁路运输和城市轨道交通的重视。
        李振洋 刘振富 吴天祺 胡墨臣 姚岳
        中车长春轨道客车股份有限公司  吉林长春130062
        摘要:动车组的机动、可适性强、便利性的特点受到世界铁路运输和城市轨道交通的重视。转。。。。。。。。。。。。向架是高速动车组的.运行.装置,具...............有减.....震、指引和制动......................等重要功能,决定................着列车的运行.......速度和质...............................量。为了减少或消除意外事故的发生,本文进行了分析和故障诊断,旨在充分发掘轴承的未来潜能,节约费用,对列车的行驶安全,是非常有必要的。
        关键词:动车组;轴承故障;设计分析
        高速........................动车组转向架轴承故.......................障容易引起轴热、烧轴、切轴等意外交通事故,会严重危及及影响列车的正常行车安全。由于高速动车组的极具高....速性,所以列车上..对各部件的设计..以及质量标准..也非常严格。高速动车..组转向架轴承主要.....................用于承..载和传..递车体上方......的载荷。一般采用圆柱.....滚子轴承和圆锥.........滚子轴承。与其他零件相比,轴承在工作时需要承载很多负荷。运行中只要发生故障,故障便会发展很快,往往在一瞬间,如果发现不及时,便会造成严重后果。因此,提高轴承的可持续运作时间,作出轴承故........障的准确分析,对保证高.........速动车组的行车安全,节约维..修成本,具.......有..重要..意义。
1.常见故障
1.1锈蚀失效
        腐......................蚀是由于轴承温度变.....................化产生的冷凝液和润滑油中添加剂的腐蚀特性造成的。轴承......的锈蚀.......会造成套圈和滚动........体表面的坑锈,滚动体等................间距的梨皮锈和坑............锈,以及周围的锈蚀。
1.2变色失效
        变色.....是由于轴承工作............期间,多次持续加热引起的表面......颜色变化。如果轴承表面颜色为淡黄......色、黄........色、棕褐色、棕红色,若没有深.............度变色,则表明轴承......可以继续使用。但如果轴....承表面颜色为紫......蓝......色或蓝黑色,则说明............变色严重,轴承已损.......坏到一.....定程度,不能再....使用。
1.3表面塑性变形破坏
        表面塑性变形主要是由于载荷过大,而引起的轴........承表面的机械损伤。一旦轴承出........现原始缺陷,如划.......痕、划痕、压痕、凸........点等,冲击载荷.......会使这些缺陷附近的表面发生塑.......性变形.
1.4疲劳剥落和点蚀失效
        如.........果轴承在.............长期运行后由于疲......................劳...........应力而.........产生点.....................蚀和剥............落,则是自然损伤。但是,如果发生在轴承刚开始工作的中............段甚至前期,则应看作为非.......................自然损坏。动车转向架轴承..............的疲劳类型很多,一般属于.........接触..................疲劳。由于滚动轴.................................承...........套圈各滚动体表面接触..........................应........力的反复..................作用,滚动..........表面的金属.........以凹坑或片状............的形式从金属基..........体................上剥落,这种现象称为疲...............劳剥落。
1.5裂纹和缺陷失效
        当受力部件在工作中所受到的压力超过材料强度范围的最大值时,会发.................生部件里面或表面断裂..............和局部断裂,使材料出现不...............连续或断裂现象称为裂................纹。缺陷是指由于材料........表面或表面下的细小裂纹在一定程度.........上扩展而导致部分材料与零件分离的...........现象.
2.故障产生的原因
        当轴承出现运转失灵时,只要列车达到一定的行............驶速...........度,列车就会停止运行。可引起定频异响,通过跟车.....机械..............师检查便可发现。这类故障处于早期,且轴温未达到引起报警的最大值,因此在高速......................动车组IDU(用于监测动车组状态)上无法............发现故障。

这种故障.........诊断比......较困难,只有在高.........速.............动车组达到一定速度并产生异常......................................响动才能被工作人员..........................发现,需要车上的机械师仔细辨别。主要原因如下:
2.1轴承加工装配不良
        高速动.........车组转向...............架内轴承一般由............外........圈、内圈、滚动体和保......持架组成。性能好,在轴箱体上安装密封圈,并注入润........滑脂;防止............润滑不良或外界的污染物例如.......雨水、灰尘等异物进入轴......箱。可见,外部环境.................因素对轴承的影响不.............大。最显著的要点是轴承的加..........工和安装方面。在加工过程中,车削设备、夹具的操作、设计或选用不当;装配轴承时,轴承安装位置有差错,导致轴承内外环转动中心.......不一致,轴承自由间......隙过大或过小;以上两种情况都可能造成......轴承的损伤,导致轴承失效。
2.2润滑不良
        高速.................动车组转向架轴..............................................承采用正规的润......滑脂作为常规使用的润滑......................................介质,一般情况是涂抹在轴承的外部圈上,以减少轴..........................承与滚道之间的...........摩..............................擦,有利于滚动.........轴承的持续密封......................使用,防止轴温过高对转向架造成.......的不良...............影响。通过对一些轴承故障的诊断分析,发现如果润滑脂................添加不及时或不到位,会使轴承内部润滑脂减.............................少,甚至出现局部无脂润滑,运行时间过.......长会损.......................坏轴承。
2.3其他原因
        由于长期高负荷运行,维护和设计不当,材料的正常疲劳损伤是由制剂的老化引起的;轴承安装环境不干净,如果轴承长时间处于交变冲击载荷作用下,会造成轴承局部损伤、腐蚀、局部载荷和过载,增加轴承脱落的风险。
3.解决方法及措施
        根据..............诊断结果,对轴..........承、高速动车组进行准确的管理和维护,转向架轴承故障检测的常用技术......主要有:振动诊断技术、温度诊....断技术、油样分...........................析.....技术、油膜电阻诊...................断技术、声发....................射诊断技.......................术等。通过上述................技术的有效应用,及时诊断故障,合理制定.............................设备的维修方法和维修周期,延长轴承的使用寿命,减少维修时间,提高生....产效率和经济效益,节约费用,避免过度维修,防止因不.......................必要的拆卸而降,................低设备精..................度,减少和避免...................重大....事故的发生。
        故障分析涉及轴承的设计、制造、安装、润滑系统、密封、使用和维护。在此基础上,提出了提高轴承可靠性的措施:
①加强和改进轴承润滑技术,维护轴承密封装置,保证轴承承受良好.............的润滑。润滑是一.........................个非常重要的.....因素。良好的润滑可以改善轴承....的接触状况,减少摩擦发热,抑制...........................轴承内部温度的升高。
②在轴..................承维修方面,制定适..............用于现场....的维修清洗周期,提高轴承专业的维修水平,改善维修设施和环境条件,保证轴承维修的质量。
③在轴承设计方面,对轴承结构进行了改进,提高了轴承的抗冲击性能和轴承的内应力状况。
④改进轴承座的设计,增加轴承座的刚度,从而降低四排轴承的偏心载荷。
⑤高速动...............车组转向架装配。。。。。。。工艺应适当优化。因为在轴承高速运转后,会出现一些棘手的困难。在此基础上,有必要开展研究需要对轴承的装配工艺和设备的可行性进行充分的研究以免装配时损坏轴承表面损伤。
4.结语
        动车....................组转向架轴....承是动车组的重要标准件。其工作.....状态是否良好直接影响整个动车组的安全......运行。动车组转向架轴承的可靠性......................分析与故障.....诊断是保证动车组运行质量..............的重要手段。这也意味着动车组转向架轴承在要求高速..........................轻量化的同时,还要求维护周期长、寿命高、运行可靠等性能。动车组转向架.....轴.....承更容易发生...........................故障。如何快.....................速、准确、实时地对轴...........................承故......障进行在线可靠性分析和诊断变得...........................................越来越重要。




参考文献:
[1]罗光兵.高速动车组转向架轴承故障诊断分析[J].机械工程师.2017(06):148-150
[2]顾贺.高速动车组转向架轴承故障分析及诊断处理[J].科技风.2019年9月.
[3]聂晔.动车组转向架轴承可靠性分析与故障诊断的技术研究[D].中南大学,2011年5月.
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