东风4DD内燃机滚动轴承故障分析及防范措施

张斌

[摘要]结合我国铁路货车内燃机故障现状的了解，内燃机滚动轴承是内燃机车走行部分的关键部件。一旦轴承发生故障后，因不能旋转将可能造成机破。通过正科学分析当前铁路内燃机滚动轴承的故障现象，并对常见故障提出整改措施和可行性方案，减少了东4DD型内燃机车牵引电机轴承故障的发生和乘务员的判断处理该故障提供有效的依据。

[关键词]东风4DD；内燃机车；滚动轴承

[中图分类号]TH133.33 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0227-02

随着我国铁路货运快速发展，内燃机车得到了广泛应用。兖矿集团铁运处采用的东风4DD型内燃机车，该机车是大连机车工厂生产的调车作业专用机车，因该车型完全适应兖州矿区铁路的特点，满足低速、大牵引力的要求，作为兖矿集团铁运处的动力机车的主力车型，该型机车的动力传动原理为电传动，即由内燃机带动发电机发电，驱动牵引电机牵引机车。牵引电机轴承是机车走行部的重要部件，由于滚动轴承各类故障频繁发生，危及铁路货车行车安全、制约货车高速重载的发展。牵引电机轴承故障势必会严重影响牵引电机牵引力的正常传递，造成轴承高温，甚至会造成机车牵引系统的严重损坏导致机破事故，给运输生产造成重大损失。通过对现场故障统计，造成轴承故障的原因主要有杂质混入、缺润滑油、安装不到位、受过载冲击、金属疲劳等因素。为此，有必要对滚动轴承的各类故障进行研究分析，及早发现轴承的故障状态，并提出相应的解决措施，对避免重大损失有着重大的意义。要求能根据各型铁路货车实际运行中，滚动轴承出现的各类故障结合实践经验不断摸索和研究，掌握了牵引机车轴承的各类主要故障，对其进行逐一分析并提出合理化解决措施。

1、东风4DD型内燃机车概述

东风4D型内燃机车代号DF4D，是一种以成熟设计、成熟技术和成熟零部件集合而成的干线客货运内燃机车最新产品。机车标称功率2425kW，构造速度100Km/h，最高运行速度80Km/h，两端车钩中心线间距离21100mm，轴式C0-C0。该机车是调车型机车，目前中国功率最大的调车机车。不用于正线上的运输行驶。因此机车采用了外（开放式）走廊设计。内燃机车牵引力的大小主要取决于牵引电动机所允许的最大持续电流和最大电流。其中，机车的最大持续牵引力大小取决于牵引电机持续电流容量的大小，机车的最大起动牵引力取决于牵引电机允许的最大电流大小。东风4DD型调车内燃机车装用的是530kW牵引电动机，容量比装用410kW牵引电动机容量大29%（即120W），此配置保证了牵引电动机在工作过程中留有一定的余量，有利于牵引电动机的维护保养，延长牵引电动机的使用寿命。同时也为通过增加机车轴重来提高机车的牵引力提供了保证，从而更好的满足厂矿企业牵引大列的生产需要。这一配置还使机车在全速范围内不需进行磁场削弱，大大的提高机车运用的可靠性，降低了机车的持续速度，机车的牵引力比其他机车大幅度的提高，启动牵引力和持续牵引力分别达到435kN和1347kN。D型柴油机具有如下的优点：

1）单缸功率大，比c型机提高11%，比B型机提高21%。

2）燃油消耗率低，特别是常用工况的燃油消耗率低。

3）柴油机的耐久性和可靠性提高了。

2、无轴箱滚动轴承的构造及工作原理

2.1 无轴箱滚动轴承构成

无轴箱滚动轴承的主件有七部分组成：1、密封罩2、外圈3、滚子4、塑钢保持架5、中隔圈6、内圈7、密封罩组件。附件有后挡、前盖、标志板、螺栓、施封锁、防松片。

2.2 无轴箱滚动轴承的工作原理

滚动轴承一般结构是由内圈、外圈、滚动体、保持架、中隔圈等组成。滚动轴承是借助于在内、外圈之间的滚动体滚动实现传力和滚动的。内圈紧密配合于轴颈上，当车轮转动时，内圈随轴颈回转，并引导滚动体一面绕其轴心自转，一面沿内外圈滚道公转。轴承有径向间隙和轴向间隙，以保证滚动体能自由转动，滚动体与内、外圈之间的相对运动完全是滚动，而不是滑动。保持架用以维持各滚动体之间的位置，防止倾斜和相互碰撞，保证滚动体能沿滚道均匀分布。

3、内燃机车轴承常见故障与防范措施

滚动轴承是车辆的重要部件，其性能的好坏直接影响着列车速度的提高及运行安全。滚动轴承是密封式结构，如何在日常检查中及时准确地发现故障，并有效地防止滚动轴承故障，确保行车安全畅通。铁路货车是铁路货物运输的运载工具，轮对、滚动轴承是铁路货车走行部上重要的并且是可互换的部件，其技术状态直接影响到车辆的运行安全。货车轴承已基本实现了滚动化，滚动轴承故障已成为影响铁路运输畅通和安全生产的关键因素。

3.1 轴承常见故障

1）轴承内部损坏

当轴承内外滚道破裂、剥离、轴承内外圈、滚子或保持架裂纹或破碎时，轴承将发热。主要原因：①是材质或热处理不良。轴承内、外圈滚道面或滚子滚动面上由于麻点、辗皮等缺陷继续发展而形成鳞片状及至不规则的更大面积的金属剥落现象（它是材质严重疲劳破坏的结果）。②是轴承在组装拆卸、清洗搬运或运用中不慎而受到不正当冲击力。③是内圈与轴，外圈与承载鞍配合不良。④是局部外伤、锈蚀、偏载或过载。⑤是材质正常疲劳破坏。

2）滚动体及滚道表面拉伤

牵引电机轴承、轴箱轴承都属于滚动轴承。滚动轴承在旋转时并非纯滚动，而是在滚动的同时存在着多种滑动。轴承在旋转中因滑动而产生滑动摩擦阻力。高速运转下的轴承滚子和保持架上的惯性力和滑动摩擦阻力的相互作用，使得在滚道上滑动的滚动体及滚道表面拉伤。

3）轴承温升发热过高

造成轴承温度升过高的主要原因为①轴承润滑脂过多、过少或变质，若油脂填加过多，不仅无利，反而使轴承内部发生过多的摩擦和搅拌热，产生的热量无法散发，使轴承发热。但如果油脂缺少或变质，则滚动体无法形成有效的油膜而造成千磨，造成轴承润滑状态不良，也会使轴承发热。②以及组装游隙过小等。轴承轴向游隙过小，将增加摩擦，使轴承发热，甚至导致滚子卡死引起事故。若游隙过大，则会使轴承局部负荷加大，缩短其使用寿命。③轴承内混有异物。当轴承清洗不干净，油内混有杂质，密封不良而导致水、沙进入等，均可导致轴承发热。

3.2 防范措施

内燃机轴承的质量状态主要取决于新装轴承的质量，轴承的组装质量及平时运用的油润保养。因机车的特殊原因，在运行中列车员无法对轴承的运行状态作科学的判断，紧靠车站停时间对轴承的温升情况进行检查后来判断轴承的质量状态，为保证轴承质量状态和机车运行安全，应采取以下防范措施：

1）完善轴承组装工艺

轴承在组装过程中，对机座、端盖、转轴以及轴承箱的同轴度进行认真校验，对弯曲、平行、对中、轴承精度、润滑油脂装入量、动平衡等工艺要求应严格执行，确保轴承的组装质量。

2）油脂故障

缺油时，轴承转动轻松，严重缺油者，转动时明显听到滚子均匀下落的声音。这类故障没有明显的发热特征列检可以放行。油脂过多，新造或大修时注油量过大，运行中因油脂过盈而产生较高运转热，易引起红外线报轴。油脂泄漏发生在外圈牙口与密封罩配合处以及油封唇口处，有少量油迹和尘沙积聚，可以认为是正常，允许继续使用。甩油是在密封罩、前盖、后挡上有大量湿润油脂，且污染了承载鞍、侧架、车轮或车底板等，密封已失效，油脂已大量泄漏，须换轮退卸轴承。

3）加强内燃机轴承检测与养护

机车运行后，加强对牵引电机轴承和轴箱轴承外观状态检查，按规定对轴承进行保养。应随时掌握轴承的运行状态，并及时准确掌握轴承状态。

结束语

通过采取一定的防范措施，内燃机轴承质量得到了科学有效控制，因轴承返修率大大降低，杜绝了因轴承故障造成的机破、临修，我段为发生过一起因牵引电机轴承故障引发的事故，确保了机车行车安全。

参考文献

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