铁路货车滚动轴承的故障与管理研究

刘顺利

（中煤集团大屯公司铁路管理处，江苏徐州 221611）

0 引言

现在铁路货车的运行速度不断提高，随着编组辆数、牵引吨位的增加，车辆关键部位承受的压力增大，由此加剧了滚动轴承内部配件的损耗，并造成较为严重的轴承故障。对于铁路运输行业而言，如果滚动轴承的故障未能得到及时的识别并作出可靠的管理，则会影响铁路货车运行的安全稳定。因此，有必要结合故障实例，分析滚动轴承的安全隐患并采取有效的解决方案，降低故障发生率，为铁路运输行业高质量发展提供支持。

1 铁路货车滚动轴承应用现状

1.1 滚动轴承

在铁路货车的运行中，滚动轴承是最为关键的环节。作为连接运转轴与轴座之间的精密性结构元件，滚动轴承的损耗较高。为有效提升其使用效率，降低故障发生率，有必要对轴承故障作出诊断。滚动轴承有时会出现故障，使得铁路货车的整体运行效率下降，并造成一系列安全隐患[1]。其中，故障问题主要集中在轴承的外观磨损、裂纹、内部温度升高、密封罩脱落与转动轴故障等。

1.2 项目实例

从2016 年1 月1 日开始，某铁路工段的A 车间作业模式由单一方向到达转变为多方向中转与发车，由此增加了反轴运转列车数量，其中时速80 km 的编组车辆数明显增多。牵引吨数增加的同时，车辆关键部位承受较大压力，加快了滚动轴承内部配件的损耗率。2020 年12 月末，有关人员通过对轴承外观、列车进站是否存在异响的检查，对轴承故障进行研究。本次检查共计报告故障轴承25 件，其中在厂、段检修时间内，一年以后再次发生故障的轴承有17 件，故障发生率达到68%；在所有故障轴承中，大修后轴承有15 件，占到故障总数的60%，且故障均为外观异常；其余故障类型有滚道剥离18 件（占34%）和保持架裂损31 件（占47%）。

2 故障分析

2.1 裂纹故障

裂纹是轴承的常见故障，主要原因是铁路货车荷载超过标准、货物装配不当。上述问题发生后，轴承部分会受到较大冲击，增加滚动轴承外圈故障发生率。在滚动轴承的具体运用环节，如果裂纹未能得到及时解决，还会诱发热轴故障。大量实践表明，轴承外圈故障有较多类型，不可控因素较多，这就要求质量检测人员能够对不同因素进行分析，这样才能准确判断出轴承产生裂纹的原因，为故障管理方案的应用奠定基础。

2.2 密封罩故障

在铁路货车的运行中，滚动轴承密封罩脱落的后果十分严重。如果不能对该问题进行早期处理，则会造成热轴、轴动作不良问题。在故障诊断过程中，当滚动轴承出现甩油问题时，要求故障检验与管理人员能够在第一时间内检查密封轴部位，明确是否出现松动或脱节问题。如果密封罩顶部位置已经完全超过轴承外圈范围，则判断密封罩完全脱落。此时需要展开对货车轴承的大修处理，必要时更换机油，以达到良好的密封处理效果。

2.3 螺栓松动脱落

在本项目故障诊断识别中，相关部门对故障检修人员的素质能力进行全面评，并对所有人员的违章作业进行全面管理。在诊断中发现，部分螺栓固定部分存在障碍，使得货车滚动轴承障碍发生率明显上升，不利于质量管理方案落实。螺栓松动的后果十分严重，如果不能做出及时的固定处理就容易出现连接件脱离，导致严重的安全问题。

3 铁路货车滚动轴承运用故障的管理措施研究

3.1 加强轴承外观检查

以铁路货车滚动轴承外观故障为例，研究具体管理措施。从本次研究的铁路轴承外观检查结果可知，因外观质量缺陷造成的故障较多，具体表现在滚道剥离、保持架破损、滚子剥离和前盖裂损（表1）。

表1 滚动轴承外观破损扣车频数统计

为做好故障诊断分析工作，相关部门成立了QC 工作小组，对滚动轴承系统进行分析，并反复论证故障类型、风险因素与解决措施，同时集思广益，及时排查出来以上轴承外观破损，为故障检修与管理工作的有序开展提供支持。在轴承外观检查中，要求相关人员检查轴承是否过期、标志板是否清晰，明确密封罩与外圈接触位置是否良好、有无油脂浸出等（图1）。

图1 滚动轴承的承载鞍脚部油脂检修

在故障分析中，则重点关注人员因素、设备因素、方法因素与环境因素。其中人员因素主要考虑检测与管理人员综合素质较低，未能可靠落实工艺标准，对轴承外观缺陷与安全隐患缺少判断经验[2]。此外，管理人员责任心不高也是轴承故障隐患的识别不足的原因。同时检查密封座、密封罩、前盖、后挡是否有裂纹、划伤等外观缺陷。检修技术人员也需要对转动轴承进行检查，使用脚轻轻踩踏转动轴承，明确轴承是否灵活，对轴承卡顿进行识别，提升传动轴承使用安全性。

在故障诊断中，也需要用手拨动轴承，重点检查未经退卸的轴承，使用双手卡住轴承外圈，并沿着水平方向前后波动轴承，明确前后轴向游隙是否发生超限。对于存在超限疑问的滚动轴承，需要使用测量仪再次检测，提高检测结果准确度。

针对设备问题，则主要对工装设备进行检查，对目前使用的专业工具进行升级，同时注重增加最新种类的故障诊断工具。考虑到部分铁路货车滚动轴承故障诊断作业不规范，造成工序控制较差，检测技术手段不标准等问题，进行重点管理。将最新的技术方法应用在各检测工段，同时对轴承检验技术方法进行应用，使得检验结果更加准确，为故障诊断与管理工作的高质量开展提供支持。本次检测还考虑到现场环境较差，如噪声大、夜间照明效果差等，对检测结果造成的不良影响。

为提升故障识别能力，建议相关部门做好人员管理培训、并升级工装设备，采取最新的技术方法与行业标准，为铁路货车车辆轴承故障诊断提供支持。同时对现场检修环境进行控制，预防出现噪声大与夜间照明效果不理想问题，进而全面提升滚动轴承故障诊断能力与管理水平。

3.2 做好温度预报与规范检修

在故障检查中，要求检测工作人员采取规范化的管理措施，在最新设备的支持下准确预报轴承温度。为实现上述工作目标，相关人员将红外线轴温测试设备进行升级，并定期维护车辆滚动轴各系统，使得检修效果达到预期[3]。在具体实践中，要求相关人员能够准确预报温度，并做好规范检修工作。同时对工作人员进行技术培训，提高其专业技术能力和综合素质，为检修工作的有序开展提供支持。

为提高检修技术应用规范性，实现对故障因素的快速识别，要求轴承检查人员具有较高的判断能力与抗干扰能力，准确判断轴承是否存在安全隐患。考虑到滚动轴承是铁路货车车辆的重要荷载部分，因此检修技术的应用水平将直接影响到车辆安全。在故障检修中，要求工作人员能够对密封罩脱出、滚动轴承内部温度升高问题有更加全面的认知与了解，并对温度升高的原因作出总结，使得滚动轴承故障发生率降低，进一步提高铁路货车运行效率，确保运行安全。

3.3 提高轴承检修管理质量

为有效提高滚动轴承的检修管理质量，能够在第一时间被发现故障问题，铁路货车QC 质量与安全管理小组对异常轴承进行反复验证，并结合以往检修经验，总结出轴承故障检修要点，具体内容如下：

（1）托：要求检修人员用双手向上托住滚动轴承外圈下部，分别以顺时针、逆时针方向转动外圈。采用该种检修手段能够及时发现滚道是否发生剥离，降低外圈滚道故障发生率。

（2）拉：双手分左右两侧向下拉住外圈，分别沿着顺、逆时针方向转动外圈。该方法能够及时发现内滚道剥离处与两侧故障。

（3）拽：故障检修人员利用双手抠住外圈，由后部端面向外拽外圈，随后左右摆动外圈，以检验滚动轴承径向或轴向间隙。

（4）调：技术人员对轴承外圈与承载鞍的相互位置进行调节，确保在轴承转动过程中外圈与承载鞍之间不发生接触。

上述检修方法能够及时了解滚动轴承存在的问题，并采取针对性解决方案，使得轴承运行良好，确保铁路货物运输稳定性。

在实际作业中，相关人员还要规范检修工序，准确识别故障轴位，及时将故障信息上传到后台处理中心，大大提升轴承的检修效率。同时，检测人员应能准确地记录故障信息，发现问题及时处理，为后期质量监督提供可靠的数据资料。

有关研究指出，将质量管理措施应用在滚动轴承检修中具有良好价值[2]。通过对质量管理方案的落实，能够及时发现轴承是否存在异响、卡阻等问题。在实际检修阶段，要求轴承外观性能良好，温度符合预期要求。当发现滚动轴承存在较为严重的质量问题后，则将异常信息报送给工长，经过同意后，立即执行扣车操作，预防出现安全事故。

在故障诊断与管理过程中，要求工长、组长将质量管理措施执行到位，重点做好滚动轴承异常问题分析，并构建全面的问题解决机制，避免误判，进而提升检修工作质量，为铁路运输行业的健康发展提供保障。提高滚动轴承检修质量的关键是增加班组管理，有效发挥QC 班组在质量检修工作中的作用。为强化管理能力，还要求对班组人员进行培训，提高管理人员的责任意识，降低车辆滚动轴承故障率。

4 结束语

综上所述，结合项目实例明确轴承故障类型、研究铁路货车车辆滚动轴承故障，指出滚动轴承在运用中经常出现的故障为裂纹、密封罩与螺栓松动。建议行业相关人员加强轴承外观的检查力度，做好温度预报与规范检修工作，同时也需要提高轴承检测管理质量，进而显著提升检修质量。最终取得良好的研究成果，能够帮助相关人员及时发现轴承故障，为铁路货车稳定运行奠定基础。