机车走行部轴承故障分析与改进

机车走行部轴承故障分析与改进

摘要：机车走行部在行车安全中具有非常关键的作用，而机车走行部中的轴

箱轴承和牵引电机轴承的状态直接影响到列车运行的安全性和有效性。随着我

国铁路运输提速、重载的实施，对机车走行部轴承提出了更高的质量要求。走行

部轴承损坏会造成轮对固死引起机破，甚至造成行车事故，且拆卸检修工作量大。因此必须高度重视轴承的质量，

关键词：机车；走行部；轴承；故障

1.故障种类

根据对机车走行部轴承的动态化和静态化检测的情况来看，轴承故障表现主要有：滚道外部电蚀、毛刺、剥离；保持架松动、锈蚀；挡边破裂、滚柱拉伤和剥离等。轴箱轴承的电蚀问题较为常见，尤其是在电力机车中，

由于电蚀问题而引起轴箱轴承出现较严重的落轮情况。从原因来讲，主要是由于

机车电路问题以及磨合台中出现静电，进而发生电蚀。另外，走行部轴承故障中

出现的机破情况，大都是因为存在挡边破裂问题。

2.故障原因

2.1机车清洗对轴承造成的影响

将出现故障的轴承进行解体后进行分析观察，发现大部分

的故障都表现为滚道外部存在剥离、保持架锈蚀、滚柱拉伤和剥离等。而出现这

些故障的主要原因为对机车清洗不合理。在清洗机车的过程中，通常会使用高压

水对轴头进行直接冲洗，这样会使轴承中渗入水分，引起锈蚀，而其中的锈屑会

对润滑油产生污染，也可能会对轴承的部件产生损伤等。

2.2轴承安装拆卸产生的影响

在对机车走行部的轴承拆卸安装时，可能会存在加热设备

使用不当的情况，这就容易使轴承内圈发生拉毛现象，特别是对带有挡边的内圈

进行二次加温才能拆卸的情况出现时，这种缺陷会更加明显。如果在安装过程中，加热温度过高会使轴承内圈出现滚道软点、保持架碰伤等问题。轴承的这些问题

都会对机车运行安全产生不利的影响。

3.故障诊断分析

使用机车轴承诊断系统，利用轴承运行过程中自身缺陷的

振动作为故障信息源，对故障信号进行频谱分析，冲击脉冲主要是指轴承工作面

存在故障的前提下，每转一周所产生的缺陷处冲击。故障缺陷和冲击响应幅值成

正比关系，能够对轴承的初期故障进行有效诊断，以便采取相应的处理措施，避

免故障的进一步扩大。通过故障轴承的脉冲信号进行频谱分析，并且结合故障发

生的频率，对轴承出现故障的位置进行判断。使用轴承故障诊断系统进行分析时，非常重要的一个参数值就是门限值，如果振动系统的振动能量均值和冲击脉冲都

在门限值的区域范围内，就表明轴承运行具有较好的状态。反之，就需要进一步

进行解调分析，依照故障频率发生情况判断轴承运行的实际状态。

利用轴承诊断系统检测小修机车走行部轴承的不落轮情况，在保持静止的状态下，轴箱支撑面和油缸支撑面的距离需要控制在5mm-8mm范围内。在机车轮对轴箱下放置油缸，确保轴箱中心和油缸中心保持一致，偏差要控

制在15mm以下。使用专门的油镐将被测轮对在轴箱下部进行顶起，轮对悬空后，车轮踏面和轨面之间的距离要大于10mm。保持轮对转速在350-420r/min范围内，使用传感器对信号进行收集，然后对轴承的运行状态进行判断分析。使用轴承诊

断系统能够对新轴承、中修机车的旧轴承进行装车前的检测，判断轴承状态。轴

承需要在检测前进行清洗，接着对其进行静态检测，判断分析轴承的质量问题。

4改进措施

4.1 测量方面的措施

4.1.1 重视轴承的原始游隙和内外圈的内外径尺寸测量

轴承游隙直接影响滚子运动状态，对轴承的寿命、摩擦和振动、噪声等基本性能都有重大影响。机车走行部所用轴承使用环境比较严酷，且承受冲击载荷比较大，所以在检测轴承时，除了测量各组装相关尺寸外，还应重视轴承的原始游隙测量。

4.1.2 重视解决轴承静态检测中的一些实际问题

解决静态检测的实际问题也很重要，如有的厂方更改了型号使轴箱轴承的一些参数变化了（如轴承内圈内径倒角 R 值缩小了），使得静态检测时由于测试仪平台定位凸台的抗劲、轴承放不平，发生测不准、测不出游隙等问题。另外要在同一台仪器上同时检测轴箱轴承或牵引电机轴承，更换轴承定位平台，将导致设备损坏或增加调试时间。所以静态检测仪最好用于检测同一类轴承为主。

4.1.3 重视新品轴承检测

新品轴承并不都合格，运输过程、存放过程都可能存在影响轴承的不良因素。所以，轴承到段后，对包装物、产品合格证、轴承外观都要详细检查；要测量确认轴承内径尺寸、外径尺寸、内圈宽度、挡圈宽度是否满足公差要求，游隙与合格证及轴承上标注的是否一致。另外，经检测合格（包括用动态轴承检测仪检测）的轴承由轴承检测站签发轴承检测合格证，需填写轴承型号、生产厂家、检测日期、检测员代号或盖章，并且对轴承的存放也要制定统一的标准。

4.1.4 检测方式的选择

多个机务段的检测经验表明，单一方式检测或多或少地存在这样那样的不足，而组装前用轴承诊断台检测单件轴承及在机车上顶轮检测运用轴承，2 种检测方式并存，是轴承检测的最佳组合。建议有关部门尽快开发研制出机车轴承随车检测系统，对轴承运用质量进行运用跟踪检测。

4.2 轴承解体组装中及清洗时应注意的方面

轴承解体、组装时，作业者责任心要强，既要细心，还要耐心。应检查轴

箱外观，有无见油、漏油痕迹，有无防碍轴承运转的机械损伤。轴箱不得在偏

斜的情况下强行拉出，避免人为造成轴承机械性损伤。解体时禁止撞击、摔碰

和跌落。检查轴承内圈应和车轴间无松缓，轴承内圈无裂纹、剥离、拉伤，无

异常磨耗，否则用电磁加热器加热，取下内套。加热要均匀，轴承加热温度

（SS4 机车轴承）不超过150℃、普通轴承（DF4 机车轴承）不超过100℃，T 标志轴承不超过130℃、回火温度225℃的 T 标志轴承不超过150℃。另外，

轴承分解时应在轴承上记下位置标记，零件应隔离放置、禁止磕碰，对保持架

敲击听音响判断质量，应无裂纹、破损、飞边，铆钉或螺钉不松、不断，防缓

片无损伤；轴承组装时要分别检查轴承滚柱和内圈滚道面，不得有伤痕，轴箱体、轴头及端盖等零件要清扫干净。清洗轴承时，有轴承清洗机的按“轴承清

洗机操作规程”对轴承进行清洗。不得使用酸性、强碱性清洗剂进行清洗，宜

采用中性清洗剂进行清洗。加热温度不准超过80℃。清洗过程中要轻拿轻放，

禁止摔碰。清洗后由检测中心指定专人对轴承清洗质量进行检查，清洗不干净时，必须重新进行清洗。清洗后用棉布擦试干净，清洗完毕的轴承应具备手感

无颗粒的感觉，且干燥无任何水分，防止产生锈蚀，最好在流水线最后选择电

加热烘干工艺，保证下线的轴承干燥无任何水分。清洗后的轴承禁止用手直接

触摸，接触轴承时要戴干净的手套。

结束语：

总而言之，机车走行部对于行车安全起到重要的作用，走

行部轴承运行的状态与机车运行的安全可靠性存在直接影响。因此需要重视对轴

承故障的诊断分析，采取有效的措施优化轴承运行质量，保证机车的正常运行。

参考文献：

[1]吴功义, 岳喜. DF4C型机车牵引电机刷端轴承故障的诊断分析与处理[J]. 铁道机车与动车, 2016, No.503(01):29-30.

[2]郑庆标. 基于小波分析的轴承故障诊断系统的研制及应用[D]. 北京交通

大学, 2018.