运用检修铁道车辆第45卷第6期2007年6月文章编号：1002-7602(2007)06-0037-02铁路提速客车轴承剥离影响因素分析徐虎(济南铁路局济南车辆段，山东济南250001)摘要：根据提速客车轴承刺离情况的有关数据统计，通过典型刺离仙承的金相观察和宏观形貌分析，分类论述了中图分类号：U270.331+.2文献标识码：B铁路提速客车轴承的装车使用，提高了客车运行2剥离较深的轴承样品分析的安全可靠性。经过几年的实际运用，总体效果良好，说明提速客车轴承可满足提速运用条件的要求。但近选取表1中剥离较深的1号轴承内圈进行分析，几年现场检修发现，个别提速客车轴承存在内外圈剥在其剥离位置取样，观察其渗碳层金相显微组织，发现离的现象，为此进行了分析。渗碳层内有明显的网状碳化物，如图1、图2所示。这种渗碳层内的网状碳化物可能会在轴承的运用过程中1现场统计和测量产生应力集中并萌生裂纹，裂纹进一步扩展就形成了笔者对2004年一2005年济南车辆段青岛地区发剥离。现的客车轴承剥离及车轮踏面情况进行了统计，统计结果见表1。表】客车轴承剥离及车轮踏面状态统计序轴承生产走行里程利离位置最大到离对应车轮号型号厂家/万km及面积/mm2深度/mm踏面情况NJ3226X1ZwZ80内圈25×131.5剥离242726QT ZWZ72内圈18×71.33NJ3226X1 ZWZ70内圈49×394NJ3226X1 ZWZ32内圈19×180.8良好5NJ3226X1 ZWZ72内圈55×161.06 NJ3226X1 ZWZ73内圈20×171.0剥离图11号轴承内园剥离良好，但同一7 NJ3226X1 ZWZ80内圈35×3.31.0转向架另一轮及轮缘锋芒8152726 QT ZWZ166外图40×161.29152726SKF120外圈72×520.610152726SKF1451142726 QT HRB240外图40×100.4剥离图21号轴承内图剥离位置网状碳化物组织根据轴承剥离深度的不同可将轴承剥离分为2类：一类是剥离较深，一般剥离深度在0.8mm以上，这种特征的轴承剥离往往危害性较大，一方面是但剥离面积相对较小，表1中1一8号轴承剥离即为此因为萌生裂纹的深度较大，形成的剥落块较大，导致滚种类型：另一类是剥离较浅，一般剥离深度为0.5mm子卡滞等现象，造成滚子、内外圈工作面磨损、擦伤和左右，但剥离面积相对较大，表1中9~11号轴承剥离保持架损伤，严重影响客车的安全运行：另一方面，由即为此种类型。下面分别就这2类剥离进行分析。于剥离萌生于轴承零件内部，以当前的检测手段无法发现轴承基体内部缺陷，因此，如果裂纹尚未扩展至表收稿日期：2006-09-15：缘订日期：2007-03-26面，在轴承检修时便不能被发现，这就造成有的轴承在作者简介：徐虎(1962-)，男，工程师。·3d铁道车辆第45卷第6期2007年6月检修后较短时间内即产生剥离。如表1中4号轴承检位于轴箱顶部外圈内滚道面靠近挡边位置，是由于车修时状态良好，但在装车运行14万km后即发生剥辆偏载后导致轴承承受过高的应力，从而产生剥离。离；6号轴承检修时也未见异常，但在装车运行12万km后即发生剥离。3剥离较浅的轴承样品分析表1中9号、10号和11号轴承剥离的面积较大而深度较浅，属于接触应力过大产生的剥离。此种情形符合赫兹弹性理论，最大剪应力位置在离表面一定距离的亚表层，剥离形成于最大剪应力部位。10号轴承剥离面形貌特征如图3所示。该种剥离面的形貌有2个特征：一是轴承剥离面深度较浅，并图59号轴承外圈剥离的形貌且距轴承同一工作面深度接近一致；二是剥离脱落体4车轮踏面剥离对轴承剥离的彩响较薄较小，尺寸大小相仿。轴承剥离除与其自身材质因素有关外，还与其外部运行环境有关。从表1中的统计数据看，绝大多数发生剥离的轴承所对应的轮对或同一转向架轮对踏面出现剥离，有部分车轮还出现了轮缘锋芒等非正常磨耗。这充分说明车轮踏面的状态会对轴承产生直接影响。运行过程中的轴承受纵向牵引力、制动力、蛇行运动和通过弯道时产生横向力、垂向重力和振动力的综合作用。客车提速后，在一个段修周期后进行检修时图310号轴承内圈剩离的形貌发现，客车走行部的磨耗比提速前明显严重，也就是提可能造成此类剥离的原因有3个方面：速后客车振动和蛇行运动增强了。车轮（擦伤和偏心）(1)车轮踏面可能存在擦伤等问题，造成运行过剥离属于周期性的激振因素，会激起车辆的稳态强迫程中轴承受到周期性的振动冲击，从而诱发剥离。振动。若激起振动因素的周期与车辆系统的某个固有(2)轴承运用时间较长，接近使用寿命期限。11频率一致，并且油压减振器阻力满足不了振动加速度号轴承外圈内滚道剥离即属此种情况，其形貌如图4需要时，可能出现车辆系统振幅扩大的共振现象，加大所示。该剥离位于轴箱顶部外圈内滚道工作面上，是了轴承工作面的振动冲击力，严重时会诱发轴承剥离。最大受力位置。以前装用时，曾重复放置在轴箱顶部因此，车轮踏面的状态会对轴承的运用产生直接影响。位置，多次承受最大工作应力，发生剥离时此轴承运行5结论了240万km,基本已达到使用寿命期限。根据前述分析，导致客车轴承剥离的主要原因有内部因素和外部因素2个方面。内部因素是指轴承内外圈渗碳层中存在过大的网状碳化物等不良组织，致使轴承运用过程中从渗碳层内萌生裂纹，导致剥离：外部因素包括车辆载荷、车轮踏面状态等，尤其是车轮踏面剥离和擦伤会对轴承运用产生重要影响。参考文献：[1]严隽耄.车辆工程[M们.北京：中国铁道出版社，1993.图411号轴承外豳剥离的形貌(3)车辆偏载引发的轴承剥离，表1中9号轴承[3]陈南平.机械零部件失效分析[M们.北京：清华大学出版杜，1988的剥离即属此种情况，剥离的形貌如图5所示。剥离(编辑：田玉坤)