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    1 引言

    軸承作為機(jī)車的主要部件，特別是牽引電機(jī)、軸箱軸承，其功能對安全運(yùn)輸起著舉足輕重的作用，機(jī)車在線上運(yùn)行時(shí)，一旦軸承發(fā)生故障，將導(dǎo)致整列列車不能運(yùn)行，堵塞運(yùn)輸正線，特別是客運(yùn)列車發(fā)生故障，造成的負(fù)面影響就更大，同時(shí)一旦機(jī)車軸承發(fā)生故障，對機(jī)車的搶修也是十分困難的，因此預(yù)防和減少機(jī)車軸承故障的發(fā)生，對于機(jī)車的安全運(yùn)輸就顯得十分重要，能不能在軸承裝車前將有故障隱患的軸承檢測出來，保證合格的軸承配件上車是本文論述的重點(diǎn)。

    2 軸承的故障

    軸承的嚴(yán)重?fù)p壞往往不是單一的原因引起的，而是在幾方面綜合作用下，在惡劣的運(yùn)行條件下產(chǎn)生惡性循環(huán)，導(dǎo)致軸承的嚴(yán)重?zé)龘p，因此在事故發(fā)生后，往往很難判斷是由何種原因所致，也就給我們制定相關(guān)的措施帶來一定的困難，為討論方便，先從幾個(gè)方面進(jìn)行分析軸承發(fā)生故障的原因。

    （1） 軸承的非正常磨耗

    a 當(dāng)軸承運(yùn)用一段時(shí)間后，軸承內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架、外圈、滾道等產(chǎn)生一定的缺陷、傷痕，造成軸承的潤滑不良，引起軸承的發(fā)熱，長時(shí)間的發(fā)熱，會(huì)導(dǎo)致：（1）軸承潤滑油的稀釋。（2）加速材質(zhì)的疲勞，硬度下降。由于以上原因，而進(jìn)一步形成惡性循環(huán)，加速過熱而使軸承燒損。嚴(yán)重的軸承內(nèi)圈位移，滾動(dòng)體失圓，沖撞生熱，最終熔接在一起。因此在線上運(yùn)行時(shí)，如發(fā)現(xiàn)軸承嚴(yán)重發(fā)熱、冒煙時(shí)，不要停車，而應(yīng)維持運(yùn)行到前方站，因?yàn)榇丝踢^熱軸承處于熔化狀態(tài)，一旦停車?yán)鋮s后就再不能行走，堵塞正線。

    b 對機(jī)車軸承的給油保養(yǎng)十分重要，特別是給軸承適量的加油能保證軸承有良好的缺油和加油過多也都很容易造成軸承故障，油加少了容易造成軸承潤滑不良而發(fā)熱，加多了也容易造成攪拌過熱，因此在保養(yǎng)中給油要適當(dāng)，同時(shí)軸承的潤滑油脂的清潔也十分重要，一旦油脂中掉入其它的雜質(zhì)和水分，都會(huì)影響正常的游隙和建立必須的油膜。

    c 軸承的使用時(shí)間過長，超過軸承的使用壽命而容易造成材質(zhì)的疲勞，加上強(qiáng)烈的沖擊作用而使材質(zhì)變形，使得滾子、滾道面產(chǎn)生剝離、碾片，從而造成潤滑不良和振動(dòng)加大。

    (2) 安裝對軸承的影響

    a 軸承內(nèi)圈與軸的配合間隙過盈量不符，也很容易造成軸承故障，過盈量大，很容易造成軸承內(nèi)圈因過大的張應(yīng)力而崩裂，過盈量過小，也很容易造成軸承內(nèi)圈“弛緩”。

    b 軸承組裝配合游隙配合不當(dāng)，也容易造成軸承故障，游隙小很容易造成滾子和滾道摩擦發(fā)熱，隨著溫度的不斷上升，軸承內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架、外圈、端蓋的溫度并不相同，相互之間存在著溫差，因而膨脹量也略有不同，也就造成配合間隙的進(jìn)一步減少，加據(jù)軸承的生熱。間隙過大，滾子的振動(dòng)加大，加劇滾子和滾道的沖擊，同時(shí)也易造成內(nèi)部負(fù)荷分布不均，承載滾子減少，中央滾子負(fù)荷過大。

    c 組裝軸承時(shí)不按工藝要求，用銅錘沖擊軸承，造成保持架變形，牽引電機(jī)軸承內(nèi)外圈安裝不正確或其它原因而使軸向橫動(dòng)量消失，造成軸承軸內(nèi)擠死。 
 

    3 軸承故障的檢測診斷

    目前國內(nèi)采用檢測軸承故障的手段大致有測量溫度、噪聲及振動(dòng)參數(shù)的方法，利用測量溫度、噪聲的方法比較簡便，但缺乏有效的預(yù)防作用，一旦在運(yùn)行中軸承溫度過高和噪聲很大，一般都認(rèn)為機(jī)車軸承都已達(dá)到比較嚴(yán)重的損壞程度。而利用測量振動(dòng)參數(shù)的方法，是當(dāng)機(jī)車在中小修時(shí)對軸承進(jìn)行檢測，由于在檢測中獲取和采集信息比較方便簡單，比較適用中修段推廣使用，是一種既簡便又實(shí)用的檢測方法。

    機(jī)車軸承的診斷方法主要有兩種：
    a 機(jī)車軸承的簡易診斷。
    就是在振動(dòng)檢測中一般是通過測試某些振動(dòng)參數(shù)的大小，與標(biāo)準(zhǔn)值（門限值）比較來判斷軸承的狀態(tài)，在對機(jī)車軸承的簡易診斷中，主要選擇了時(shí)域波峭度系數(shù)參數(shù)的KV、、、加速度有效值參數(shù)Xrms兩個(gè)指標(biāo)來作為故障判斷參數(shù)，其中峭度指標(biāo)KV是無量綱參數(shù)，對軸承的早期故障敏感，而對運(yùn)行工況不敏感，當(dāng)軸承齒面工作表面出現(xiàn)故障時(shí)，每轉(zhuǎn)一周將產(chǎn)生工作面缺陷處的沖擊脈沖，故障越大，沖擊響應(yīng)幅值越大，KV值上升越快，但隨著軸承故障后期的嚴(yán)重劣化而KV值則有所下降，而有較值則相反，它對早期故障不夠敏感，但隨著軸承故障不斷劣化而上升，穩(wěn)定性較好。總之，要取得簡易診斷的可信較果，同時(shí)應(yīng)用峭度系數(shù)與有較值是合適的，它兼顧了診斷參數(shù)敏感性與穩(wěn)定性。
    簡易診斷有比較好的一面，但也存在許多的不足之處，當(dāng)軸承進(jìn)行簡易診斷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況；
    *軸承參數(shù)超值有故障，但不能確定其故障部位，
    *軸承本身無故障而是由于在組裝時(shí)造成的故障，（如轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡、軸不對中碰磨等）。
    *傳感器置于機(jī)座時(shí)，測得的故障信號(hào)有強(qiáng)有弱（內(nèi)圈最小、滾子較強(qiáng)、外圈較大），這樣按參數(shù)判會(huì)產(chǎn)生誤差。通過以上三種情況分析，簡易診斷沒有判定軸承元件故障的方法，不能解決“視情維修”的問題，因此軸承診斷僅通過簡易診斷判斷有無故障是不夠的，必須進(jìn)行精密診斷。
 
    b機(jī)車軸承共振解調(diào)譜分析技術(shù)-----精密診斷。
    當(dāng)軸承表面損傷，如疲勞剝離、局部磨損、表面腐蝕等故障時(shí)，軸承及滾動(dòng)休旋轉(zhuǎn)就會(huì)輪番碾壓這些表面損傷處，高速的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)會(huì)使這種碾壓產(chǎn)生沖擊，這種故障沖擊引起的縱波在材料尚未發(fā)生形變之前就以聲速向外發(fā)射，有著陡峭的前沿波形和極其豐富的頻譜，隨著材料內(nèi)部阻尼作用下，沖擊發(fā)生的縱波急劇衰減，因此使傳感器接收到?jīng)_擊力脈沖信號(hào)。
    這種沖擊力脈沖波形近似于矩形，該矩形脈沖的故障頻率極其寬闊，而軸承系統(tǒng)和各類傳感器的固有頻率很低，所以軸承系統(tǒng)和各類傳達(dá)室感器的固有頻率被故障沖擊脈沖頻率所覆蓋，故障頻率激起軸承系統(tǒng)和各類傳感器共振，用通帶濾波器濾除不需要的低、高頻噪聲（如機(jī)械振動(dòng)等各類噪聲）僅使故障沖擊脈沖激起軸承外圈或傳感器共振響應(yīng)波形通過，并將低頻故障沖擊信號(hào)放大并提高為振動(dòng)系統(tǒng)的較高頻率的響應(yīng)衰減振蕩，包絡(luò)解調(diào)則將這一較高頻率響應(yīng)再放大為展開的低頻信號(hào)，經(jīng)過頻率分析儀變換為低頻譜，也就是解調(diào)譜。

    4 機(jī)車軸承診斷案例

    下面的案例是2002年元月27日東風(fēng)7D0034機(jī)車第四位左側(cè)軸箱軸承檢測出的故障案例，該軸承型752732。使用JL-501軸承檢測臺(tái)檢測，轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分。
    時(shí)域波形檢測出的診斷參數(shù)，峭度系數(shù)為6.63,而且高峭度也嚴(yán)重超標(biāo)，因此檢測結(jié)果為不合格。
    同時(shí)細(xì)化譜圖中看出解調(diào)譜所示峰值為60HZ，且1、2、3階峰值間隔均為60HZ ，按照機(jī)車軸承故障頻率表中計(jì)算出軸承故障部位的頻率：500×0.12=60HZ ，從表中查出故障部位為軸承外圈，在隨后分解軸承中發(fā)現(xiàn)外圈滾道有點(diǎn)蝕碾壓痕跡。

    5 結(jié)束語

    本文所述的機(jī)車滾動(dòng)軸承診斷方法，在我段開展近兩年的時(shí)間，我段現(xiàn)有JL-201機(jī)車軸承診斷儀，JL-501機(jī)車軸承診斷臺(tái)兩套設(shè)備。JL-201主要用于牽引電動(dòng)機(jī)軸承地面檢測和機(jī)車軸承的頂輪檢測，JL-501主要用于中修機(jī)車的滾動(dòng)軸承進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測。
    兩年來共為其它段和本段的中修機(jī)車檢測了2318 套軸承，共檢測出不合格軸承189 套，其中我段從2001年到至今沒有發(fā)生軸承故障或由軸承故障造成的機(jī)破，收到了顯著的較果。