軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī)滾動(dòng)軸承可靠性研究

陳明枝 李煊杰

中車廣東軌道交通車輛有限公司 廣東 江門 529000

當(dāng)代，交通工具各種各樣，軌道交通車輛成為軌道交通系統(tǒng)中不可或缺的一部分。以高鐵出行為例，在2018年全年乘坐高鐵出行的人數(shù)累計(jì)突破90億。如此龐大的數(shù)字令人吃驚，更別說是城市內(nèi)的地鐵了，這些龐大的載客量背后，是對中國軌道交通進(jìn)步的最好體現(xiàn)，因此對于中國軌道交通車輛的研究值得所有人重視。

一、進(jìn)行這項(xiàng)研究的意義

軌道交通車輛的發(fā)展給社會(huì)帶來了極大的便利，地鐵的運(yùn)行緩解了城市的擁堵，高鐵的通行節(jié)省了出行的時(shí)間。在出行安全方面，軌道交通車輛的安全性能受到所有出行人員的重視。

本文是通過對軌道交通車輛轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī)滾動(dòng)軸承的基本故障及預(yù)防進(jìn)行闡述，找到這項(xiàng)工作的原理，優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)等，進(jìn)行全面的分析，對軌道交通車輛的滾動(dòng)軸承可靠性進(jìn)行分析，得到相關(guān)的結(jié)論。給深受出行安全問題困擾的人們，帶來解答。

二、基本概念

(一)軌道交通車輛的轉(zhuǎn)向架。

(1)定義 轉(zhuǎn)向架是的主要作用是支撐車輛本身的重量以及車上人員、貨物的重量，同時(shí)也是決定著車輛的行走方向[1]。動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)是是否擁有牽引電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)。我們在這篇文章中只涉及到牽引電機(jī)。

(2)組成 每一個(gè)軌道交通車輛的用途不同，分為載貨和載客的，都會(huì)用到轉(zhuǎn)向架，所以說轉(zhuǎn)向架的基本組成都是一樣的，包含以下5個(gè)部分：牽引電機(jī)和齒輪傳動(dòng)裝置、輪對軸箱裝置、轉(zhuǎn)向架、構(gòu)架、車輛的制動(dòng)裝置。

(3)作用與特點(diǎn) 在軌道車輛上增加轉(zhuǎn)向架可以有效地提升軌道車輛的長度，增加載客量荷載貨量；在軌道交通車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時(shí)，更加平穩(wěn)，而且不會(huì)減少運(yùn)行速度；便于分擔(dān)壓力，減少整個(gè)軌道車輛的負(fù)荷；增加并且傳遞軌道交通運(yùn)行的動(dòng)力；它作為一個(gè)獨(dú)立于軌道車輛的組成部分，能夠隨時(shí)的進(jìn)行調(diào)換和維修。

(二)滾動(dòng)軸承。

(1)典型結(jié)構(gòu) 牽引電機(jī)滾動(dòng)軸承由軸承的內(nèi)圈、保持架、軸承外圈和滾動(dòng)體這四個(gè)部分構(gòu)成[2]。其中，滾動(dòng)體是滾動(dòng)軸承的核心部件，它促使軸承之間做滾動(dòng)摩擦的運(yùn)動(dòng)。為了減少軸承相互之間的摩擦損耗，就需要在保持架上均勻安裝滾動(dòng)體。

(2)優(yōu)點(diǎn) 有利于軌道交通車輛的啟動(dòng)和運(yùn)行；有效地減少了運(yùn)行過程中的事故發(fā)生；對軌道交通車輛的維護(hù)和日常檢查更加方便；最重要的是，軌道車輛在安全的前提下，運(yùn)維成本也在減少。

三、故障診斷分析

(一)故障特征。滾動(dòng)軸承出現(xiàn)故障的原因十分復(fù)雜，我們不能提前發(fā)現(xiàn)，但是經(jīng)過對導(dǎo)致滾動(dòng)軸承出現(xiàn)問題的原因進(jìn)行分析，找到滾動(dòng)軸承的故障特征，主要是：第一點(diǎn)具有周期性發(fā)生震動(dòng)并且產(chǎn)生物沖擊的明顯特點(diǎn)。根據(jù)這一特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)滾動(dòng)軸承出現(xiàn)問題故障時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)有規(guī)律的震動(dòng)沖擊現(xiàn)象。第二點(diǎn)是出現(xiàn)故障信號條調(diào)制現(xiàn)象，在發(fā)生問題是，故障信號的信號波會(huì)發(fā)生調(diào)幅和調(diào)頻的變化[3]。

(二)滾動(dòng)軸承的故障診斷基本要求。第一必須保證故障的檢測正確率高；第二能在故障問題剛剛出現(xiàn)時(shí)就能檢測到，并提供相應(yīng)的技術(shù)支持；第三因?yàn)楣ぷ魅藛T的實(shí)際情況，系統(tǒng)應(yīng)該相對的簡單，容易操作；第四診斷系統(tǒng)不會(huì)影響到軌道交通的正常運(yùn)行，造成成本損失；第五點(diǎn)能對車輛的狀態(tài)進(jìn)行解讀分析并預(yù)測。

(三)常見的故障分析。

(1)滾動(dòng)軸承磨損失效 滾動(dòng)軸承的磨損失效，是指正常工作狀態(tài)下，軸承與軸承之間滾動(dòng)摩擦，是軸承的表面出現(xiàn)問題，影響到軸承的正常運(yùn)行。軸承的表面出現(xiàn)問題，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行的偏差，甚至?xí)绊戄S承的精度或者其他的連鎖反應(yīng)。比如：軸承的大小發(fā)生變化；喪失潤滑劑使用功能。根據(jù)不同的磨損方式，可以具體分為：粘著磨損和磨粒磨損。

(2)滾動(dòng)軸承斷裂失效 滾動(dòng)軸承出現(xiàn)斷裂最大原因就是運(yùn)行過載。由于壓力超過了軌道車輛的承受能力，產(chǎn)生了零件斷裂。出現(xiàn)這種情況的原因是：主機(jī)故障或者安裝不當(dāng)。所以，相應(yīng)的，在軸承的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，要對原材料進(jìn)行篩選，在軸承的生產(chǎn)環(huán)節(jié)加強(qiáng)檢測標(biāo)準(zhǔn)和力度，從根本上保證滾動(dòng)軸承的質(zhì)量。

四、滾動(dòng)軸承的故障預(yù)防

(一)安裝前后。在滾動(dòng)軸承安裝前，要對軸承的質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)的檢查，確保軸承的質(zhì)量。將滾動(dòng)軸承清洗干凈，保證滾動(dòng)軸承的整體清潔，無異常。在軸承安裝后，要對滾動(dòng)軸承的實(shí)際工作情況進(jìn)行監(jiān)督檢查，避免出現(xiàn)問題，確保滾動(dòng)軸承的正常工作。

(二)滾動(dòng)軸承的拆裝。在滾動(dòng)軸承的拆裝時(shí)，一定要禁止對軸承表面進(jìn)行敲打，要將滾動(dòng)軸承緩慢的裝入，安裝人員在這一過程中應(yīng)該使用軸承專用工具。在發(fā)現(xiàn)滾動(dòng)軸承出現(xiàn)座圈與座孔發(fā)生松動(dòng)時(shí)，要及時(shí)更換新的滾動(dòng)軸承或者維修座孔。在拆卸滾動(dòng)軸承時(shí)，應(yīng)該使用拉馬器[4]，同樣避免對滾動(dòng)軸承進(jìn)行直接的擊打。

(三)滾動(dòng)軸承的潤滑。滾動(dòng)軸承的潤滑可以使軸承之間的摩擦力降低、降低軸承表面溫度。在高速和溫度較高的工作環(huán)境中，應(yīng)該保持對，滾動(dòng)軸承的潤滑。根據(jù)軌道交通車輛的實(shí)際需要選擇合適的潤滑油或者潤滑脂。

可以說，滾動(dòng)軸承故障不是不可以避免的，只要我們嚴(yán)格按照滾到車輛的操作規(guī)范，就可以做好滾動(dòng)軸承的防護(hù)，從而保證軌道交通車輛的運(yùn)行安全。

結(jié)束語

在目前全世界范圍來看，軌道交通車輛的轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī)主要是由滾動(dòng)軸承組成的，同時(shí)也是最安全的。經(jīng)過上文的分析，不難發(fā)現(xiàn)造成軌道交通車輛滾動(dòng)軸承出現(xiàn)故障的源頭，是能夠找到的，這也就是說我們能從一開始就有效的避免故障的發(fā)生。因此，可以說，軌道車輛的牽引電機(jī)使用滾動(dòng)軸承是十分可靠安全的，值得所有的出行人們的信任。