一起新配抱轴瓦碾瓦事故的原因分析及改进措施

刘伟辉

一起新配抱轴瓦碾瓦事故的原因分析及改进措施

刘伟辉

南铁安监办驻福州机务段验收室

针对DF4-7491内燃机车D2位新配抱轴瓦碾瓦的故障情况，从理论和实践上详细分析了产生碾瓦的原因，提出在现有工装设备和工艺要求基础上加以改进的措施，以适应内燃机车长大交路，提高检修质量，确保安全运行。

抱轴瓦 碾瓦 事故原因 改进措施

1 问题的提出

泉州铁路有限公司DF4-7491机车于2009年5月19日在福州机务段福州检修车间中修，6月1日竣工，6月3日回送。6月6日运行途中发生第二位齿侧抱轴瓦碾瓦故障。6月11日派人到泉州处理，6月14日运行中同一位置又发生轴温报警。18日附挂回福州处理，构成较大返工修。

2 产生问题的原因分析

DF4型机车采用交—直流电力传动装置，牵引电动机为ZQDR-410型直流串励电动机,其悬挂方式为轴悬式（见图1）。在轴悬式结构中,牵引电动机的一侧通过抱轴瓦刚性地支承在轮轴上，另一侧通过弹性元件和吊杆悬挂在转向架构架上。抱轴瓦轴承为剖分式轴承，轴承盖（抱轴油盒）兼作抱轴瓦的润滑油箱，内部装有集线器。抱轴瓦的瓦背用锡青铜制成，瓦表面挂有CuSnSb11-6牌号的白合金。机车在运行过程中，抱轴瓦主要承受来自牵引电动机的重力和牵引电动机扭矩的反作用力，还有线路不平顺产生的冲击力、过弯道时的侧向力等等，运行环境差。

1—抱轴瓦 2—轮对 3—齿轮箱 4—主动齿轮 5—牵引电机

DF4-7491机车第二位轮对是新品，抱轴瓦为新配。5月27日试运转时轴温正常（齿轮端44℃，非齿轮端42℃），顶轮检查正常。该机车返段后即进行落修轮对检查。主要检查情况有：

（1）测量抱轴瓦相关数据。瓦背间隙：齿轮端0.2mm，非齿轮端0.05mm；轴向横动量2.25mm；抱轴瓦径向间隙：齿轮端0.35mm，非齿轮端0.3mm。均符合工艺要求。

（2）分解抱轴瓦。发现齿侧上瓦非台肩侧有20mm× 40mm碾瓦痕迹，其余位置良好。

（3）测量抱轴瓦大小喇叭口长度。台肩侧20mm符合要求，而非台肩侧为30mm，未达到40～60mm工艺要求。喇叭口平滑过渡区尺寸符合要求，但修刮不均匀，有深有浅。

（4）集线器毛线上有少许五金，润滑油符合标准。

针对检查结果，分析认为该事故主要是由于在高转速、高坡运行状态下抱轴瓦非台肩侧油润不良所引起。引起油润不良的具体原因有：

（1）DF4机车单边齿轮驱动的特点，决定了齿侧抱轴瓦受力大于非齿侧抱轴瓦受力。加上运行中车轴受力变形，向上弯，至使上瓦非台肩侧与轴的间隙变小，润滑油膜受破坏。

（2）福州检修车间使用的镗瓦车床无法按工艺标准镗销喇叭口，加工长度仅30mm，非台肩侧尺寸与工艺要求差距较大，致使该抱轴瓦非台肩侧油膜形成、排污能力、散热功能削弱。

（3）喇叭口平滑过渡区修刮不均匀，增加了工作表面的粗糙度，破坏了润滑油膜而导致轴瓦在该区域的干摩擦，局部温度急升时可形成碾瓦。

（4）集线器毛线上有五金，会降低毛线的供油功能，对抱轴瓦的正常油润造成较大影响。

3 改进措施

结合以上原因分析，在现有的工装设备和工艺要求基础上，针对新配抱轴瓦制定了改善措施：

（1）新瓦选配时，在镗瓦过程中轴瓦径向间隙控制在0.45～0.55mm之间，改变以往0.30～0.35mm的习惯，这样可以减少由于间隙变化而造成的间隙不足引起的碾瓦。

（2）镗瓦车床加工非台肩侧喇叭口时，改变以往的一把刀具加工方法，采用两把刀具先后加工方法。即第一刀选用角度比原先刀具大的刀具旋销，产生25～30mm左右的喇叭口，而后更换上原先的刀具，刀具就调整到离端面25～30mm左右位置再进行旋销。这种加工方法不仅能使喇叭口长度达到50～60mm，符合工艺要求，而且还可以减小加工时刀具的振动，使喇叭口更均匀。

（3）在抱轴瓦修刮上下功夫。首先是大小喇叭口的平滑过渡区修刮，采用逐步扩散方法，即以瓦工作直面与镗喇叭口斜面产生的交线为中心，分别逐层扩大修刮面积，这样就避免了漏刮和多刮的现象；其次在开凿油槽时方向不要简单地垂直，而是要形成一定的角度，充分满足在旋转方向不同时利用离心力提高供油和排污能力；抱轴瓦合口处、供油窗口边缘也要进行修刮；最后用细砂纸打磨抱轴瓦，清理毛刺及刮瓦留下的五金。

（4）在轮对电机空磨试验时，除保证足够的试验时间外，还将抱轴油箱油位提高，使其达到抱轴瓦窗口边缘。这样做的目的就是让润滑油能带走初期磨合产生的大量金属颗粒，防止金属颗粒停留在抱轴瓦和毛线内，改善抱轴瓦的工作环境。在机车试运、回送时，同样要保证抱轴油箱油位高于油尺刻线，保证供油充足。

4 结束语

通过以上改进，福州检修车间加工选配的新抱轴瓦出现碾瓦现象大大降低，效果明显。但我们应该清楚，许多检修质量问题和机车结构上的缺陷同样也会造成抱轴瓦碾瓦，例如抱轴螺栓紧固力矩不一致、齿轮啮合不良、组装清洁度差、补给油不足等等。因此，在平常的检修以及保养中，应严格按工艺操作，加强检查，抱轴瓦碾瓦故障才能真正降到最低限度。

[1] 刘达德．东风4B型内燃机车（结构.原理.检修）[M].北京: 中国铁道出版社, 1998.