CRH2型动车组四级修轴承检修工艺探讨
摘 要：文章基于上海动车在CRH2动车组三级修过程中轴承检修的故障进行统计分析，以铁路总公司下发的CRH2型车四级修规程为指导，借鉴学习了青岛四方公司的工艺指导性文件，对上海铁路局上海动车段即将进行的CRH2型车轴箱轴承四级修检修提出了合理化建议和对检修工艺进行了细化和补充。
关键词：CRH2动车组；轴承；故障；四级修
CRH2型动车组分为CRH2A、CRH2B、CRH2E、CRH2C1、CRH2C2、CRH380A和CRH380AL型共七种车型。上海动车段于2010年8月18日正式进行三级修以来，共完成约200多组CRH2型动车组三级修检修任务。随着时间的推移，动车组四级修仅依靠青岛四方机车车辆股份有限公司承担已无法满足上海局所配属的所有CRH2型车四级修检修需求。所以2015年起，我段将承担起CRH2型车四级修的部分检修任务。这对我段技术人员来说是个机遇也是个挑战。就像四年前的三级修一样，是一个再次学习探索的过程。四级修与三级修相比，多了更多转向架部件和轮对部分的深层次检修内容。其中轴承作为动车组主要受力部件和影响动车组安全运行的非常重要部件，在四级修检修过程中将作为一个独立分解部件进行彻底检修。文章主要针对CRH2型车轴承在三级检修过程中存在的问题进行了分析和查找原因并给出了在四级修轴承检修过程中的诸多工艺完善建议。
1 CRH2轴承特点介绍及故障分析
1.1 CRH2轴承特点介绍
车轴轴承为外径Ф230mm，内径Ф130mm的自密封式双列圆锥滚子轴承。为润滑脂方式，使用的油脂商标为“SHIERU NERITA 2858”。轴承单元的结构如图1所示。轴承由外圈，内圈组合件，通孔，油封，前盖，后盖，隔板构成，为内部封入油脂的自密封型轴承单元。圆锥滚子轴承结构术语，如图2所示。
1.2 CRH2轴承四级修流程和工艺标准
1.2.1 四级修流程
外观检查→轴承分解→部件清洗→部件检修→轴承组装→填写记录→交检、交验。
注：▲为检验点
1.2.2 四级修工艺标准
⑴外观检查时轴承从车轴轴颈退卸前应对其表面进行清理，使用毛刷和擦拭布蘸煤油对轴承表面及后挡圈进行清洗去除表面油污，使用180#以上细砂纸去除轴承表面锈迹。
⑵轴承退卸后进一步检查轴承外圈、轴承内圈、内圈表面，一旦发现存在严重划伤或存在电蚀、裂纹、剥离缺陷时，轴承整套需要进行整体报废处理。
⑶安装、取下轴承分解退卸工装时要避免磕碰轴承内圈滚道面，取出轴承内圈时，避免与工装或其它部件磕碰。
⑷轴承A、B两侧的内圈组件须与轴承外圈之间做好标识，避免混淆，检查合格后重新组装时必须原位组装；轴承内圈组件存放时不要让滚子的滚动面互相接触，为防止各个零部件的顺序号码不一致，如图3所示摆放每个轴承单元。
⑸轴承分解后使用运输小车将各部件运至轴承清洗区内进行清洗，清洗介质为煤油或其它中性清洗剂。清洗时将轴承部件浸入煤油中，使用毛刷将轴承表面的油质和其它杂质洗净。
⑹轴承部件检修过程中油封、油封盖及防磨垫圈须更换新品，无需再进行检修。
⑺轴承外圈、内组件存在超限缺陷时，整套轴承报废（挡油环、后挡圈除外）。
⑻轴承组装前须进行检测，如表1所示。
⑼用酸笔在轴承外圈外侧中部书写轴承检修标记：检修年、月和检修单位代号。
1.3 CRH2轴承故障分类
如图4所示，依照三级修过程中轴承出现的故障分类，大致可以分为以下几种。
⑴耗损型：例如轴承游隙因为剧烈磨耗而使保持架磨损。
⑵疲劳型：如轴承滚子、轴承内圈、轴承外圈在长时间干摩擦、进水或周期性载荷下发生剥离、电蚀和麻点等机械故障。
⑶机械损伤型：例如在冲击载荷或周期性载荷严重不均内外圈发生裂纹、压痕、保持架松脱、裂纹等现象。
⑷组装工艺标准不当：例如压装机械精度不高、配合面处理不当或接触不良等。
⑸物料监管不到位或机械操作不当，例如油脂变质、内外圈变色、拉伤等。
2 CRH2轴承故障原因分析及处理办法
2.1 CRH2动车组轴承故障原因分析
造成轴承的故障往往有以下原因：
⑴材质不良，主要是因为制造时的缺陷。
⑵润滑不良，主要是润滑油失效变质或添加剂量不符合标准。
⑶组装不良，组装时因设备、人为或工艺问题造成的故障。
⑷轴承和轴配合不当，轴承和车轴压装过盈量过小时，将产生相对滑移；过盈过大，则造成轴承游隙偏小，过盈量过大或过小都不能保证轴承在运行过程中热状下的安全。
⑸附加的轴承应力，往往会呈偏载状态。
⑹组装过程造成的轴承擦伤、磕碰失效。
2.2 CRH2动车组轴承故障处理原则
⑴缺陷对轴承性能和使用安全性没有影响，修复与否均可使用；
⑵缺陷对轴承性能和使用安全性有一定影响，但经修复可再使用；
⑶缺陷对轴承性能和使用安全性有严重影响，不可再修复使用。
保证滚动轴承正常工作，应当着重从下述准则入手：
⑴保证最小油膜厚度准则；
⑵保证轴承内圈最小安装过盈量准则；
⑶最大机械负荷和冲击负荷准则；
⑷最高热负荷（绝对温度、湿度梯度）准则；
⑸相关工作条件准则（轴承座，轴的刚度，密封等）。
基于此，我们进一步完善四级修轴承检修工艺，由以下几个方面展开：
检査项目：
①外圈外径面：侵蚀摩耗，蠕动及其它。
②外圈轨道面：电气腐蚀，蹭脏，变色，压痕及其它。
③外圈密封镶嵌结合部：受伤，缺欠及其它。
④内圈内径面：线伤，蠕动及其它。
⑤内圈大端面：侵蚀摩耗，蠕动及其它。
⑥滚子转动面：电气腐蚀，蹭脏，变色及其它。
⑦滚子大径侧端面：咬住，摩耗，及其它。
⑧保持架：裂缝，摩耗，打伤及其它。
结合CRH2型车三、四级修检修规程之要求，我段对于轴承问题外观判定标准，如表2所示。
3 CRH2动车组轴承四级修检修过程中工艺完善建议
3.1 轴承的润滑
NTN轴承内注入润滑脂，其中两列内圈注脂量均为（70±5）g，外圈中央位置注脂量（145±5）g，油封部位涂抹2～3g的油脂。NSK轴承内注入润滑脂，其中两列内圈注脂量均为95g，外圈中央位置注脂量56g，两列外圈滚道面各涂抹2g油脂，两列油封部位各涂抹2.5g的油脂。
3.2 轴承的清洗与检查
轴承分解后使用运输小车将各部件运至轴承清洗槽处进行清洗，清洗介质为煤油或其它中性清洗剂。清洗时将轴承部件浸入煤油中，使用毛刷将轴承表面的油质和其它杂质洗净轴箱及其附件须清洗，清洗后各工作表面手感不得有颗粒物存在，非工作表面不得有易脱落的物质，清洁度须达到规定标准。
轴承、轴箱及其附件清洗时应选用对轴承零件无腐蚀、具有防锈作用的清洗介质。轴承清洗干净后，基本干燥后再进行下部操作，轴承表面的煤油残留可以用棉细布擦拭干净。
3.3 轴承的测量与修理
⑴表面清洗后外观检查，轴承外圈外表面不得存在剥离、电蚀、裂纹等缺陷，表面锈蚀及划伤时使用细砂纸打磨处理。
⑵轴承分解检修，挡油环、外圈、内圈组件、后挡圈各件清洗后进行外观检查，油封及防磨垫圈须更换；轴承外圈、内组件存在超限缺陷时，整套轴承报废，挡油环、后挡圈除外。
⑶轴承组装在轴承组装间内进行，工作间温度不低于10℃，轴承分解、清洗可在清洗间或其它地点进行。
⑷测量和组装前，各件必须进行清洗并用白细布擦拭干净，以保证各件的清洁度。轴承须在组装间内同温放置8h 后再进行尺寸检查。
⑸挡油环、后挡圈与油封配合表面不得有明显伤痕，有锈迹时用280#以上细砂纸打磨消除。
⑹轴承检修重新组装后，组装人员须填写各种交检、交验组装记录卡片。
3.4 轴承的组装与试验
轴承压装前，车轴轴肩R及与后挡圈配合处应涂抹防锈剂，轴颈前部约1/3处涂二硫化钼润滑剂；轴承压装时应记录压装过程最大压力值，过程压装力和最大止推力，如表3所示，建议采用有打印压力曲线功能的压装设备压装轴承。
更新轴箱轴承时，手动旋转轴承外圈使外圈通气孔朝向正上方后再安装轴箱，并在每次高级修时都将轴承外圈沿圆周顺时针方向转动120°，然后安装轴箱。NTN轴承压装后轴承轴向间隙为0.150～0.620mm，NSK轴承压装后轴承轴向间隙为0.150～0.561mm。手动转动轴承，转动灵活无卡阻等异常现象。
3.5 轴承保养注意事项
在使用轴承时，最为重要的原则是：“保持清洁”“防锈”“不可受冲击”。详细注意事项如下所示。
3.5.1 保持清洁
（a）在使用轴承之前不要打开其包装。
（b）在无垃圾、尘埃的清洁场所进行轴承的处理和作业。
（c）处理时使用的工具须清洗并须洁净保管。
（d）须擦拭压入轴承的轴及轴箱体内壁的尘埃后洁净保管。
3.5.2 防锈
（a）因作业人员的手汗是生锈的原因，所以在处理轴承时须戴清洁的手套。
（b）只能用裸手处理轴承的场合，须先将手洗净并涂抹优质矿油后再进行作业。
3.5.3 不可让其受冲击
（a）处理轴承时须小心，不可使其跌落，不可让其受冲击。
（b）因跌落而受伤的轴承不得再使用。
4 结语
CRH2型动车组轴承四级修过程中，应在轴承的保养，解体，清洗检查，测量修理，组装与试验各个工序上做好关键项点的卡控工作。另外要做好轴承拆卸、压装和试验设备的维护和校验工作，确保设备正常工作的温湿度条件。段、车间管理部门应从人为因素、机械原因、配件辅料因素、规章制度制定和对环境影响等各个因素上做好人员培训和过程监管工作。轴承检修人员应及时对故障判断并且排除，对一些自身无法判定的问题及时上报技术部门。对典型或者异常故障应召集技术人员进行分析解决，并建立起完善的故障显现记录、故障处理方法汇总和故障分析会议纪要。这样才能保证CRH2动车组轴承四级检修向更精准更深层次发展，也为以后五级修做好准备，确保动车组运行过程中安全稳定。
[参考文献]
[1]中国铁路总公司运输局.GB/T176-2014.和谐2A、2B、2C一阶段、2E型动车组四级检修规程[S].北京：中国铁路出版社，2014.
[2]中国铁路总公司运输局.GB/T177-2014.和谐2C二阶段、380A（L）型动车组四级检修规程[S].北京：中国铁路出版社，2014.
[3]冯自立.CRH2型动车组轴箱轴承常见表面损伤原因分析[J].机车车辆工艺，2010（3）：38-41.