crh3型动车组转向架 CRH3C型动车组转向架轴箱轴承失效原因分析及新型结构研究.doc

crh3型动车组转向架 CRH3C型动车组转向架轴箱轴承失效原因分析及新型结构研究

　　
　　摘要：CRH3C型动车组在高速运行过程中，由于轴承密封结构存在设计缺陷，易造成轴承油脂大量流失，最终导致轴承油脂偏少，润滑不良；高速运转缺油的轴承难以形成有效的润滑油膜，线路较大的冲击和振动导致轴承剥离失效;当轴承运行里程超过80万公里时，轴承的运行状态会逐渐恶化，存在运行安全隐患。新结构轴箱轴承与原结构相比，改进密封防尘罩结构，增加迷宫结构，在轴承中间增加注油孔，同时使用L055油脂，增加油脂温度工作范围及粘度，避免油脂的大量流失。
　　关键词：轴承失效；密封结构缺陷；迷宫结构；油脂温度工作范围；油脂粘度
　　引言
　　CRH3C型动车组为引进德国西门子技术生产的时速300公里速度级高速动车组。该动车组为8辆4动4拖编组，牵引总功率为8800kW。CRH3C型动车组自2008年起先后在京津、武广和沪宁等线路投入运用。
　　CRH3C转向架轴箱轴承采用舍弗勒公司提供的02版轴承，轴承代号：F-×240-B-TVP。装车运用的CRH3C型动车组转向架轴箱轴承总数量为5120套。
　　CRH3C型动车组在运用中共发生轴箱轴承故障52起，分为三类：一是轴温升高，共34起，其中轴承外圈滚道剥离14起，轴承滚道未剥离14起，未确认6起；二是热轴预警，共10起，其中轴承外圈滚道剥离7起，轴承滚道未剥离3起；三是滚动异响，共8起，其中轴承外圈滚道剥离4起，轴承滚道未剥离4起。本文将就CRH3C转向架轴箱轴承故障原因进行分析，并对新型轴箱轴承结构进行介绍。
　　
　　
　　针对运用中轴承存在异常温升和异响故障，通过对轴承拆解检查，检查中发现故障轴承存在外圈滚道剥离、滚子剥离、锈蚀、变色、滚子端面磨痕、滚道油膜缺失、内圈滚道凹痕、轴承防尘罩脱出、轴端甩油等问题。
　　
　　对上述故障轴承进行理化分析发现大部分轴承都不同程度存在异常磨损、滚道剥离，剥离区域局部放大观察可见疲劳扩展特征，轴承油脂量偏少且轴承锥入度值大小不一，但轴承外圈、内侧内圈和内侧滚子的硬度、金相组织、非金属夹杂物等项指标均在正常范围。
　　
　　 对轴箱轴承在武广和京津客运专线不同运用里程时发生的故障情况进行统计分析如下：分解检查的25件剥离故障轴承中，剥离故障发生时的最低运用里程为63万公里，。不同运用里程故障情况统计见图1-1。
　　
　　图1-1轴承剥离与运用里程关系统计图
　　可见运行公里数超80万公里时，故障总比例为84%，故障发生率最高。
　　 轴承结构分析
　　CRH3C轴箱轴承由舍弗勒公司提供，为自密封、自带润滑脂圆锥滚子轴承单元。轴承规格：130×240×160，轴承为120万公里免维护，免注脂，新轴承注脂量为240±10g，轴承代号：F-×240-B-TVP。油脂型号为油脂型号L218，防尘罩与内圈的间隙为0-。
　　由于采用圆锥滚子轴承，润滑脂易向密封罩和中隔圈处