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1、,北京机务段 走行部故障案例培训材料 技术科 2013年3月26日,目录,2,DF11G机车空心轴轴承情况,原设计对于轮芯变刚度和六连杆传递的车轴轴向力估计不足，而选用了圆柱滚子轴承。滚子滑动工作的端面承受重载，不堪重负，首先破坏。 如果选用双列圆锥滚子轴承，以滚动工作面承载，则故障可望大幅度降低。,电机和不转空心轴安装于转向架不动,车轮蛇形带动六连杆、齿轮、轮芯、外环左右窜动。,轴承内环、滚子不移动，滚子端面冲受轴向载荷。,空心轴轴承易发故障分析：车轴轴向窜动，将对动力轴承施加轴向力。,大齿轮部份偏磨是因局部动态偏斜，而抵抗该偏斜的力，只能是大齿轮的轴承。,六连杆故障或力偶及齿轮轮芯交变刚度
2、对轴承附加轴向力破坏滚子端面！,六连杆之一变形,对应轮芯偏斜,轴承受到轴向力！,轴承受到轴向力！,4，滚子左端挤出碾细,特别是：2、5轴大齿轮可能随空心轴-车轴左右大幅度窜动，使动力轴承因受整体轴向力而损伤。,分析与认识,1）机破前的几个交路及机破交路在温度急剧升高前，监测到一些离散的齿轮冲击预警信息，还伴随有温度偏高的副特征，但未发出报警。 原因分析：虽然有冲击信息，但单次冲击信息的量值、报警重复规律、及报警统计规律，均未满足430装置对外输出的报警条件。 2）在机破时刻前很短的时间内，监测到少量分散的轴承冲击信息，但也未发出轴承冲击报警； 原因分析：在这个时刻，轴承开始破碎恶化，到温度发生
3、报警仅有10多分钟，而该信息的重复规律，也不满足报警条件。 3）在温度急剧升高的时刻，轴承冲击信息规律性消失了。 原因分析：轴承温度升高到一定高度，轴承处于卡滞不转的状态（既不公转，也不自传），处于打滑、摩擦、固死状态，失去了冲击诊断的所必需的运动学规律。,分析与认识,4）温度急剧升高后，摩擦、固死的轴承，导致转动困难，齿轮啮合状态恶化，齿轮信息相对加强。 5）从监测到的信息看，这2起机破均为轴承受外因所致瞬间突发故障，引起打滑、摩擦、固死，进而温度急剧升高而报警。 6）从有效防止机破的需求出发，仅依靠温度报警不能实现，依靠温度急剧升高前很短时间的冲击报警也有难度，需要研究更早几个交路的前兆信
4、息，将预警时间尽量提前。 7）从这些车的情况看，前兆信息的主要特征是：离散的齿轮、轴承冲击信息（若存在渐变的轴承故障，也一定能监测到轴承冲击），相对高的温升可作为副特征（作为预警的有益补充而不是必须）。 我们随后对全路DF11G、DF11、SS9、SS8、SS7E等具有相同结构的驱动轴承，近1个多月的数据普查，能够支撑上述观点。,目录,7,第一次数据普查情况-DF11G空心轴（驱动轴承）情况,2012年12月（第1次普查）共收集分析了全路160台DF11G的数据，每台机车6个轴位，共960个驱动轴承，经过普查分析，发现（详见附件空心轴机车各测点预报警及温度情况统计.xls）： 冲击情况：监测到
5、有冲击信息128台机车，241个轴位，其中： 齿轮一级报警24台，共30个位,占3.125%； 齿轮预警10次以上的32台，共37个位,占3.8542%； 齿轮预警10次以下的72台，共174个位,占18.125%； 温度情况：偏高20度以上的有6台，共6个位,占0.625%； 偏高1020度的有7台，共8个位,占0.83333%； 同时共存：温度偏高10度以上，同时存在冲击预警10次以上的3台（0033-53、0164-53、0195-63，其中两台已机破）。 通过对存在齿轮预报警、同时温度偏高的轴位进行筛查，我们建议5台机车（5个位）需要重点关注（0105-53、0195-63、0196-
6、43、0167-33、0104-43、详见后附分析情况），其中有2台轮对踏面存在异常冲击（0105-5轴、0167-3轴）。,第1次普查存在故障前兆的5台机车情况,2013年2月（第2次普查）根据近期在几个机务段出现4、5起的DF11G机破事故，通过对机破交路、机破前几个交路的冲击和温度信息分析，发现这些车都存在相同的特征，向路局、铁道部汇报后，达成了共识。在铁道部会议上，部领导要求在春运期间加强对DF11G机车的跟踪，若DF11G机车空心轴位（3位）出现了下述特征之一，则建议进行落轮检修。 特征为： （1）同位温差20以上；连续运行10天内相同轴位温差超20度； （2）相同轴位温差超10度，
7、且冲击预警累计10次以上； （3）连续运行10天内冲击预警累计20次以上。 并以上特征作为依据，我公司在2013年2月第2次普查对从各路局返回的167台DF11G机车数据空心轴位进行了普查，结果如下（详见附件空心轴机车数据普查报告.doc）, 包括已发现的故障机车，有11台机车存在故障前兆，及时反馈建议检修。 温度超20度以上4台车，共4个位，占0.3992%； 温度超10度以上并且预报警次数达10次以上2台车，共2个位，占0.1996%； 预报警次数达20次以上9台车，共12个位，占1.1976%。,第二次数据普查情况-DF11G空心轴（驱动轴承）情况,第2次普查存在故障前兆的11台机车情况
8、,目录,12,北京局DF11G机车典型案例,北京局的DF11G机车典型案例有如下几个，将对其详细分析。,北京DF11G-0061机车43位（空心轴）在从2012年12月21日至2月2日连续出现齿轮预警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日换下，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴承滚动体表面有周向线状拉伤，接触表面受力不均匀。,1.北京的DF11G-0061机车43位,北京DF11G-0061机车43位（空心轴）在从2012年12月21日至2月2日连续出现齿轮预警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日换下，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴承滚动体表面有周向线状拉伤，接触
9、表面受力不均匀。,DF11G-0061机车43位数据分析,DF11G-0061机车43位在2013年01月01日至2013年02月01日期间数据情况如下： （1）齿轮预警30次； （2）单样本数据中,存在大齿轮故障冲击信息，故障特征较明显，冲击强度大且持续存在； （3）啮合谱突出，说明存在大小齿轮啮合不良现象； （4）43位温度正常；,2.北京的DF11G-0061机车63位,北京DF11G-0061机车63位（空心轴）在从2012年12月21日至2月2日连续出现齿轮预警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日换下，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轮对分解后，轴承滚动体表面出现80%
10、的疲劳剥离，属接触性早期疲劳剥离。,DF11G-0061机车63位数据分析,北京DF11G-0061机车63位（空心轴）在从2012年12月21日至2月2日连续出现齿轮预警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日换下，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轮对分解后，轴承滚动体表面出现80%的疲劳剥离，属接触性早期疲劳剥离。,DF11G-0061机车63位在2013年01月01日至2013年02月01日期间数据情况如下: （1）齿轮预警45次； （2）单样本数据中存在大齿轮故障冲击信息，故障特征明显，冲击强度大且持续存在； （3）啮合谱突出且存在半啮谱，啮合谱受转轴调制，说明存在大小齿轮啮
11、合不良和轴疲劳现象； （4）63位温度正常；,3.北京的DF11G-0001机车63位,北京DF11G-0001机车63位（空心轴）在2013年1月29日连续出现空心轴温度偏高（最高温度34度，环境温度-3度，比其他轮对空心轴温度高10度左右），为保证走行部绝对安全于2013年1月31日将此轮对换下，走行公里40.5万公里，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是驱动装置转动有卡滞。拆检后，NUP2876/P69轴承保持架有2处断裂，1处已断裂3个铆钉头并脱落，1处断裂4个铆钉头未脱落，滚柱两端已磨成台阶（台阶高度约0.6mm），内圈发蓝，内圈滚道大面积浅层剥离。轴承挡圈与滚柱已接磨台阶（台阶
12、高度约0.5mm）。N2876/P69轴承保持架、滚柱表面无明显异常。,DF11G-0001机车63位数据分析,北京DF11G-0001机车63位（空心轴）在2013年1月29日连续出现空心轴温度偏高（最高温度34度，环境温度-3度，比其他轮对空心轴温度高10度左右），为保证走行部绝对安全于2013年1月31日将此轮对换下，走行公里40.5万公里，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是驱动装置转动有卡滞。拆检后，NUP2876/P69轴承保持架有2处断裂，1处已断裂3个铆钉头并脱落，1处断裂4个铆钉头未脱落，滚柱两端已磨成台阶（台阶高度约0.6mm），内圈发蓝，内圈滚道大面积浅层剥离。轴承挡
13、圈与滚柱已接磨台阶（台阶高度约0.5mm）。N2876/P69轴承保持架、滚柱表面无明显异常。,DF11G-0001机车63位在2012年12月25日至2013年1月29日期间数据情况如下： （1）无报警输出； （2）63位单样本数据中存在大齿轮冲击冲击信息。 （3）63位单样本数据中存在外环冲击信息。 （4）63位温度相比其他轴同位存在明显偏高，最高达30；63位温度偏高在一定程度上反映工况存在异常。,4.北京的DF11G-0029机车23位,北京DF11G-0029机车23位（空心轴）因小齿轮信息预报警输出，特征明显，12年11月27日更换轮对，于13年2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴
14、承滚动体表面有轻微滑动产生的痕迹。,北京DF11G-0029机车23位（空心轴）因小齿轮信息预报警输出，特征明显，12年11月27日更换轮对，于13年2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴承滚动体表面有轻微滑动产生的痕迹。,DF11G-0029机车23位数据分析,在2012年11月2日至2012年11月26日期间数据情况如下： （1）单样本数据中，存在小齿轮的冲击信息，430装置对外输出齿轮预警10次。 （2）存在啮合谱，说明大小齿轮啮合不良。,在2012年12月1日至2013年3月4日期间数据情况如下： （1）齿轮一级报警2次，齿轮预警35次； （2）单样本数据中，存在小齿轮的冲击信息。 （3
15、）存在啮合谱，说明大小齿轮啮合不良。,虽然小齿轮目测检查无明显故障，但从之后运行数据情况看，小齿轮冲击信息仍然持续存在，且有2次一级报警输出。这说明不更换故障部件，冲击仍然存在。,5.北京的DF11G-0031机车53位,北京DF11G-0031机车53位（空心轴）从2012年12月12日至12月25日连续出现两次齿轮振动一级报警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日将此轮对换下，走行公里21.4万公里，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴承滚动体表面有均匀的100%的滑动产生的痕迹。,维修后SV值明显降低,北京DF11G-0031机车53位（空心轴）从2012年12月12日至12月
16、25日连续出现两次齿轮振动一级报警，为保证走行部绝对安全于2013年2月8日将此轮对换下，走行公里21.4万公里，轮对于2月9日运往戚墅堰工厂。检修结果是轴承滚动体表面有均匀的100%的滑动产生的痕迹。,DF11G-0031机车53位数据分析,DF11G-0031机车53位在2012年11月20日至2013年12月24日期间53位数据情况如下： （1）齿轮一级报警2次，预警23次； （2）单样本数据中，存在大齿轮的冲击信息，时域冲击限幅明显； （3）存在啮合谱，说明大小齿轮啮合不良； （4）53位温度相比同架其他轴同位无明显偏高；,DF11G-0031机车53位在2013年1月5日至2013年2月5日期间53位数据情况如下： （1）无报警输出； （2）冲击SV值明显降低；,段方将车轴轮对发往戚厂后，使用的新轮对无齿轮报警输出，且冲击SV值有明显降低。这说明更换新轮对后，新的大齿轮不再产生故障冲击了。,6.北京的DF11G-0033机车,北京DF11G-00
