2 动车组转向架轴承故障分析与工具的选用

2。1动车组转向架轴承简介 

    滚动轴承通过外圈、内圈、滚子和保持架四部分组成(见图2。1),其中外圈为1,滚动体为2,内圈为3,保持架为4)。内圈与轴配合,一起转动;外圈与轴承座相配合,起支撑作用;滚动体是均匀分布的内、外环之间的，其形状,大小和数量直接影响着滚动轴承的使用寿命以及性能;保持架均匀分布滚动体,防止滚动,引导滚动体旋转润滑。由于轴承的损坏、设计和制造的误差,滚动轴承的机械振动是不可避免的。

2。2 动车组转向架轴承故障分析

    滚动轴承的外圈与轴承底座固定连接，内圈与传动轴连接，与传动轴一起工作。由于装置的误差与运行中元件的故障等因素，当转速达到一定时，将会产生振动。由于振动的原理不同，大致可以分为以下几种。   

（1）轴承本身就是固有振动   

（2）轴承加工与相关的振动   

（3）轴承存在缺陷振荡

下面将具体介绍几种常见的动车组轴承损坏形式：

磨损失效

磨损是滚动轴承最常见的一种失效形式。在滚动轴承运转中,滚动体和套圈之间均存在滑动,这些滑动会引起零件接触面的磨损。尤其在轴承中侵入金属粉末、氧化物以及其他硬质颗粒时,则形式严重的磨料磨损,使之更为加剧。另外,由于振动和磨料的共同作用,对于处在非旋转状态的滚动轴承,会在套圈上形成与钢球节距相同的凹坑,即为摩擦腐蚀现象。如果轴承与座孔或轴颈配合太松,在运行中引起的相对运动,又会造成轴承座孔或轴径的磨损。当磨损量较大时,轴承便产生游隙噪声,振动增大。

疲劳失效

在滚动轴承中,滚动体或套圈滚动表面由于接触负荷的反复作用,从表面下形成细小裂纹,随着以后的持续负荷运转,裂纹逐步发展到表面,致使材料像岩块一样裂开,直至金属表层产生片状或点坑状剥落。轴承的这种失效形式称为疲劳失效。随着滚动轴承的继续运转,损坏逐步增大。因为脱落的碎片被滚压在其余部分滚道上,并给那里造成局部超负荷而进一步使滚道损坏。轴承运转时,一旦发生疲劳剥落,其振动和噪声将急剧恶化。

腐蚀失效

轴承零件表面的腐蚀分三种类型。一是化学腐蚀,当水、酸等进入轴承或者使用含酸的润滑剂,都会产生这种腐蚀。二是电腐蚀,由于轴承表面间有较大电流通过使表面产生点蚀。三是微振腐蚀,为轴承套圈在机座座孔中或轴颈上的微小相对运动所至。结果使套圈表面产生红色或黑色的锈斑。轴承的腐蚀斑则是以后损坏的起点。

断裂失效

造成轴承零件的破断和裂纹的重要原因是由于运行时载荷过大、转速过高、润滑不良或装配不善而产生过大的热应力;也有的是由于磨削或热处理不当而导致的。

压痕失效

压痕主要是由于滚动轴承受负荷后,在滚动体和滚道接触处产生塑性变形。负荷过量时会在滚动表面形成塑性变形凹坑。另外,苦装配不当,也会由于过载或撞击造成表面局部凹陷。或者由于装配敲击,而在滚道上造成压痕。

胶合失效

滑动接触的两表面,一个表面上的金属粘附到另一个表面上的现象称为胶合。对于滚动轴承,当滚动体在保持架内卡住,或者润滑不足、速度过高造成摩擦热过大,使保持架的材料粘附到滚子上而形成胶合。其胶合状为螺旋形污斑状。有的是由于粗暴安装,在轴承内滚道引起胶合和剥落。

    此次的检测采用了压电式加速度传感器收集轴承的振荡信号。安装轴承座上的压电式加速度传感器，将轴承振荡信号变换 为等比例电荷信号、电荷信号经过一个高输入阻抗和低输出电阻抗前置放大器，放大器将传感器的微弱的电荷信号放大，电荷 信号变换为输出电压信号，输出数据收集器/数变换，所测到的数字信号通过专业信号采集分析仪进行保存，以便进一步分析 。