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25K型客车抗侧滚扭杆裂纹、关节轴承损坏调查分析

2013-05-23

姜新春
（铁道部驻济南铁路局青岛客运分公司验收室，山东青岛 266002）

　　1　故障情况调查
　　2002年3月4日，青岛客运分公司库检车间发现抗侧滚扭杆吊杆脱开故障1件；2001年12月-2002年4月，配属青岛客运分公司的25K型客车，在运行了（80±10）万km后进行A3级修时，发现抗侧滚扭杆吊杆裂纹4件（见表1）。吊杆裂纹的关节轴承密封失效，轴承锈蚀、磨损，转动不灵活；吊杆脱开的关节轴承密封失效，关节轴承锈蚀、磨损严重。

　　2002年7月-8月，生产厂家对配属青岛客运分公司的装用SW-160型转向架的46辆25K型快速客车更换了抗侧滚扭杆的关节轴承，共发现关节轴承故障108件，故障情况见表2。

　　25K型客车在运行中出现浮沉、横摆、侧滚及伸缩振动时，抗侧滚扭杆装置的节点（关节轴承）能满足6个方向的运动。当车体发生侧滚时，一根连杆向上运动，另一根连杆向下运动，带动扭臂的一头向上或向下运动并给扭杆一个力矩，使得扭杆发生扭转变形，扭杆产生的反力矩抵抗车体的侧滚，从而改善车体性能。
　　2　原因分析
　　2.1 关节轴承端盖密封失效分析
　　关节轴承端盖橡胶密封失效有2种情况：（1）抗侧滚扭杆装置动作时，端盖橡胶密封反复受到拉伸和挤压作用，同样密封唇口也反复受到拉伸作用，结果使个别密封唇口弹性减弱，唇口与销轴之间形成间隙，特别是受到拉伸作用时，形成的间隙较大，使尘土颗粒及水汽进入关节轴承。（2）端盖橡胶密封在抗侧滚扭杆动作过程中，由于橡胶密封一侧受到拉伸，一侧受到挤压，从而使橡胶密封产生折皱，有时受到挤压的橡胶密封与端盖的金属凸缘相接触挤压。在列车运行过程中，快速客车的抗侧滚扭杆频繁发生动作，关节轴承不断地产生扭转运动，轴承的端盖密封反复受到挤压、拉伸作用，使位于端盖凸缘处橡胶密封部位受到端盖凸缘挤压剪切，产生宽约1mm、具有一定深度的周向损伤，此部位在运用中继续受到挤压拉伸作用，周向损伤逐渐加深，直至产生裂缝。端盖密封一般产生1道～2道周向裂缝，个别橡胶密封由于橡胶材质的原因，在前盖凸缘部位和唇口处产生轴向裂缝。
　　2.2 关节轴承锈蚀
　　橡胶密封失效后，遇到雨雪天气或车上排水时，水汽易通过关节轴承橡胶密封的裂缝或间隙进入关节轴承内，使油脂乳化，破坏关节轴承工作面油脂保护膜。关节轴承工作面附着水珠时，会产生化学或电化反应而使关节轴承锈蚀。长时间锈蚀则会产生蚀坑。
　　2.3 抗侧滚扭杆与吊杆脱开
　　水汽、灰尘颗粒不断地从密封裂缝处进入关节轴承内，使关节轴承锈蚀、磨损、转动不灵活。在列车运行过程中，抗侧滚扭杆往复频繁扭转动作，使关节轴承长期在锈蚀、带有灰尘颗粒的情况下工作，加速了磨损。关节轴承工作面（及轴承内的编织物）磨损到一定程度，关节轴承的窜动量增大，致使列车在运行过程中，关节轴承在扭转力的作用下，轴承内外圈分离，造成抗侧滚扭杆的吊杆与固定点脱开，影响行车安全。
　　2.4 关节轴承防尘挡边脱出或折断
　　抗侧滚扭杆关节轴承挡边在装车运用过程中出现了橡胶防尘挡边脱出或折断的现象。原因一是由于橡胶防尘挡边与装用的挡边槽配合尺寸不合适，使橡胶防尘挡边在受关节轴承作用力时脱出。二是橡胶防尘挡边在装车使用中受到定位关节轴承作用力，使橡胶防尘挡边唇口部位产生挤压塑性变形，有的部位受拉局部脱离防尘挡边槽，若继续受拉，超过橡胶挡边强度极限就会逐渐裂开，继续反复受外力作用，再加上橡胶防尘挡边材质不良，造成了橡胶防尘挡边折断而从关节轴承槽中脱出，作用失效。
　　3　建议措施
　　（1）针对抗侧滚扭杆及关节轴承当前存在的故障情况，为避免吊杆脱落，建议在抗侧滚扭杆的吊杆处加装防脱装置。
　　（2）改善关节轴承前盖橡胶密封的结构，提高密封套的使用时间，基本上保证25K型客车运行（80±10）万km后，抗侧滚扭杆密封不发生故障，使之与25K型客车A3级修分解检修规程相适应，避免密封套在A3级修之前产生裂缝或间隙，使得关节轴承进入灰尘、水汽，损坏关节轴承，造成吊杆脱开和吊杆产生裂纹折断的情况。
　　（3）针对关节轴承防尘挡边的故障情况，一是重新选型，采用不带防尘挡边的关节轴承；二是在橡胶防尘挡边中加金属骨架，合理选用防尘挡边与关节轴承的配合尺寸。
　　（4）针对抗侧滚扭杆出现的故障，制定合理的检修工艺，在不分解抗侧滚扭杆的前提下，客车库检、A1级修、A2级修时，重点加强对抗侧滚扭杆的检查，发现前盖密封裂缝及关节轴承损坏等不良情况时，及时进行处理。
　　参考文献：
　　[1]中华人民共和国铁道部.25K客车段修规程[M].北京:中国铁道出版社，2001.

来源：《铁道车辆》2003年06期

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