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摘 要：本文针对出口坦赞SDD20型内燃机车抱轴瓦大规模碾瓦情况，分析了所有可能造成抱轴瓦过热碾瓦的原因，并制定了相应的解决措施，经过几个月的实际运用，抱轴瓦故障率大大降低。
关键词：内燃机车；抱轴瓦；过热碾瓦；原因分析；处理
1 问题的提出
SDD20机车是南车戚墅堰机车有限公司专门为坦桑尼亚-赞比亚铁路设计的干线客、货两用内燃机车。随着SDD20机车在坦赞铁路局运用，担任坦赞铁路局的干线客、货牵引任务，在交路长、载荷重的情况下机车抱轴瓦过热碾瓦故障频发。
由于坦赞铁路运行条件十分恶劣，SDD20型机车抱轴瓦在承受牵引电机纵向载荷的同时，还要承受来自机车通过钢轨接头、道岔等的垂向冲击，受力大且复杂。一旦抱轴瓦过热，将会造成碾瓦、烧损、烧轴、机械锁轴等行车事故。
2 SDD20型机车抱轴瓦结构组成
SDD20型机车牵引电动机采用轴悬式结构，电动机的一端通过滑动抱轴瓦直接支撑在动轴上， 另一端通过吊杆装置悬吊在转向架构架的横梁或后端梁的电机吊座上。两付抱轴瓦即起到支撑牵引电机重量的作用，又与车轴产生相对运动将车轴的滚动变成牵引电机的直线运动。
抱轴瓦由开窗和未开窗口抱轴瓦（内瓦和外瓦）两块组成，抱轴瓦必须成对加工，成对安装，非同一副瓦的开窗和未开窗口抱轴瓦不得混装。
3 抱轴瓦结构的润滑原理
两个抱轴瓦盖上分别固定有一个集油盒， 用弹簧将集油器（毛线）从下轴瓦长方口中压向轴颈， 使其接触， 集油器会吸上润滑油刷到车轴与抱轴瓦之间以进行润滑，润滑结构示图见图1。
在润滑油刷到车轴与抱轴瓦之间后，润滑油会沿着车轴向两边窜动，为了保证润滑效果，在每付抱轴瓦两边分别装有一个密封圈，以使吸附上来的润滑油全部用来润滑抱轴瓦。在抱轴瓦上密封圈槽内开有回油孔，使过量的润滑油回到集油盒内。
4 原因分析
抱轴瓦发热受多种因素的综合影响，有配合间隙不当问题，也有组装不当、集油器不良、弹簧不良、缺油等问题，这些因素最终都会造成抱轴瓦发热。
通过对比检查几台碾瓦机车发热的抱轴瓦位置，发现抱轴瓦发热发生在导向轴（即1、3、4、6轴）的机率更大，情况也相对更严重，并且过热碾瓦现象全部发生在齿端，非齿端抱轴瓦情况良好。
具体检查抱轴瓦情况，发现抱轴瓦碾瓦主要有两种形式，第一种是顶端有烧损痕迹，底端有拉伤的痕迹，可以判断最初发生碾瓦的部位在两块瓦上部结合面开始，并向下发生碾压，产生金属堆积层。第二种主要表现为偏磨十分严重，前瓦（有毛毡窗瓦）烧损及拉伤痕迹非常明显，但是背瓦完全没有受到任何损伤。
根据以上情况分析认为抱轴瓦过热碾瓦原因主要有以下几个。
4.1抱轴瓦与车轴装配不合理
抱轴瓦装配不合理是造成抱轴瓦过热的最主要原因之一。主要因素有：（1）抱轴瓦上、下瓦的轴向移动量不一致或轴向移动量过小。（2）抱轴瓦背与抱轴瓦盖、瓦座接触间隙大， 在机车进行牵引和制动时， 容易对抱轴瓦形成冲击， 造成局部受力过大， 产生碾片。（3）抱轴瓦与车轴间隙过小，造成两者本身之间的相对运动阻力增大，并且由于间隙过小使得润滑油膜难以建立，造成润滑不良，发生过热情况导致碾瓦。
4.2抱轴瓦盖固定螺栓紧应力不符合要求
（1）抱轴瓦盖固定螺栓紧应力不平衡。抱轴瓦在电机上磨合时，由于负荷小， 很难发现有过热现象； 一旦机车上线投入运用， 在线路上做蛇行运动时， 容易使抱轴瓦产生抗劲， 造成抱轴瓦局部挤压、磨损， 产生碾片，导致过热。
（2）抱轴瓦盖固定螺栓紧应力太紧。使抱轴瓦与车轴贴合太紧，润滑油膜难以建立，造成润滑不良过热碾瓦。
4.3齿轮箱过热
由于坦赞铁路路况差，且一路长大坡道、桥梁及S型、W型弯道特别多，造成牵引电机齿轮与车轴大齿轮之间冲剂较大，齿轮箱部位产生非常高的热量，热量经过车轴传递到齿端抱轴瓦部分，造成过热并且在高温状态下润滑油稀释，润滑油膜难以建立，导致碾瓦故障发生，全部抱轴瓦过温故障都是在齿端发生也印证这一点。
4.4毛线吸油能力差
根据观察发现，SDD20机车毛线吸附能力不强且非常容易干，在从集油盒中取出后几小时就会干硬，这对润滑情况非常不利。
5 解决措施
5.1刮瓦
对机车各抱轴瓦间隙使用塞尺测量间隙，对间隙相对较小的轴位的抱轴瓦进行刮瓦处理，刮瓦完成后组装恢复，再次使用塞尺测量，严格保证轴瓦间隙在0.5-1mm之间。
5.2抱轴瓦盖固定螺栓紧固
将所有的抱轴瓦盖固定螺栓按钮扭矩要求重新紧固，使用扭力扳手，扭力调节到650N*M，到达扭矩后即停止紧固。
5.3更换齿轮箱机油
重型润滑油具有粘度大、吸热能力强、缓解冲击力等作用，使机车在恶劣条件下运行时齿轮箱产生较少的热量，这样就不会传递到齿端抱轴瓦处造成过热甚至碾瓦。
5.4重新处理毛线
对所有的抱轴瓦毛线重新进行加热和浸油处理。将一桶抱轴油加热到150°C，把毛线浸泡其中持续48小时，这样处理后的毛线柔软、吸附能力强。
5.5加强检查
对机车司机配备点温计，到达整备车站时要求乘务人员迅速用点温计检查并记录各轴位左、右两侧抱轴油盒、抱轴瓦大端暴露在外侧处的温度，有任何异常情况及时处理。
6 故障发生后处理
当抱轴瓦过热故障发生之后，修复安装抱轴瓦过程中需要按照以下步骤，并严格遵照注意事项进行。
（1）拆下后检查抱轴瓦的状态，视情况决定是否需要更换。根据经验，如果抱轴瓦内表面没有被烧黑，只是表面涂层被碾压，使用手指来回抚摸，如果感觉没有很深的凹凸不平就不需要更换抱轴瓦，可以使用细砂纸混合润滑油进行打磨，打磨到光滑发亮为止；
（2）将车轴与轴瓦配合处油污等用清洗剂清洗后，用干净的棉布擦净，检查车轴状态，确认车轴是否有拉伤或烧损。轻微拉伤用150-250目砂纸消除，直至光滑。确认车轴状态良好后以此车轴恢复，车轴存在严重损伤后视具体情况另行确定；
（3）检查抱轴瓦轴向和径向间隙：
组装后抱轴瓦与轮对的径向间隙：
新抱轴瓦最小间隙 0.014"（0.36mm）
抱轴瓦磨损后的最大间隙 0.060"（1.52mm）
组装后抱轴瓦与轮对的轴向间隙：
新抱轴瓦 0.050"（1.27mm）
抱轴瓦磨损后 0.313"（7.95mm）
单块抱轴瓦允许的最大磨损量 0.125"（3.18mm）
安装抱轴瓦前确认牵引电机安装处清洁，抱轴瓦使用清洁剂清洗干净，无沙尘、异物；
安装抱轴瓦（未开窗口），确保抱轴瓦内侧端面与牵引电机贴紧；
抱轴瓦必须成对安装，非同一副瓦的开窗和未开窗口抱轴瓦不得混装；
（4）严格按照扭力要求拧紧抱轴瓦螺栓，使用扭力扳手，扭力调到650N*M。
7 结束语
本文在机车实地试验的基础上分析了所有可能的过热原因，提出了几个应对措施，并根据经验对抱轴瓦修复过程提供了严谨的操作步骤及注意事项。经几个月的机车实际运用试验证，无一碾瓦情况发生，证明使用本文提到的几项措施来预防与处理抱轴瓦过热问题是可行的，不仅达到了预期的目的，而且使抱轴瓦结构非常稳定，为保证机车走行部安全提供了更为可靠的保障。
参考文献
[1] 刘达德， 朱志英. 内燃机车结构和原理[M]. 北京： 中国铁道出版社， 1986.
[2] 朱志英， 赵观武. 内燃机车检修[M]. 北京： 中国铁道出版社， 2002.
[3] 王补宣. 动力工程师手册[M ]. 北京： 机械工业出版社， 1999.
关键词：内燃机车；抱轴瓦；过热碾瓦；原因分析；处理
1 问题的提出
SDD20机车是南车戚墅堰机车有限公司专门为坦桑尼亚-赞比亚铁路设计的干线客、货两用内燃机车。随着SDD20机车在坦赞铁路局运用，担任坦赞铁路局的干线客、货牵引任务，在交路长、载荷重的情况下机车抱轴瓦过热碾瓦故障频发。
由于坦赞铁路运行条件十分恶劣，SDD20型机车抱轴瓦在承受牵引电机纵向载荷的同时，还要承受来自机车通过钢轨接头、道岔等的垂向冲击，受力大且复杂。一旦抱轴瓦过热，将会造成碾瓦、烧损、烧轴、机械锁轴等行车事故。
2 SDD20型机车抱轴瓦结构组成
SDD20型机车牵引电动机采用轴悬式结构，电动机的一端通过滑动抱轴瓦直接支撑在动轴上， 另一端通过吊杆装置悬吊在转向架构架的横梁或后端梁的电机吊座上。两付抱轴瓦即起到支撑牵引电机重量的作用，又与车轴产生相对运动将车轴的滚动变成牵引电机的直线运动。
抱轴瓦由开窗和未开窗口抱轴瓦（内瓦和外瓦）两块组成，抱轴瓦必须成对加工，成对安装，非同一副瓦的开窗和未开窗口抱轴瓦不得混装。
3 抱轴瓦结构的润滑原理
两个抱轴瓦盖上分别固定有一个集油盒， 用弹簧将集油器（毛线）从下轴瓦长方口中压向轴颈， 使其接触， 集油器会吸上润滑油刷到车轴与抱轴瓦之间以进行润滑，润滑结构示图见图1。
在润滑油刷到车轴与抱轴瓦之间后，润滑油会沿着车轴向两边窜动，为了保证润滑效果，在每付抱轴瓦两边分别装有一个密封圈，以使吸附上来的润滑油全部用来润滑抱轴瓦。在抱轴瓦上密封圈槽内开有回油孔，使过量的润滑油回到集油盒内。
4 原因分析
抱轴瓦发热受多种因素的综合影响，有配合间隙不当问题，也有组装不当、集油器不良、弹簧不良、缺油等问题，这些因素最终都会造成抱轴瓦发热。
通过对比检查几台碾瓦机车发热的抱轴瓦位置，发现抱轴瓦发热发生在导向轴（即1、3、4、6轴）的机率更大，情况也相对更严重，并且过热碾瓦现象全部发生在齿端，非齿端抱轴瓦情况良好。
具体检查抱轴瓦情况，发现抱轴瓦碾瓦主要有两种形式，第一种是顶端有烧损痕迹，底端有拉伤的痕迹，可以判断最初发生碾瓦的部位在两块瓦上部结合面开始，并向下发生碾压，产生金属堆积层。第二种主要表现为偏磨十分严重，前瓦（有毛毡窗瓦）烧损及拉伤痕迹非常明显，但是背瓦完全没有受到任何损伤。
根据以上情况分析认为抱轴瓦过热碾瓦原因主要有以下几个。
4.1抱轴瓦与车轴装配不合理
抱轴瓦装配不合理是造成抱轴瓦过热的最主要原因之一。主要因素有：（1）抱轴瓦上、下瓦的轴向移动量不一致或轴向移动量过小。（2）抱轴瓦背与抱轴瓦盖、瓦座接触间隙大， 在机车进行牵引和制动时， 容易对抱轴瓦形成冲击， 造成局部受力过大， 产生碾片。（3）抱轴瓦与车轴间隙过小，造成两者本身之间的相对运动阻力增大，并且由于间隙过小使得润滑油膜难以建立，造成润滑不良，发生过热情况导致碾瓦。
4.2抱轴瓦盖固定螺栓紧应力不符合要求
（1）抱轴瓦盖固定螺栓紧应力不平衡。抱轴瓦在电机上磨合时，由于负荷小， 很难发现有过热现象； 一旦机车上线投入运用， 在线路上做蛇行运动时， 容易使抱轴瓦产生抗劲， 造成抱轴瓦局部挤压、磨损， 产生碾片，导致过热。
（2）抱轴瓦盖固定螺栓紧应力太紧。使抱轴瓦与车轴贴合太紧，润滑油膜难以建立，造成润滑不良过热碾瓦。
4.3齿轮箱过热
由于坦赞铁路路况差，且一路长大坡道、桥梁及S型、W型弯道特别多，造成牵引电机齿轮与车轴大齿轮之间冲剂较大，齿轮箱部位产生非常高的热量，热量经过车轴传递到齿端抱轴瓦部分，造成过热并且在高温状态下润滑油稀释，润滑油膜难以建立，导致碾瓦故障发生，全部抱轴瓦过温故障都是在齿端发生也印证这一点。
4.4毛线吸油能力差
根据观察发现，SDD20机车毛线吸附能力不强且非常容易干，在从集油盒中取出后几小时就会干硬，这对润滑情况非常不利。
5 解决措施
5.1刮瓦
对机车各抱轴瓦间隙使用塞尺测量间隙，对间隙相对较小的轴位的抱轴瓦进行刮瓦处理，刮瓦完成后组装恢复，再次使用塞尺测量，严格保证轴瓦间隙在0.5-1mm之间。
5.2抱轴瓦盖固定螺栓紧固
将所有的抱轴瓦盖固定螺栓按钮扭矩要求重新紧固，使用扭力扳手，扭力调节到650N*M，到达扭矩后即停止紧固。
5.3更换齿轮箱机油
重型润滑油具有粘度大、吸热能力强、缓解冲击力等作用，使机车在恶劣条件下运行时齿轮箱产生较少的热量，这样就不会传递到齿端抱轴瓦处造成过热甚至碾瓦。
5.4重新处理毛线
对所有的抱轴瓦毛线重新进行加热和浸油处理。将一桶抱轴油加热到150°C，把毛线浸泡其中持续48小时，这样处理后的毛线柔软、吸附能力强。
5.5加强检查
对机车司机配备点温计，到达整备车站时要求乘务人员迅速用点温计检查并记录各轴位左、右两侧抱轴油盒、抱轴瓦大端暴露在外侧处的温度，有任何异常情况及时处理。
6 故障发生后处理
当抱轴瓦过热故障发生之后，修复安装抱轴瓦过程中需要按照以下步骤，并严格遵照注意事项进行。
（1）拆下后检查抱轴瓦的状态，视情况决定是否需要更换。根据经验，如果抱轴瓦内表面没有被烧黑，只是表面涂层被碾压，使用手指来回抚摸，如果感觉没有很深的凹凸不平就不需要更换抱轴瓦，可以使用细砂纸混合润滑油进行打磨，打磨到光滑发亮为止；
（2）将车轴与轴瓦配合处油污等用清洗剂清洗后，用干净的棉布擦净，检查车轴状态，确认车轴是否有拉伤或烧损。轻微拉伤用150-250目砂纸消除，直至光滑。确认车轴状态良好后以此车轴恢复，车轴存在严重损伤后视具体情况另行确定；
（3）检查抱轴瓦轴向和径向间隙：
组装后抱轴瓦与轮对的径向间隙：
新抱轴瓦最小间隙 0.014"（0.36mm）
抱轴瓦磨损后的最大间隙 0.060"（1.52mm）
组装后抱轴瓦与轮对的轴向间隙：
新抱轴瓦 0.050"（1.27mm）
抱轴瓦磨损后 0.313"（7.95mm）
单块抱轴瓦允许的最大磨损量 0.125"（3.18mm）
安装抱轴瓦前确认牵引电机安装处清洁，抱轴瓦使用清洁剂清洗干净，无沙尘、异物；
安装抱轴瓦（未开窗口），确保抱轴瓦内侧端面与牵引电机贴紧；
抱轴瓦必须成对安装，非同一副瓦的开窗和未开窗口抱轴瓦不得混装；
（4）严格按照扭力要求拧紧抱轴瓦螺栓，使用扭力扳手，扭力调到650N*M。
7 结束语
本文在机车实地试验的基础上分析了所有可能的过热原因，提出了几个应对措施，并根据经验对抱轴瓦修复过程提供了严谨的操作步骤及注意事项。经几个月的机车实际运用试验证，无一碾瓦情况发生，证明使用本文提到的几项措施来预防与处理抱轴瓦过热问题是可行的，不仅达到了预期的目的，而且使抱轴瓦结构非常稳定，为保证机车走行部安全提供了更为可靠的保障。
参考文献
[1] 刘达德， 朱志英. 内燃机车结构和原理[M]. 北京： 中国铁道出版社， 1986.
[2] 朱志英， 赵观武. 内燃机车检修[M]. 北京： 中国铁道出版社， 2002.
[3] 王补宣. 动力工程师手册[M ]. 北京： 机械工业出版社， 1999.