DF11 型機(jī)車(chē)延長(zhǎng)中修檢修周期的技術(shù)可行性分析

黃 文 上海鐵路局上海機(jī)務(wù)段

1 前言

國(guó)內(nèi)DF11機(jī)車(chē)中修檢修周期普遍為25～30 萬(wàn)km，大修周期為80±10 萬(wàn)km，二中一大修制。上海局DF11內(nèi)燃機(jī)車(chē)中修檢修周期為≮30 萬(wàn)km。

隨著大量新技術(shù)、新材料、新工藝的廣泛采用，DF11機(jī)車(chē)各項(xiàng)性能指標(biāo)趨于穩(wěn)定，在運(yùn)用可靠性上大幅提高。如何在保證機(jī)車(chē)運(yùn)用安全的前提下，提高機(jī)車(chē)使用率，減少檢修率，節(jié)省維修成本，是機(jī)務(wù)工作者需要考慮的一項(xiàng)重要課題。本文擬對(duì)DF11機(jī)車(chē)中修延長(zhǎng)到45 萬(wàn)km 的技術(shù)可行性進(jìn)行分析。

2 主要互換部件對(duì)延長(zhǎng)中修檢修周期的影響

以下分析主要互換部件故障機(jī)理、故障原因和故障后果對(duì)延長(zhǎng)檢修周期的影響。

2.1 輪對(duì)

輪對(duì)是影響機(jī)車(chē)運(yùn)用安全性的一個(gè)最關(guān)鍵的部件。

2.1.1 踏面剝離、磨耗

目前DF11機(jī)車(chē)已全部改造為整體碾鋼輪。上海機(jī)務(wù)段2010 年底輪對(duì)踏面剝離而落輪僅1 件，表明了目前整體碾鋼輪質(zhì)量能滿足運(yùn)行的需要。統(tǒng)計(jì)分析滬蚌線10 臺(tái)機(jī)車(chē)和滬寧線4 臺(tái)機(jī)車(chē)，平均10 萬(wàn)km 踏面磨耗量為0.56 mm，接近30 萬(wàn)km 時(shí)的最大平均磨耗量在2 mm 之內(nèi)，因此可以認(rèn)為踏面的磨耗不會(huì)影響中修延長(zhǎng)到45 萬(wàn)km。

2.1.2 輪緣磨耗

對(duì)滬蚌線10 臺(tái)機(jī)車(chē)和滬寧線4 臺(tái)機(jī)車(chē)的統(tǒng)計(jì)，一個(gè)中修期的輪緣平均磨耗量為3.375 mm，10 萬(wàn)km 平均磨耗1.39 mm。由于機(jī)車(chē)輪緣磨耗早期較快，隨著公里數(shù)增長(zhǎng)，輪緣磨損明顯放緩，因此延長(zhǎng)中修到45 萬(wàn)km，大部分輪對(duì)的輪緣厚度仍能保證機(jī)車(chē)安全運(yùn)行，需落輪更換的不會(huì)有明顯增長(zhǎng)。

2.1.3 空心軸軸承、六連桿

從上海機(jī)務(wù)段近2 年來(lái)DF11中修機(jī)車(chē)空心軸輪對(duì)檢修來(lái)看，空心軸軸承及六連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尚未發(fā)生過(guò)故障，并且段規(guī)中修也不作分解檢修。據(jù)廠方對(duì)大修的空心軸傳動(dòng)系統(tǒng)全面分解測(cè)量鑒定，確認(rèn)該系統(tǒng)安全可靠度非常高，一個(gè)大修期不會(huì)發(fā)生重大質(zhì)量問(wèn)題，因此延長(zhǎng)中修周期不會(huì)有任何問(wèn)題。

2.2 柴油機(jī)

柴油機(jī)主要零部件的質(zhì)量和壽命是影響中修公里的另一個(gè)主要方面。

2.2.1 活塞連桿

目前DF11機(jī)車(chē)柴油機(jī)裝用小開(kāi)檔精鑄加工活塞，質(zhì)量保證期在60 萬(wàn)km，因此在45 萬(wàn)km 內(nèi)可靠運(yùn)用更應(yīng)沒(méi)有問(wèn)題。上海局內(nèi)擔(dān)當(dāng)?shù)臏?、滬寧線牽引區(qū)間，空氣濕潤(rùn)，風(fēng)砂不大，因此活塞環(huán)槽磨損不嚴(yán)重，經(jīng)對(duì)7 臺(tái)中修機(jī)車(chē)柴油機(jī)活塞的測(cè)量統(tǒng)計(jì)，環(huán)槽磨耗平均為0.014 mm，最大為0.04 mm，氣環(huán)油環(huán)平均磨耗均為0.02 mm，環(huán)與環(huán)槽間隙最大為0.19mm，平均為0.15mm，距段規(guī)規(guī)定的環(huán)與環(huán)槽間隙不得大于0.30mm 的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，尚有較大富余，因此延長(zhǎng)中修周期仍可保持良好密封狀態(tài)。

2.2.2 曲軸

經(jīng)對(duì)10 臺(tái)中1 修和10 臺(tái)中2 修柴油機(jī)曲軸的測(cè)量統(tǒng)計(jì)，中1 修主軸頸最大磨耗0.03 mm，平均磨耗量為0.012 mm，連桿頸最大磨耗0.023 mm，平均為0.01 mm。中2 修主軸頸最大磨耗0.03 mm，平均為0.012 mm，連桿頸最大磨耗0.035mm，平均為0.018 mm。因此只要不發(fā)生碾瓦等非正常磨損，曲軸的磨耗量很小，能保證延長(zhǎng)中修公里后正常使用。

2.2.3 增壓器

增壓器是當(dāng)前影響機(jī)車(chē)安全運(yùn)行的最關(guān)鍵的一個(gè)大部件，近年來(lái)增壓器故障直接造成DF11機(jī)車(chē)機(jī)破運(yùn)緩要占到總數(shù)的30～40%，剔除異物侵入損壞增壓器（占到增壓器故障的25%左右），軸承燒損和葉輪故障是最主要的二大故障，而其中又以軸承燒損最為突出。為了保證延長(zhǎng)中修周期的機(jī)車(chē)運(yùn)用可靠，在20 萬(wàn)km 時(shí)增加一次增壓器互換檢修是必需的。

2.3 輔助

2.3.1 散熱器

從上海機(jī)務(wù)段DF11機(jī)車(chē)全部裝用大連通用熱動(dòng)力公司的脹管式散熱器，至今已有30 多臺(tái)機(jī)車(chē)已走行滿一個(gè)大修期而未發(fā)生任何故障，說(shuō)明散熱器質(zhì)量可靠，因此延長(zhǎng)中修周期不會(huì)有問(wèn)題。

2.3.2 靜壓泵、馬達(dá)

雖然靜壓泵、馬達(dá)新造后質(zhì)量保證期為30 萬(wàn)km，但從中修分解檢查情況看，除極個(gè)別配流盤(pán)磨損超限和缸體孔間復(fù)合銅層剝離等故障外，總體質(zhì)量是好的，延長(zhǎng)中修到45 萬(wàn)km 應(yīng)無(wú)大的問(wèn)題。

2.4 電機(jī)

2.4.1 主發(fā)電機(jī)

目前主發(fā)電機(jī)的慣性故障是繞組引線斷裂。定子引線因是多根并聯(lián)，所以不會(huì)造成直接的影響。但是轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組連線一旦斷裂，便造成無(wú)流無(wú)壓，危害很大。當(dāng)然這是極個(gè)別的，與延長(zhǎng)中修公里數(shù)也基本無(wú)關(guān)（中修時(shí)也往往無(wú)法檢查到）。集電環(huán)碳刷完全可以延長(zhǎng)使用到45 萬(wàn)km。

2.4.2 牽引電機(jī)

ZD106 電機(jī)制造質(zhì)量較好，加上選用碳刷質(zhì)量良好，換向器的磨耗很小，一個(gè)中修期在0.05 mm 左右，因此延長(zhǎng)中修到45 萬(wàn)km，也不會(huì)發(fā)生換向器磨耗超限的問(wèn)題。

目前CE-7 碳刷能滿足一個(gè)中修期正常使用，平均磨耗0.6mm/萬(wàn)km，如果延長(zhǎng)中修到45 萬(wàn)km，中間應(yīng)增加一次更換碳刷。進(jìn)口軸承在中1、中2 修時(shí)基本狀態(tài)良好，延長(zhǎng)公里應(yīng)無(wú)問(wèn)題。

2.4.3 輔助電機(jī)

加強(qiáng)清潔保養(yǎng)，延長(zhǎng)中修公里也應(yīng)不存在問(wèn)題。

2.5 電器

電器，包括整流柜元件、微機(jī)系統(tǒng)等只要在小修中做好維護(hù)，均能滿足延長(zhǎng)中修周期的要求。

2.6 制動(dòng)

2.6.1 單元制動(dòng)器

從中修分解看，各零部件磨損狀況較理想，能滿足中修延長(zhǎng)周期需要。

2.6.2 空壓機(jī)

目前V2.4/9 空壓泵故障率較高，主要集中在小油泵、風(fēng)閥、軸承連接橡膠輪等零部件上，可在小修中增加補(bǔ)強(qiáng)措施而不影響延長(zhǎng)中修周期。

2.7 車(chē)體、轉(zhuǎn)向架

上海機(jī)務(wù)段DF11機(jī)車(chē)使用至今，除曾經(jīng)發(fā)生過(guò)2 件啟動(dòng)電機(jī)座下地板外，車(chē)體、轉(zhuǎn)向架從未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂變形故障，均能滿足延長(zhǎng)中修周期要求。

3 延長(zhǎng)中修檢修周期對(duì)機(jī)車(chē)運(yùn)用可靠性的影響

上海局2010 年DF11機(jī)車(chē)發(fā)生機(jī)破13 件，10 萬(wàn)km 件數(shù)0.051。

從表1 中可看出，屬于“小而廣”故障引發(fā)的機(jī)破3 件，因材質(zhì)造成機(jī)破3 件，其它1 件。從故障發(fā)生時(shí)機(jī)車(chē)中修公里來(lái)統(tǒng)計(jì)：5 萬(wàn)km 以下3 件，至10 萬(wàn)km 以下0 件，至15 萬(wàn)公里以下有2 件，至20 萬(wàn)km 以下有3 件，25 萬(wàn)km 以下3件，可見(jiàn)機(jī)車(chē)走行公里大小與機(jī)破的發(fā)生沒(méi)有絕對(duì)的正比例關(guān)系。

表1 上海局2010 年DF11 機(jī)車(chē)機(jī)破統(tǒng)計(jì)

在13 件機(jī)破中沒(méi)有1 件是因各類(lèi)軸承、軸瓦、齒輪、活塞缸套等部件磨耗過(guò)量造成的，這說(shuō)明DF11機(jī)車(chē)牽引條件和環(huán)境對(duì)主要大部件的磨耗沒(méi)有很明顯的影響，現(xiàn)行的30 萬(wàn)km 指標(biāo)存在富裕過(guò)剩。

要提高機(jī)車(chē)整體質(zhì)量可靠性，最主要是解決零部件的壽命管理問(wèn)題和制造工藝的合理性問(wèn)題。

4 延長(zhǎng)中修周期的技術(shù)補(bǔ)強(qiáng)措施

4.1 充分發(fā)揮車(chē)載裝置的作用

目前，DF11機(jī)車(chē)廣泛使用的機(jī)車(chē)車(chē)載裝置主要有：列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置、機(jī)車(chē)軸承溫度監(jiān)測(cè)裝置、機(jī)車(chē)微機(jī)控制裝置，DF11故障記錄儀和機(jī)車(chē)當(dāng)量記錄儀等。加強(qiáng)對(duì)各裝置數(shù)據(jù)的地面轉(zhuǎn)儲(chǔ)分析，建立并記錄從機(jī)車(chē)新造（大修）開(kāi)始就比較完整的質(zhì)量信息數(shù)據(jù)庫(kù)，隨時(shí)分析跟蹤機(jī)車(chē)基本性能狀態(tài)，掌握運(yùn)用動(dòng)態(tài)的變化，尤其對(duì)柴油機(jī)增壓器等內(nèi)部不可見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)件的質(zhì)量狀態(tài)實(shí)施監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理各種隱患，盡量少做那些不必要的維修工作，以真實(shí)的資料和數(shù)據(jù)做科學(xué)分析，有針對(duì)性地預(yù)防故障，使維修工作做得更有效、更經(jīng)濟(jì)。

4.2 大中修增壓器換新

增壓器是重大慣性故障高發(fā)的部件。不計(jì)異物侵入損壞，增壓器自身故障幾乎都發(fā)生在大中修后機(jī)車(chē)上，這說(shuō)明新造增壓器在第一個(gè)中修期內(nèi)的質(zhì)量是相當(dāng)穩(wěn)定可靠的。在大中修修程中，增壓器雖然進(jìn)行了各類(lèi)軸承的更換和檢修，但更換的軸承等零件質(zhì)量可能不是非常穩(wěn)定可靠，檢測(cè)手段有限，要發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸、輪葉內(nèi)部裂損缺陷等故障非常困難，組裝工藝顯然也達(dá)不到專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠的水平，加之渦輪葉輪長(zhǎng)期在高溫下高速旋轉(zhuǎn)，葉片和拉筋絲易發(fā)生高溫疲勞而斷裂。有必要采取大中修增壓器換新的措施，中修成本每臺(tái)機(jī)車(chē)增加8 萬(wàn)元左右，但對(duì)確保機(jī)車(chē)在延長(zhǎng)中修周期間的可靠運(yùn)用是值得的。

4.3 增加一次滑油換新

隨著機(jī)車(chē)走行公里的不斷延長(zhǎng)，柴油機(jī)滑油也隨之老化，滑油中煙炱成份快速增長(zhǎng)，積聚成長(zhǎng)鏈狀分子，影響柴油機(jī)、增壓器中各類(lèi)磨擦副的正常潤(rùn)滑?？煽紤]在30 萬(wàn)km 時(shí)增加一次更換滑油，保證曲軸和軸瓦等的正常使用創(chuàng)造良好的潤(rùn)滑條件。

4.4 增加一次輪對(duì)頂輪探傷和軸承動(dòng)態(tài)檢測(cè)

機(jī)車(chē)運(yùn)用的安全可靠性是考慮一切問(wèn)題的首要條件，盡管車(chē)軸、輪芯的裂損概率幾乎為零，但輪對(duì)踏面下的制造性缺陷造成的貫通性裂損對(duì)機(jī)車(chē)運(yùn)用安全將造成嚴(yán)重威脅。因此在30 萬(wàn)km 時(shí)增加一次頂輪探傷和軸承動(dòng)態(tài)檢測(cè)，在現(xiàn)有條件下也是較易做到的。

5 結(jié)語(yǔ)

DF11機(jī)車(chē)以走行公里為計(jì)量單位的“二中一大”定期檢修模式，對(duì)于保持機(jī)車(chē)基本性能發(fā)揮了重要作用，但同時(shí)存在“檢修過(guò)?！钡膯?wèn)題。在保證機(jī)車(chē)運(yùn)用安全性和可靠性的前提下，通過(guò)技術(shù)補(bǔ)強(qiáng)措施，減少過(guò)剩維修，避免維修不足，充分利用部件的壽命潛力，上海局DF11機(jī)車(chē)中修檢修周期是完全可以延長(zhǎng)到45 萬(wàn)km，實(shí)行“一中一大”的檢修模式。