關(guān)于電力機(jī)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問題的分析

尹巧靈 李江濤

(鄭州工業(yè)安全職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451192)

電力機(jī)車的轉(zhuǎn)向架是機(jī)車車輛走行部的零部件和裝置組裝而成的獨(dú)立部件，起支承車體、轉(zhuǎn)向和制動(dòng)的作用。經(jīng)實(shí)地調(diào)查在機(jī)車運(yùn)行故障中有關(guān)轉(zhuǎn)向架故障占很大比例，下表是在參觀學(xué)習(xí)期間摘錄的HXD1C機(jī)車在段使用維修中有關(guān)轉(zhuǎn)向架的故障情況處理等數(shù)據(jù)。

轉(zhuǎn)向架在段故障處理信息摘錄

由上表數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn):關(guān)于轉(zhuǎn)向架運(yùn)行的故障問題，主要集中在轉(zhuǎn)向架的齒輪箱、牽引電機(jī)等驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面。結(jié)合在段的實(shí)際學(xué)習(xí)，總結(jié)出關(guān)于轉(zhuǎn)向架的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)電機(jī)軸抱死—電機(jī)軸承損壞，導(dǎo)致電機(jī)輸出軸無法轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)“機(jī)破”事故。

(2)電機(jī)異音—電機(jī)樞軸軸承或電機(jī)樞軸支架故障，導(dǎo)致電機(jī)樞軸徑向間隙不均。

(3)齒輪嚙合不良—齒輪嚙合間隙發(fā)生變動(dòng)，導(dǎo)致大小齒輪嚙合不良。

(4)齒輪箱漏油—齒輪箱合口漏油;齒輪箱體滲油;齒輪箱油口處漏油。

分析以上驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問題的最初原因都和電機(jī)樞軸軸承磨耗、損壞，電機(jī)樞軸支架故障有關(guān)。

1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問題在段檢查手段

①齒輪箱漏油和油質(zhì)檢測:漏油檢測主要通過目測、棉布擦拭來判斷，通過觀察齒輪箱體外側(cè)和齒輪箱上下箱體合口面及箱體與抱軸軸承外圈合口面，觀測齒輪箱漏油情況

②驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)故障檢測:機(jī)車出段前，都要經(jīng)過“頂輪試驗(yàn)”，判斷機(jī)車各位的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提前排除故障。它的原理是通過液壓千斤頂支撐于兩側(cè)軸箱，將輪對頂離鋼軌，將傳感器分別貼在電機(jī)、齒輪箱、兩側(cè)軸箱，連接數(shù)據(jù)采集器和電腦，控制機(jī)車開啟相應(yīng)位的輪對電機(jī)，并依據(jù)試驗(yàn)規(guī)程劃分幾個(gè)速度段，讓輪對空轉(zhuǎn)。通過傳感器和采集軟件獲得相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行后續(xù)分析，其原理如圖1所示。

圖1 “頂輪試驗(yàn)”原理圖

通過“頂輪試驗(yàn)”，機(jī)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)出轟鳴聲，段內(nèi)師傅憑經(jīng)驗(yàn)就能大體判斷電機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)、大小齒輪嚙合是否良好，并給出后續(xù)的處理意見。

2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問題主要現(xiàn)象及原因分析

2.1 齒輪箱漏油

齒輪箱漏油，主要指合口處漏油、箱體滲油、齒輪箱油口處漏油。

①合口處漏油。合口處漏油主要有以下兩個(gè)原因造成:

1 )齒輪箱尺寸偏差較大。由于制造工藝等原因造成上下兩箱體結(jié)合面不在同一平面內(nèi);齒輪箱合口領(lǐng)圈同抱軸承外圈不同心，制造尺寸偏差較大。造成上下箱體合口面及箱體/抱軸承外圈合口處產(chǎn)生間隙而漏油。

2 )現(xiàn)場安裝操作問題。安裝過程中箱體合口面清理不徹底，細(xì)小砂粒、毛刺、鋁屑等雜志直接影響箱體密封效果，現(xiàn)場臟亂差的環(huán)境也影響安裝質(zhì)量;不按照工藝要求安裝。比如厭氧膠涂抹后超過15分鐘后安裝，齒輪箱箱體合箱后螺栓未按順序緊固，造成螺栓受力不均。

②箱體滲油。箱體滲油主要指隨著箱體振動(dòng)和承壓后逐漸顯露出來的鑄造缺陷，主要包括砂眼、裂紋，沙眼隨著振動(dòng)逐漸演變?yōu)榧?xì)小裂紋。在負(fù)壓的作用下，齒輪油沿著裂紋滲漏出來。

③齒輪箱油口處漏油。齒輪箱油口處漏油，表現(xiàn)為注油堵、放油堵、回油孔處滲油。主要是由于密封墊發(fā)生變形、損壞，進(jìn)而導(dǎo)致油堵松動(dòng)而漏油。

2.2 齒輪箱油黑/臟

齒輪箱潤滑油在正常運(yùn)行下，通常在15，000～30，000公里之間進(jìn)行換油，實(shí)際情況中，很多齒輪箱換油里程數(shù)都小于規(guī)定里程。主要原因是齒輪箱在運(yùn)行中隨著振動(dòng)和在潤滑油的腐蝕下，箱體內(nèi)表面金屬層脫落融在潤滑油中，導(dǎo)致油內(nèi)雜質(zhì)多，表現(xiàn)為黑/臟。

2.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)異音

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)異音原因主要集中在下列方面:電機(jī)本身問題，電機(jī)樞軸軸承磨耗、損壞，電機(jī)樞軸軸承支架問題，大小齒輪嚙合間隙大，小齒輪下垂，齒輪嚙合齒面受力不均等。各種原因?qū)е碌拇笮↓X輪嚙合不良。

眾多原因分析，段內(nèi)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問題的機(jī)車大部分集中于某一批生產(chǎn)的齒輪箱上，這也從實(shí)際充分說明了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問題是一個(gè)復(fù)雜的多部件耦合問題。

同時(shí)當(dāng)機(jī)車通過曲線時(shí)，電機(jī)的擺動(dòng)，導(dǎo)致大小齒輪軸線不平行，導(dǎo)致嚙合應(yīng)力不均衡，造成小齒輪沿齒面線磨耗不均，嚙合應(yīng)力又反過來作用于電機(jī)樞軸軸承和軸承支架，造成軸承磨耗異常、軸承支架損壞。久之，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)異音現(xiàn)象。

3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)問題的常規(guī)解決手段

3.1 齒輪箱漏油

①合口處漏油:齒輪箱合口處漏油分為輕微滲油、滲油較嚴(yán)重、嚴(yán)重漏油三個(gè)級(jí)別，對于不同情況處理方式也不同。

1 )輕微滲油。將滲油處清理干凈，觀察一兩趟，確認(rèn)滲油嚴(yán)重性。

2 )滲油較嚴(yán)重。在不拆卸齒輪箱的情況下，用專用清潔劑徹底清理齒輪箱合口縫處，對滲油合口縫處補(bǔ)膠處理。

3 )嚴(yán)重漏油。嚴(yán)重漏油就必須拆裝齒輪箱，其處理流程如下:拆卸下箱蓋—＞清理貼合面(上箱/下箱，下箱/抱軸箱)—＞打膠處理—＞安裝下箱蓋。

②箱體滲油:輕微滲油時(shí)，清理干凈滲油處后，用金屬粘結(jié)劑修補(bǔ)，滲油嚴(yán)重時(shí)，必須更換齒輪箱。

③齒輪箱油口處滲油:依據(jù)不同情況，常用的措施有加螺紋膠緊固油堵、更換密封墊、更換油堵。

3.2 齒輪箱油黑/臟

通常更換齒輪箱潤滑油，若發(fā)現(xiàn)齒輪箱內(nèi)箱體脫落嚴(yán)重，需更換齒輪箱處理。

3.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)異音

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)異音是一個(gè)多部件運(yùn)動(dòng)過程耦合的復(fù)雜問題，由于小齒輪采用齒輪軸形式，與電機(jī)樞軸采用內(nèi)錐式的過盈配合，相對來講小齒輪和電機(jī)是一個(gè)整體。因此無論小齒輪擦傷，還是電機(jī)本身樞軸軸承損壞、樞軸徑向間隙不均等問題，在段內(nèi)維修統(tǒng)一按照更換電機(jī)來處理。

4 改善措施及手段

針對段內(nèi)機(jī)車實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的故障，結(jié)合企業(yè)實(shí)際，提出以下改善措施:

1 )加強(qiáng)外購/外協(xié)件的質(zhì)量檢測，確保采購質(zhì)量。

2 )齒輪箱裝配嚴(yán)格參照裝配工藝流程，杜絕由裝配過程導(dǎo)致的漏油事故。

3 )考慮到電機(jī)樞軸軸承的重要性，改善軸承的運(yùn)行環(huán)境，可在小齒輪和電機(jī)之間加裝潤滑油過濾裝置。

5 總結(jié)

初步分析了機(jī)車實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的有關(guān)轉(zhuǎn)向架驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面問題，結(jié)合在段的學(xué)習(xí)和機(jī)車公司實(shí)際狀況，給出了針對性的改善措施和手段。為以后自己的工作增加了更多實(shí)踐知識(shí)的積累。

［1］柳宇剛.牽引傳動(dòng)裝置［M］.北京:中國鐵道出版社，1985.

［2］卡爾·薩克斯.電傳動(dòng)機(jī)車轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)與原理［M］.北京:中國鐵道出版社，1988.