CRH2型動(dòng)車組軸端接地裝置的結(jié)構(gòu)及運(yùn)用

林強(qiáng)波

（青島四方川崎車輛技術(shù)有限公司，山東 青島 266061）

0 引言

CRH2型動(dòng)車組的接地是依靠動(dòng)車轉(zhuǎn)向架上齒輪箱接地裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，拖車沒(méi)有設(shè)置專門的接地裝置，由此也帶來(lái)拖車軸箱軸承電蝕的風(fēng)險(xiǎn)，特別是在安裝LKJ傳感器的軸端電蝕更易發(fā)生。電蝕問(wèn)題造成軸承提前分解檢修甚至報(bào)廢的情況，產(chǎn)生了不必要的浪費(fèi)，并存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)。

1 接地裝置結(jié)構(gòu)

接地裝置能為軸承提供簡(jiǎn)單、有效、經(jīng)濟(jì)的保護(hù)，防止工作電流或系統(tǒng)故障電流以及雷電電流通過(guò)軸承造成的軸承損傷。其工作原理是：由接地線將車體上的電流通過(guò)接地裝置直接傳遞至車軸，再通過(guò)車輪與鋼軌形成接地回路，如圖1所示。

圖1 車輛接地系統(tǒng)

目前在地鐵、客車及動(dòng)車組車輛上較為常見(jiàn)的軸端接地裝置結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2-圖4）為：接地體為軸承電流提供導(dǎo)通電路并實(shí)現(xiàn)與軸箱的絕緣；軸箱蓋實(shí)現(xiàn)接地體與軸箱的安裝；摩擦盤與位于接地體上的碳刷配合為軸承電流提供可靠導(dǎo)通電路并實(shí)現(xiàn)低磨耗；軸承壓板實(shí)現(xiàn)軸承定位及摩擦盤安裝。

圖2 一種地鐵用接地裝置

圖3 客車用接地裝置

對(duì)比圖2-圖4可以看出，地鐵和客車接地裝置用軸箱蓋具有金屬迷宮結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軸承密封。CRH1型動(dòng)車組并沒(méi)有在軸箱蓋設(shè)置迷宮結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)軸承密封，而是依靠軸承本身具有的良好密封性能。以上幾種結(jié)構(gòu)碳刷接觸點(diǎn)靠近旋轉(zhuǎn)中心，具有線速度低，磨耗小的優(yōu)點(diǎn)。

CRH3、CRH 5型動(dòng)車組軸端接地裝置與CRH1型接地裝置結(jié)構(gòu)基本相似。由于空心車軸在運(yùn)用中都需按一定周期進(jìn)行探傷，在探傷時(shí)需要拆卸軸端接地裝置，拆卸過(guò)程較為繁瑣，拆裝的零部件多。以CRH1型動(dòng)車組探傷時(shí)軸端拆卸為例，除了拆除帶軸端接地裝置的軸箱蓋（6）外，每次探傷均需要松開(kāi)接觸盤（3）連接到軸承壓蓋（7）上的緊固螺栓（4），拆下接觸盤（圖5），加大了運(yùn)用維護(hù)人員的工作量，并且頻繁拆裝也對(duì)組裝質(zhì)量提出很高要求。

圖4 CRH1動(dòng)車組接地裝置

圖5 CRH1型動(dòng)車組軸端拆卸

2 CRH2型動(dòng)車組軸端接地裝置情況

為了解決拖車接地問(wèn)題，消除電蝕風(fēng)險(xiǎn)，四方股份CRH2型動(dòng)車組選用了一種與前面所提結(jié)構(gòu)不同的接地裝置，并專門選取了一列車進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)考核。該接地裝置安裝于在CRH2036A動(dòng)車組兩個(gè)頭車轉(zhuǎn)向架3、5位軸端，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：特殊設(shè)計(jì)的軸端抱軸式接地裝置與AG43速度傳感器安裝接口完全相同，保持了CRH2型動(dòng)車組空心車軸探傷時(shí)軸端裝置免拆卸的優(yōu)勢(shì)，探傷時(shí)仍只需要打開(kāi)軸端橡膠蓋和軸端防塵堵即可，拆裝的零部件少；另外考慮了軸箱端蓋的互易性和盡量減少轉(zhuǎn)向架的改動(dòng)工作。軸端抱軸式接地裝置整體位于轉(zhuǎn)向架軸端位置，采用抱軸式結(jié)構(gòu)，設(shè)置碳刷支架和摩擦環(huán)，其中碳刷支架安裝于軸箱前蓋上；摩擦環(huán)安裝于車軸軸頭上。

抱軸式接地裝置碳刷接觸點(diǎn)處線速度相對(duì)較大，為此特別考慮了磨耗問(wèn)題，碳刷的磨耗量為（1～2）mm/10萬(wàn)公里，設(shè)計(jì)的碳刷長(zhǎng)度為29mm。該裝置首先在試驗(yàn)室完成了模擬實(shí)驗(yàn)，包括接口尺寸檢查、彈簧力測(cè)量、阻值測(cè)量、功能試驗(yàn)等，然后在CRH2036A動(dòng)車組進(jìn)行了現(xiàn)車試驗(yàn)，以考核接地裝置的機(jī)械和電氣可靠性。現(xiàn)車試驗(yàn)時(shí)制定了嚴(yán)格的試驗(yàn)大綱，對(duì)CRH2036A動(dòng)車組配置的接地系統(tǒng)及其各設(shè)備在試驗(yàn)期間內(nèi)的測(cè)試要求和計(jì)劃做出了規(guī)定，并制定了接地系統(tǒng)各組成設(shè)備的日常檢查維護(hù)和檢修要求的內(nèi)容。

現(xiàn)車運(yùn)用6個(gè)月后在動(dòng)車運(yùn)用所對(duì)該列車試裝的接地裝置進(jìn)行了全面檢查，并拆卸了相關(guān)部件以作測(cè)量，內(nèi)容包括碳刷檢查外觀、接線及安裝狀態(tài)；碳刷支架內(nèi)部結(jié)構(gòu)；將碳刷從支架從取出，對(duì)碳刷的磨耗量及剩余長(zhǎng)度進(jìn)行檢查；為確定接地裝置磨耗下的碳粉對(duì)軸承的影響，打開(kāi)1、8號(hào)車3、5位軸端軸箱前蓋，檢查碳粉在前蓋內(nèi)的情況，并對(duì)接地裝置集流環(huán)磨耗狀態(tài)進(jìn)行檢查。檢查結(jié)果如下：

（1）接地裝置的本體、電刷的外觀及安裝狀態(tài)良好。

（2）碳刷支架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢查發(fā)現(xiàn)，除1車5位Serial-no.0002的接地碳刷被大量探傷油污染外其余均比較干燥，只有少量碳粉和油的混合油污附著。分析原因?yàn)?車5位在探傷時(shí)操作不規(guī)范，沒(méi)有完全排凈探傷耦合油。

（3）將碳刷從支架從取出，對(duì)碳刷的磨耗量及剩余長(zhǎng)度進(jìn)行檢查，無(wú)異常磨耗，1號(hào)車與8號(hào)車雖然磨耗量存在差異，是由于使用的是前期型式試驗(yàn)用過(guò)的碳刷。

（4）磨耗產(chǎn)生的碳粉大多集中于軸箱前蓋內(nèi)，在軸端鎖緊大螺母開(kāi)槽上有少量碳粉附著，軸承密封處未發(fā)現(xiàn)碳粉聚集。接地裝置集流環(huán)基本沒(méi)有磨耗，用指甲刮動(dòng)集流環(huán)的接觸區(qū)與非接觸區(qū)的交界處，有輕微卡滯感。

過(guò)在運(yùn)用6個(gè)月后的運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)的檢查，可以看出該接地裝置狀態(tài)良好。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的探傷油污染問(wèn)題，在裝用前已經(jīng)有過(guò)考慮，為此特意在摩擦環(huán)上設(shè)置了防油凸臺(tái)，這種設(shè)置對(duì)探傷操作時(shí)的探傷油污染摩擦表面能起到防護(hù)作用，但對(duì)于未排除干凈殘存在軸箱蓋內(nèi)的大量探傷油沒(méi)有防護(hù)效果。由于在運(yùn)用中無(wú)法檢查軸承內(nèi)部狀態(tài)，需在檢修時(shí)對(duì)相應(yīng)軸承分解檢查再做出最終評(píng)價(jià)。

CRH2036A動(dòng)車組運(yùn)用達(dá)到一個(gè)三級(jí)檢修周期時(shí)，對(duì)裝有接地裝置端的軸承進(jìn)行了分解檢查，結(jié)果表明軸承磨耗狀態(tài)良好，碳刷磨耗粉末沒(méi)有通過(guò)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)入軸承內(nèi)部。因此對(duì)于磨耗粉末是否會(huì)進(jìn)入軸承內(nèi)部的擔(dān)心可以排除，自密封軸承本身具有良好的密封性能，不需要再設(shè)置另外的密封結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)一個(gè)三級(jí)檢修周期的運(yùn)營(yíng)考核以及對(duì)應(yīng)軸承的分解情況，該試裝驗(yàn)證用接地裝置可滿足CRH2型動(dòng)車組使用要求。建議：（1）使用中，需對(duì)運(yùn)用檢修人員探傷操作提出更嚴(yán)格的要求，特別是強(qiáng)調(diào)探傷時(shí)應(yīng)完全排出探傷耦合油，防止接地不良；（2）制訂定期檢查要求，規(guī)范更換碳刷的操作。