神華號交流機車故障停車原因分析及改進措施

沈紅海

摘? 要：文章對朔黃鐵路神華號交流機車運行中故障停車的原因進行歸納、分析，并有針對性的提出了技術改進措施，大大減少了機車故障對運輸生產(chǎn)的干擾，確保了運輸生產(chǎn)任務的順利完成。

關鍵詞：神華號交流機車;LTE脫網(wǎng);牽引電機;分配閥;故障停車

中圖分類號：U269? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）08-0126-02

Abstract： In this paper， the causes of fault shutdown of Shenhua AC locomotive on Shuohuang Railway are summarized and analyzed， and the technical improvement measures are put forward， which greatly reduces the interference of locomotive fault to transportation production， thus ensuring the smooth completion of the transportation production task.

Keywords： Shenhua AC locomotive; LTE off-grid; traction motor; distribution valve; fault stop

1 概述

隨著朔黃鐵路運量的逐年攀升，2018年計劃運量已經(jīng)達到3億噸，為了確保運輸生產(chǎn)任務的順利完成，朔黃鐵路運輸處自2014年開始利用神華號交流機車進行單牽萬噸重載列車、組合牽引兩萬噸重載列車，在重載列車開行的三年多時間內(nèi)，機車故障區(qū)間停車問題一直較為突出，已經(jīng)嚴重影響了列車運行安全，干擾了正常的運輸秩序，因此，必須采取有效措施減少神華號交流機車慣性故障的發(fā)生。

2 神華號交流機車故障停車情況統(tǒng)計

對朔黃鐵路運輸處神華號交流機車上線運行以來故障停車情況進行統(tǒng)計，共發(fā)生了各類故障停車16件，對停車原因進行歸納、分析，并制定了如下分析表：

3 故障停車原因分析

3.1 LTE通訊中斷

3.1.1 原因分析

對神華號交流機車LTE網(wǎng)通訊情況進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，LTE通訊模塊安裝在GDTE單元中，通過GDTE背板總線與GDTE交換數(shù)據(jù)，然后通過GDTE將LTE數(shù)據(jù)與OCE單元進行數(shù)據(jù)交換，在LTE通訊數(shù)據(jù)傳輸過程中，需要進行兩次數(shù)據(jù)轉換，大大增加了數(shù)據(jù)的校驗次數(shù)和數(shù)據(jù)包誤碼概率，同時也增加了數(shù)據(jù)通信延時性，并且數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性還受制于GDTE性能的穩(wěn)定，最終導致LTE通訊不穩(wěn)定，很容易造成通訊中斷。

3.1.2 解決措施

針對LTE通訊數(shù)據(jù)傳遞中間環(huán)節(jié)多，容易造成通訊中斷的問題，在保持硬件設備不變的前提下，對神華號交流機車無線傳輸系統(tǒng)各控制單元的連接和安裝進行調(diào)整和優(yōu)化，精簡LTE數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，從根本上提高LTE通信的可靠性，降低通訊延時。

將LTE通信板卡從GDTE單元中剝離出來，獨立進行機箱安裝，獨立供電工作;采用與800M電臺相同的RS422方式與同步控制單元OCE直接進行數(shù)據(jù)交換;原來無線傳輸系統(tǒng)中的OCE單元與GDTE單元的MVB通信仍然保留，兩節(jié)車之間的LTE數(shù)據(jù)傳輸與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)同步。改進后的LTE通訊數(shù)據(jù)傳遞關系圖如圖1。

3.1.3 實施效果

改進后的LTE數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)通過RS422通信方式使LTE通訊板與OCE單元直接進行數(shù)據(jù)交換，大大提高了通訊效率。對朔黃鐵路運輸處的5臺神華號交流機車的無線傳輸系統(tǒng)進行了升級改造，運行半年多，再未發(fā)生LTE脫網(wǎng)故障，改進效果顯著。

3.2 牽引電機三項不平衡

3.2.1 原因分析

神華號交流機車采用的牽引電機型號為JD160A，額定功率為1200kW，發(fā)生的5件因主斷不閉合而停車故障，查詢故障信息均為牽引電機被隔離，機車入庫后，對隔離牽引電機進行測量發(fā)現(xiàn)，均為三相不平衡故障。對故障牽引電機下車進行解體檢查發(fā)現(xiàn)，問題主要集中在電機定子的并頭端，其引出線拐彎處出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，且斷口平整，無明顯塑變痕跡。

通過分析，造成電機定子引出線頭發(fā)生斷裂，主要有以下幾個方面原因：

（1）焊接次數(shù)不符合技術標準，連續(xù)焊接兩次和不連續(xù)焊接三次時的導線均出現(xiàn)異常斷裂，并且遠端的電磁線晶粒組織也明顯較其他焊接工況下的粗大。

（2）引出線冷作硬化工藝不規(guī)范，反復、過度對導線進行彎曲，會使延伸率和抗拉強度明顯下降，嚴重影響了導線的機械性能。

（3）引出線材質(zhì)不良，對引出線斷口檢查發(fā)現(xiàn)，在引出線內(nèi)部有少量氣孔、雜質(zhì)，長時間使用可能會使材料產(chǎn)生疲勞，降低材料的塑性，對導線的機械性能也有一定的影響。

（4）輪對失圓嚴重，運行中走行部震動過大，導致電機引出線焊接部分發(fā)生疲勞斷裂。

3.2.2 解決措施

針對牽引電機定子引出線發(fā)生斷裂導致的三相不平衡問題，從工藝、材料、技術管理方面采取了改進措施：

（1）規(guī)范補焊工藝，需要補焊時，必須待焊點完全冷卻后進行，且焊接的總次數(shù)不得超過兩次。

（2）規(guī)范定子并頭時對線圈引線的彎折，主要包括彎折次數(shù)、彎折形狀、彎折角度等，防止冷作硬化引起的導線機械性能下降。

（3）加強引出線的質(zhì)量控制，在結構上進行微觀金相觀察，要求晶體組織均勻，無氣孔、夾雜等缺陷;在性能上要求引出線的電阻率、抗拉強度、延伸率等符合技術標準。

（4）加強機車輪對技術管理，神華號交流機車輪對鏇修里程不得超過9萬公里，當JK430走行部發(fā)生踏面報警時，及時對輪對狀態(tài)進行檢查，必要時安排鏇修。

3.2.3 實施效果

在機車J3修程中，對神華號7137、7138機車的牽引電機全部下車，按照上述措施進行了技術改進，運行半年多，再未發(fā)生電機三相不平衡故障，改進措施效果顯著。

3.3 分配閥漏風

3.3.1 原因分析

神華號交流機車采用109-H型分配閥，其由主閥部和均衡部組成，主閥部采用的是滑閥結構，這種結構采用的是金屬密封，對加工的精度、空氣清潔度要求特別高，并且潤滑脂流失快。對上述的4個漏風分配閥進行解體檢查、試驗，發(fā)現(xiàn)均為主閥部滑閥結構不密封而導致分配閥漏風。

3.3.2 解決措施

神華號交流機車采用DK-2型制動機，正常電空位時，緊急增壓由緊急旁路執(zhí)行，因此可以取消分配閥的增壓功能;在重載列車操縱中，機車制動系統(tǒng)中分配閥局減功能無實際意義，因此可以取消局減功能;這樣就可以采用技術比較成熟的三通閥、作用閥替代109-H型分配閥，即三通閥替代分配閥的主閥部、作用閥替代分配閥的均衡部，制動機工作原理不變。

（1）改進的三通閥

三通閥相當于機車分配閥的主閥部，是在109-H型分配閥基礎上，將主閥部由滑閥式結構改成密封可靠性更好的柱塞式結構，主要由閥體、閥蓋、主活塞、主控套、滑動套、主活塞桿、穩(wěn)定彈簧、穩(wěn)定擋圈及各類密封圈等構成。

主活塞桿上套有滑動套，滑動套可壓縮穩(wěn)定簧相對于主控活塞移動，模擬節(jié)制閥動作。主控活塞可帶動滑動套上下移動，模擬滑閥與滑閥座相對移動的相關通路。

（2）改進的作用閥

作用閥相當于分配閥的均衡部，安裝面有預控口、總風輸入口和輸出口三條通路，當預控口壓力變化時，輸出口壓力跟隨變化。

3.4 實施效果

對2017年新購的三臺神華號7178、7182、7183機車的分配閥進行了技術改造，由三通閥、作用閥代替了分配閥，運行了7個多月，該三臺機車未發(fā)生分配閥漏風故障，改進措施效果顯著。

4 結束語

自神華號交流機車在朔黃鐵路運輸處投入運營以來，發(fā)生的LTE通訊中斷、牽引電機三相不平衡以及分配閥漏風等慣性故障，曾經(jīng)嚴重的干擾了朔黃鐵路的正常運輸秩序，經(jīng)過各級技術人員的不懈努力，上述慣性故障得到有效解決，為重載列車運行安全提供了質(zhì)量保證，為朔黃鐵路運輸處在朔黃鐵路贏得了良好的質(zhì)量信譽。

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