鐵路牽引電動(dòng)機(jī)及其車軸支承軸承

林質(zhì)斌

摘? 要：未來10年到20年，我國鐵路牽引動(dòng)力運(yùn)載工具要發(fā)生巨大的變化，牽引電動(dòng)機(jī)是電力機(jī)車和電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車主傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要設(shè)備，因此保障牽引電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行是非常重要的。

關(guān)鍵詞：鐵路;牽引電動(dòng)機(jī);軸承

引言：

隨著鐵路工業(yè)的加快進(jìn)展，機(jī)車的牽引電動(dòng)機(jī)的負(fù)載量在逐漸地增加，所以提高牽引電動(dòng)機(jī)的軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，降低軸承故障率是保障鐵路運(yùn)輸安全的重要路徑之一。因此，本文首先簡單介紹了牽引電動(dòng)機(jī)及其常見的幾種類型，接著介紹了牽引電動(dòng)機(jī)軸承故障發(fā)生的原因以及常見的預(yù)防措施。

一、牽引電動(dòng)機(jī)介紹

牽引電動(dòng)機(jī)是電力機(jī)車和電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車主傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要設(shè)備，是電傳動(dòng)機(jī)車、車輛的主要部件之一。其有多種類型，如直流牽引電動(dòng)機(jī)、交流異步牽引電動(dòng)機(jī)和交流同步牽引電動(dòng)機(jī)等。直流牽引電動(dòng)機(jī)，尤其是直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)有較好調(diào)速性能和工作特性，適應(yīng)機(jī)車牽引特性的需要，獲得廣泛應(yīng)用。牽引電機(jī)的工作特點(diǎn)是：1.使用環(huán)境惡劣，牽引電機(jī)是安裝在車體下面的，經(jīng)常會受到雨雪等天氣的影響，并且機(jī)車在運(yùn)行過程中掀起的塵土也會侵入到電機(jī)內(nèi)部，因此，電機(jī)外面容易受潮、受污，所以，在選擇材料的時(shí)候，應(yīng)該選擇絕緣并且具備良好的防塵功能;2.外形尺寸受限制，牽引電機(jī)的安裝位置是懸掛在車體下面，其安裝控件受到很大的限制;3. 動(dòng)作力大;4.換向困難;5.負(fù)載分配不均勻。牽引電動(dòng)機(jī)的工作原理與一般直流電動(dòng)機(jī)相同，但有特殊的工作條件，這些特殊的工作條件導(dǎo)致牽引電動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)上也有許多要求，如要充分利用機(jī)體內(nèi)部空間使結(jié)構(gòu)緊湊，要采用較高級的絕緣材料和導(dǎo)磁材料，零部件需有較高的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，整臺電機(jī)需有良好的通風(fēng)散熱條件和防塵防潮能力，要采取特殊的措施以應(yīng)付比較困難的“換向”條件以減少炭刷下的火花等。

牽引電動(dòng)機(jī)是在機(jī)車或動(dòng)車上用于驅(qū)動(dòng)一根或幾根動(dòng)輪軸的電動(dòng)機(jī)。由于牽引電機(jī)在運(yùn)用中受振動(dòng)、摩擦、高溫和自然老化等原因使機(jī)車電機(jī)性能總處于自然磨損狀態(tài)，超過一定限度就會發(fā)生故障。所以，要采取一系列的計(jì)劃預(yù)防修理措施，在電機(jī)各零部件損壞以前得到修理，從而減少和防止機(jī)車出現(xiàn)先期損壞的可能性。

牽引電動(dòng)機(jī)有兩種懸掛方式。一種是牽引電動(dòng)機(jī)和動(dòng)輪軸連接的懸掛方式，稱為抱軸式懸掛或半懸掛。采用這種懸掛方式時(shí)，動(dòng)輪通過軌縫和道岔所產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)會直接傳給牽引電動(dòng)機(jī)。抱軸式懸掛適用于結(jié)構(gòu)速度低于120公里/小時(shí)的機(jī)車車輛。另一種是架承式懸掛（或稱全懸掛）。采用這種懸掛方式時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)固定懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，在牽引電動(dòng)機(jī)軸端和小、大齒輪之間加入各種彈性連接元件，以減小沖擊振動(dòng)的影響。架承式懸掛適用于結(jié)構(gòu)速度高于120公里/小時(shí)的機(jī)車車輛。

二、鐵路牽引電動(dòng)機(jī)的種類

牽引電動(dòng)機(jī)有多種類型，如直流牽引電動(dòng)機(jī)、交流異步牽引電動(dòng)機(jī)和交流同步牽引電動(dòng)機(jī)等。直流牽引電動(dòng)機(jī)，尤其是直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)有較好調(diào)速性能和工作特性，適應(yīng)機(jī)車牽引特性的需要，獲得廣泛應(yīng)用。

三、牽引電動(dòng)機(jī)及其軸承

1.牽引電動(dòng)機(jī)軸承簡介

牽引電動(dòng)機(jī)軸承用來支承因轉(zhuǎn)子軸和聯(lián)軸節(jié)的質(zhì)量而引起的徑向載荷，實(shí)現(xiàn)頻繁的運(yùn)轉(zhuǎn)、停止循環(huán)作業(yè)，由于運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)向架振動(dòng)的影響，軸承要承受一定的動(dòng)載荷。與車軸軸承和齒輪裝置軸承相比，牽引電動(dòng)機(jī)軸承的計(jì)算壽命要長得多，其軸承的型式，一般在齒輪一側(cè)（傳動(dòng)側(cè)）采用圓柱滾子軸承，在反齒輪一側(cè)（換向器側(cè)）則采用有支承轉(zhuǎn)子軸軸向運(yùn)動(dòng)功能的深溝球軸承，采用脂潤滑。在近年來新造的電動(dòng)車上，安裝了可變電壓、可變頻率控制的交流牽引電動(dòng)機(jī)，這種交流牽引電動(dòng)機(jī)具有重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、高速運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，為適應(yīng)軸承高速旋轉(zhuǎn)和牽引電動(dòng)機(jī)各部件溫度上升的特點(diǎn)，必須解決原有鋼制軸承的“電蝕”危害，提高軸承、潤滑脂的耐熱性和耐久性。

2.直流牽引電動(dòng)機(jī)軸承容易發(fā)生的故障以及處理方法

由于牽引電機(jī)的工作條件惡劣，其軸承常見故障癥狀有保持架鉚釘松動(dòng)、斷裂或外圍擋邊偏磨，滾性及滾道剝離、灼痕、拉傷、裂紋、歪磨或徑向間隙增大，內(nèi)圈松動(dòng)或咬死，軸電流電蝕及潤滑脂變質(zhì)，軸承甩油箱松動(dòng)變形等。因此往往引起振動(dòng)及噪聲增大，導(dǎo)致小齒輪碰撞磨損、繞組絕緣損傷、聯(lián)接線斷裂、換向不良、引起接地或環(huán)火、甚至發(fā)生轉(zhuǎn)子咬死難于轉(zhuǎn)動(dòng)而裂軸等惡性事故。如果發(fā)生故障的話，我們應(yīng)該首先檢查故障原因：如果是軸承損壞的話，更換軸承;如果故障原因是軸承與軸配合過松或過緊。過松時(shí)在軸承上鑲套，過緊時(shí)重新加工軸到標(biāo)準(zhǔn)尺寸;如果原因是電機(jī)兩端端蓋或軸承未裝平。將端蓋或軸承止口裝平，旋緊螺栓。

四、預(yù)防牽引電動(dòng)機(jī)軸承發(fā)生故障的措施

1. 軸承是電機(jī)中比較關(guān)鍵的部件，電樞軸承燒損，會使轉(zhuǎn)子固死、造成機(jī)破。所以軸承是需要維護(hù)的。比如，我們應(yīng)該經(jīng)常檢查電樞軸承的溫升;應(yīng)該檢查電樞軸承和抱軸軸承的密封情況是否良好;電樞軸承用3號鋰基脂潤滑，軸承室內(nèi)潤滑脂不能太多或太少，否則會引起軸承發(fā)熱。

2. 軸承壽命管理的控制。也就是對所有電動(dòng)機(jī)上的軸承進(jìn)行編號，按編號建立相應(yīng)的軸承壽命管理檔案，也就是對其進(jìn)行使用限期的管理，也就是軸承在使用7年或者運(yùn)行超過800000公里之后進(jìn)行強(qiáng)制報(bào)廢。

3. 軸承內(nèi)部游隙的控制。這內(nèi)部游隙指的是軸承還在沒有安裝的時(shí)候，內(nèi)外圈之間的相對可移動(dòng)量。電機(jī)軸承的良好運(yùn)轉(zhuǎn)離不開合適的內(nèi)部游隙。因此要對軸承內(nèi)部游隙要進(jìn)行合理控制。

4.軸承潤滑脂的控制。它的目的就是使得滾動(dòng)體表面或者滑動(dòng)體表面形成一層薄薄的油膜，以防止金屬與其直接接觸，所以，應(yīng)保證在機(jī)車在運(yùn)行的過程中，防止?jié)櫥淖冑|(zhì)消失，反而應(yīng)該定量補(bǔ)充軸承專用的潤滑脂。

5. 軸承裝配質(zhì)量的控制。應(yīng)該嚴(yán)格控制軸承的加熱溫度，嚴(yán)格控制軸承裝配的清潔度，加強(qiáng)軸承與軸、端蓋的選配等等。

結(jié)語：

鐵路運(yùn)輸安全是我們鐵路工作一直追求的目的，而我們所對軸承所采用的各種防護(hù)措施，使得牽引電動(dòng)機(jī)軸承的故障的減少，基本上杜絕了牽引電機(jī)軸承固死故障，從而有效的提高了電動(dòng)機(jī)的可靠性，這樣不但提高了機(jī)車運(yùn)行的安全性，同時(shí)也能延長牽引電動(dòng)機(jī)的使用壽命，降低了運(yùn)用以及檢修的成本，提高了機(jī)車的檢修質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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