劉明杰 陳勇
(濟(jì)南西機(jī)務(wù)段技術(shù)科,山東濟(jì)南 250117)
摘 要:對(duì)HX
D3型機(jī)車(chē)電機(jī)軸承塌架、主變流器過(guò)熱以及機(jī)車(chē)撒砂系統(tǒng)故障等進(jìn)行原因分析,并介紹相應(yīng)的針對(duì)性措施。
關(guān)鍵詞:HX
D3型機(jī)車(chē);故障原因;對(duì)策
0 引言
HX
D3型大功率交流傳動(dòng)貨運(yùn)電力機(jī)車(chē)自2007年4月在京滬干線大批量投入運(yùn)用以來(lái),以其功率大、牽引定數(shù)高、操縱簡(jiǎn)單方便、運(yùn)用質(zhì)量可靠等特點(diǎn)得到機(jī)車(chē)運(yùn)用部門(mén)的肯定。2008年后,隨著運(yùn)力的不斷增加,牽引噸數(shù)超過(guò)了5500t,機(jī)車(chē)逐漸暴露出了一些典型故障,尤其HX
D3 0093號(hào)以前的機(jī)車(chē)表現(xiàn)更加突出。
1 電機(jī)軸承塌架故障原因分析及對(duì)策
1.1 HX
D3型機(jī)車(chē)軸承故障情況
2008年6月份以來(lái),HX
D3 0093號(hào)以前的機(jī)車(chē)連續(xù)發(fā)生多起牽引電動(dòng)機(jī)軸承故障,故障表現(xiàn)為機(jī)車(chē)走行部齒輪箱有濃煙冒出,拆解齒輪箱發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承蓋嚴(yán)重過(guò)熱變色,電機(jī)油封蓋向外竄出,軸承油脂干涸,個(gè)別機(jī)車(chē)出現(xiàn)軸承卡死后輪對(duì)滑行現(xiàn)象。
1.2 故障原因分析
牽引電機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī),采用兩個(gè)圓柱滾子軸承和一個(gè)軸向止推軸承組裝固定。電機(jī)轉(zhuǎn)子幾乎無(wú)軸向竄動(dòng)。齒輪側(cè)軸承室裝配示意如圖1所示。軸承內(nèi)圈與軸承蓋摩擦碰撞生熱并傳導(dǎo)于油封蓋,油封蓋受熱失去緊固狀態(tài)向外側(cè)竄出,引起電機(jī)軸承故障。
圖1中的軸承蓋與軸承內(nèi)圈之間存有間隙,通過(guò)電機(jī)軸向各零件組裝后公差累計(jì),形成不足1mm的間隙,電機(jī)出廠時(shí)為這種狀態(tài)。電機(jī)非傳動(dòng)側(cè)軸承室采用圓柱滾子軸承與止推軸承預(yù)緊裝配。如圖2所示,止推軸承、套3與端蓋之間通過(guò)圓弧平鍵固定,此結(jié)構(gòu)中軸承外圈切槽尺寸小不能將三者可靠固定,電機(jī)在運(yùn)行中受到震動(dòng)或軸向力作用后,使止推軸承外圈與套2發(fā)生相對(duì)移動(dòng),套2為鑄鐵材質(zhì)耐磨性較差,尺寸變小使電機(jī)軸預(yù)緊狀態(tài)變化,不能保證傳動(dòng)側(cè)軸承內(nèi)圈與端蓋間隙的要求,傳動(dòng)側(cè)端蓋與內(nèi)圈時(shí)而接觸摩擦。

1.3 對(duì)策
電機(jī)非傳動(dòng)側(cè)軸套換用鋼材質(zhì)軸套,與止推軸承外圈之間采用平鍵固定,在原裝配工藝的基礎(chǔ)上,提高組裝后軸向位置的可靠性。更換故障電機(jī)的端蓋、軸套、軸承和鍵,按照新的工藝方法安裝。
由于存在隱患的牽引電動(dòng)機(jī)數(shù)量大,短時(shí)間內(nèi)問(wèn)題不能解決,濟(jì)南西機(jī)務(wù)段總結(jié)已經(jīng)發(fā)生故障機(jī)車(chē)電機(jī)出現(xiàn)的特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)軸承故障后齒輪箱與電機(jī)結(jié)合處必有油脂泄露,分析認(rèn)為是由于傳導(dǎo)熱的作用,使連接處的橡膠件失效,齒輪箱油脂泄露,因此對(duì)運(yùn)用中存在隱患的機(jī)車(chē),要求地勤人員在機(jī)車(chē)整備時(shí),檢查齒輪箱與電機(jī)結(jié)合處,發(fā)現(xiàn)泄漏有新鮮油脂時(shí),分解齒輪箱進(jìn)一步檢查,電機(jī)軸承油封蓋外竄后,優(yōu)先更換牽引電動(dòng)機(jī)。
2 機(jī)車(chē)主變流器過(guò)熱故障的原因分析及對(duì)策
機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中,微機(jī)系統(tǒng)提示信息“牽引變流器故障或者牽引變流器超溫”,與該變流器對(duì)應(yīng)的牽引電動(dòng)機(jī)消失牽引電流。此故障可能在機(jī)車(chē)6個(gè)變流器中相繼交替出現(xiàn),導(dǎo)致機(jī)車(chē)損失部分牽引動(dòng)力,若機(jī)車(chē)剩余不足1/2的動(dòng)力,則無(wú)法牽引列車(chē)。機(jī)車(chē)站內(nèi)停留一段時(shí)間后,這種故障由于冷卻散熱作用而消失,若機(jī)車(chē)持續(xù)牽引一段時(shí)間,故障再次出現(xiàn)。該故障僅在2008年夏季就發(fā)生21起,其中8起導(dǎo)致機(jī)車(chē)不能牽引。
2.1 故障原因分析
HXD3型機(jī)車(chē)安裝有兩套變流裝置,每套變流裝置包含有3個(gè)主變流器和一個(gè)輔助變流器。主變流器向牽引電動(dòng)機(jī)供電,輔助變流器向三相異步輔助電動(dòng)機(jī)供電。主變流器采用水冷技術(shù)制造。冷卻液為水與乙二醇的混和物,由水泵強(qiáng)迫循環(huán),不斷地將變流器硅元件上的熱量帶走,在散熱器上由冷卻風(fēng)機(jī)將熱量吹散到大氣中。散熱器位于機(jī)車(chē)中下部,風(fēng)道為立式,由軸流通風(fēng)機(jī)自上而下風(fēng)吹冷卻。由于機(jī)車(chē)散熱器包括主變流器冷卻液散熱器和變壓器油散熱器,又稱(chēng)復(fù)合冷卻器。
如圖3所示,冷卻風(fēng)由車(chē)頂孔板進(jìn)入風(fēng)路,在車(chē)頂設(shè)置有大孔的空氣濾塵裝置,這樣,空氣中的小尺寸雜物和灰塵將允許附著在散熱器上,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用,散熱器的散熱效果逐漸下降。

秋冬季節(jié)外界環(huán)境溫度較低,自然冷卻能力強(qiáng),但是到了夏季氣溫變高,散熱器的風(fēng)吹散熱效果占主要作用,由于散熱器被灰塵雜物附著,散熱效果大幅度下降,冷卻液無(wú)法通過(guò)散熱器有效地降溫,Z終出現(xiàn)了主變流器超溫故障,微機(jī)系統(tǒng)封鎖變流器保護(hù)。
2.2 對(duì)策
1)機(jī)車(chē)在通風(fēng)道的復(fù)合冷卻器上部開(kāi)有除塵口,需及時(shí)對(duì)復(fù)合冷卻器上的雜物和灰塵進(jìn)行清理,避免發(fā)生主變流器超溫故障,微機(jī)系統(tǒng)封鎖變流器保護(hù)現(xiàn)象。
2)機(jī)車(chē)整備時(shí),啟動(dòng)復(fù)合冷卻器風(fēng)機(jī),使用布條法簡(jiǎn)易測(cè)量復(fù)合冷卻器下方的通風(fēng)量。若布條擺動(dòng)劇烈,說(shuō)明散熱狀態(tài)良好;若輕微擺動(dòng)或靜止,說(shuō)明散熱器臟污,打開(kāi)復(fù)合冷卻器車(chē)內(nèi)的觀察孔蓋,使用水管淋洗散熱器。
3)根據(jù)機(jī)車(chē)運(yùn)行故障紀(jì)錄,如發(fā)生過(guò)主變流器超溫故障,到段后打開(kāi)復(fù)合冷卻器車(chē)內(nèi)的觀察孔蓋,使用水沖洗散熱器。
3 機(jī)車(chē)撒砂系統(tǒng)故障的原因分析及對(duì)策
3.1 撒砂不暢問(wèn)題的分析及對(duì)策
HXD3型機(jī)車(chē)撒砂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與其他國(guó)產(chǎn)型號(hào)機(jī)車(chē)相比撒砂管徑很細(xì),對(duì)砂子顆粒度要求較高,加上機(jī)車(chē)跨局輪乘使用,各地的用砂不統(tǒng)一,粉塵很容易導(dǎo)致砂子板結(jié),阻塞管路,這樣經(jīng)常由于撒砂不暢而發(fā)生輪對(duì)空轉(zhuǎn)。自機(jī)車(chē)2007年4月運(yùn)用以來(lái),在京滬5‰左右的上坡道或者雨天啟動(dòng)列車(chē)時(shí),往往由于粉塵使砂子板結(jié)而砂路不暢通,不能有效改善輪對(duì)與鋼軌之間的黏著狀況,機(jī)車(chē)發(fā)生持續(xù)空轉(zhuǎn)而不能牽引,對(duì)運(yùn)輸秩序造成了很大的影響。
對(duì)于上述問(wèn)題,采取以下對(duì)策:嚴(yán)格執(zhí)行HXD3型機(jī)車(chē)提供的用砂標(biāo)準(zhǔn),要求砂子顆粒度適中,避免參入粉塵,減少堵塞管路問(wèn)題的發(fā)生。通過(guò)加強(qiáng)管理,要求司機(jī)出乘時(shí)必須認(rèn)真試驗(yàn)檢查機(jī)車(chē)撒砂系統(tǒng)的狀態(tài),出現(xiàn)砂路堵塞故障及時(shí)修理。
3.2 砂箱體結(jié)構(gòu)裂損問(wèn)題的分析及對(duì)策
機(jī)車(chē)砂箱固定部位出現(xiàn)疲勞裂紋,裂紋逐漸延伸,發(fā)展趨勢(shì)必然導(dǎo)致其脫落。分析認(rèn)為是固定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度偏小,因此廠家改進(jìn)了砂箱吊耳和箱體結(jié)構(gòu),箱體蓋板厚度加倍以提高強(qiáng)度,吊耳與箱體間連接方式變?yōu)榇┤胧诫p面施焊,大幅提高連接部位強(qiáng)度。
4 結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)HXD3型機(jī)車(chē)以上部分故障,我段積極采取措施,與濟(jì)南西機(jī)務(wù)段工程技術(shù)人員和司乘人員一起對(duì)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié),與主機(jī)廠和各個(gè)部件供應(yīng)商一起對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了及時(shí)處理,減少機(jī)車(chē)故障,對(duì)減小運(yùn)輸?shù)母蓴_發(fā)揮了積極作用,希望為其他運(yùn)用HXD3型電力機(jī)車(chē)的站段提供借鑒。
參考文獻(xiàn)
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來(lái)源:《電力機(jī)車(chē)與城軌車(chē)輛》第32卷第2期 2009年3月20日