劉明傑(jié) 陳勇
(濟南西機務段技(jì)術科,山東濟南 250117)
摘 要:對HX
D3型(xíng)機車電機軸承塌架(jià)、主變(biàn)流器過熱以(yǐ)及機車撒砂係(xì)統故障等進行原因分析(xī),並介紹相應的針對性措施。
關(guān)鍵詞:HX
D3型機車;故(gù)障原因;對策
0 引言(yán)
HX
D3型大(dà)功率交流傳動貨運電力機車自2007年4月在京滬幹線大(dà)批量投入運用以來,以其功率大、牽引定數高、操縱簡(jiǎn)單方(fāng)便、運用質量可靠等特點(diǎn)得到機車運用(yòng)部門的(de)肯定。2008年後,隨著運力的(de)不斷增加,牽引噸數超過(guò)了5500t,機(jī)車(chē)逐漸暴(bào)露出(chū)了一些(xiē)典型故障,尤其HX
D3 0093號以前的機車表現更加突出(chū)。
1 電機軸承塌架故障原因分析及對策
1.1 HX
D3型機車軸承故障情況
2008年6月份以來,HX
D3 0093號以前的機車連續發生多起牽引電動機軸承故障,故障(zhàng)表現為機車走行部齒輪(lún)箱有濃(nóng)煙冒(mào)出,拆解(jiě)齒輪箱(xiāng)發現電機軸承蓋嚴重過熱變色,電機油封蓋向外竄出,軸承油(yóu)脂幹涸,個別機車出現軸承卡死後輪對滑行(háng)現象。
1.2 故障原因分析
牽引電機為三相異步電動機(jī),采用兩個(gè)圓柱滾子軸(zhóu)承和一個軸向止推軸承組裝固定。電機轉子幾乎無軸向(xiàng)竄動。齒輪側軸承室裝配示意(yì)如(rú)圖1所示。軸承內圈與軸承蓋摩擦(cā)碰撞生熱並傳導於油封蓋,油封蓋受熱失(shī)去緊(jǐn)固狀態向外側竄出,引起電機軸承故障。
圖1中的軸(zhóu)承蓋與軸承內圈之間存有間隙,通過電機軸向(xiàng)各零件組裝後公差累計,形成不足1mm的間隙,電(diàn)機出廠(chǎng)時為這種狀態。電機非傳動側軸承室采用圓柱滾(gǔn)子軸承與止推軸承預緊裝配。如(rú)圖2所示,止推軸承、套3與端蓋(gài)之間通過圓弧平鍵固定,此(cǐ)結構中(zhōng)軸承外圈(quān)切槽尺寸小不(bú)能將三者可靠固定(dìng),電機在運行中受到震動(dòng)或軸向力作用(yòng)後,使止推軸承外圈與套2發生相對移動,套2為鑄鐵材質耐(nài)磨性較差,尺寸變(biàn)小使電機軸預緊(jǐn)狀(zhuàng)態變化,不能保證傳動側軸承內圈與端蓋間隙的(de)要求,傳動(dòng)側端蓋與內圈時而接觸摩擦。

1.3 對策
電機非傳動側軸套換用鋼材質軸套,與止推軸(zhóu)承外(wài)圈(quān)之間采用平(píng)鍵固定,在原裝配工藝的基礎上,提(tí)高組裝後軸向位置的可靠性。更換故障電機的端蓋、軸套、軸承和鍵,按照新的工藝方法安(ān)裝。
由於存在(zài)隱(yǐn)患的牽引電動機數量大,短時間內問題(tí)不(bú)能解決(jué),濟南西機務段總結已經發生故障(zhàng)機車電機出現的特點,發現軸(zhóu)承故障後齒輪箱與(yǔ)電機結合處必有油脂泄露,分析認為是由於傳(chuán)導熱的作用,使連接處的橡膠(jiāo)件失效,齒輪箱油脂泄露,因此對運用中存在隱患的機車,要求地勤(qín)人員在機車整備時,檢查齒輪箱與電機結合(hé)處(chù),發現泄漏有新鮮(xiān)油脂(zhī)時,分解齒輪箱進一步(bù)檢查,電機軸承油封蓋(gài)外(wài)竄後,優先更換牽引(yǐn)電動機。
2 機車主變流器過熱故障(zhàng)的原因分析(xī)及對策
機車在運行過程中,微機係統提示信息“牽引變流(liú)器故障或者牽引變流器超溫”,與該(gāi)變流器對應(yīng)的(de)牽引電動機消失牽引電流(liú)。此故障可能在機(jī)車6個變流器中相繼交替出(chū)現,導致機車損失部分牽引動力,若機車剩餘不足1/2的(de)動力,則無法牽(qiān)引列車。機車站內停留一段時間後,這種(zhǒng)故障由於冷卻散熱作用而消失,若機(jī)車持續牽引一段時間,故障再次出現。該故障僅在2008年夏季就發(fā)生21起,其(qí)中8起導致機車不能牽引。
2.1 故(gù)障(zhàng)原因分(fèn)析
HXD3型機車安裝(zhuāng)有兩(liǎng)套變流裝置,每套變流裝置包(bāo)含有(yǒu)3個主變流器和一個輔助變流器。主變流器向牽引電動機供電(diàn),輔助變流器向三(sān)相異步輔助電動機供(gòng)電。主變流器采用水冷技術製造。冷卻液為水與乙二醇的混和物,由水泵(bèng)強(qiáng)迫循環,不斷地將變流器矽元件上的熱量帶(dài)走,在散熱器上由冷卻風機將熱(rè)量吹(chuī)散到大氣中。散熱器位於機車中下部,風道為立式,由軸流通風(fēng)機自上而下風吹冷卻(què)。由於機車散熱器包括主變流器冷卻液(yè)散熱器和變壓(yā)器油散熱器,又稱複合冷(lěng)卻器。
如圖3所示,冷卻風由車(chē)頂孔(kǒng)板進(jìn)入風路(lù),在車頂設置(zhì)有大孔的空氣濾(lǜ)塵裝置,這樣,空氣(qì)中的小尺寸雜物和灰塵將允許附著在散熱器上,經過一段時間使(shǐ)用,散熱器的散熱效果(guǒ)逐漸下降。

秋冬季節外界環境溫度較低,自(zì)然冷卻能力強,但是到了夏(xià)季氣溫變高,散熱器的風吹散熱效果占主要作用,由於(yú)散熱器被灰塵(chén)雜物附著,散熱效果大幅度下降,冷卻液無法通過(guò)散熱器有效地降溫,Z終出現了主變流器超溫故障,微機係統(tǒng)封(fēng)鎖變(biàn)流器保護。
2.2 對策
1)機車在通風道的複合冷卻器上部開有除塵口,需及(jí)時對複合冷卻器上的雜物和灰塵進行清理(lǐ),避免發生主變流器超(chāo)溫故障,微機係統封鎖變流器保護(hù)現象。
2)機車整備時,啟動複合冷(lěng)卻(què)器風機,使用布條法簡(jiǎn)易測量複合冷卻(què)器下(xià)方的通風量。若布條擺動劇烈,說明散熱狀態良好;若輕微擺(bǎi)動(dòng)或靜止,說明散(sàn)熱器(qì)髒汙,打開複合冷卻器車內的觀察孔蓋,使用水管(guǎn)淋洗散熱器。
3)根據機車(chē)運行故障紀錄,如發(fā)生過主變流器超溫(wēn)故障,到段後打開複合冷(lěng)卻器車內的觀察孔蓋,使用水衝洗散(sàn)熱器。
3 機車撒砂係統故(gù)障的原因分析及對策
3.1 撒砂不暢問題的分析及對策
HXD3型(xíng)機車(chē)撒(sā)砂係統結構與(yǔ)其他國產型號機車相比撒砂管徑很細,對砂子顆粒度要(yào)求較高(gāo),加上機車跨局輪乘使用,各地的用砂不統一,粉塵很容易導致(zhì)砂子板結,阻塞管路,這樣經(jīng)常由於撒砂(shā)不暢而發生輪對空轉。自機(jī)車2007年4月運用以來,在京滬5‰左右的上坡道(dào)或者雨(yǔ)天啟動列車時,往往由(yóu)於粉(fěn)塵使砂(shā)子板結而砂路不暢(chàng)通,不能有(yǒu)效改善輪對與鋼軌(guǐ)之間的黏著(zhe)狀(zhuàng)況,機車發生持續空轉而不能牽(qiān)引,對運輸秩序造成了很大的影響。
對(duì)於上述問題,采取以下對策:嚴格執行HXD3型機車提供的用砂標準,要求砂子顆粒度適中,避(bì)免參入粉塵,減少堵塞管(guǎn)路(lù)問題的發生。通過加強管理,要求司機出乘時必須認真試驗檢查機車撒砂係統的狀態,出現砂路堵塞故障及時修理。
3.2 砂箱體結構裂損問(wèn)題的(de)分析及對策
機車砂箱固定部位出現疲勞裂(liè)紋,裂紋逐漸延伸,發展趨勢必然導致其脫落。分析認為是固定結構(gòu)強度偏(piān)小,因此(cǐ)廠家改進了砂箱吊耳和箱體結構,箱體蓋板厚度加倍以提高強度,吊耳與箱體間連(lián)接方式變為穿入(rù)式雙麵施焊,大幅提高連接部位強度。
4 結束語
針對(duì)HXD3型機車以上部分(fèn)故障,我段積極采取措施,與濟(jì)南西機(jī)務(wù)段工程技術人員和司乘人員(yuán)一起對問(wèn)題進行總結,與主機廠和各個部件供應商一起對(duì)問題進行了及時處理,減少機車故障,對減小運輸的幹擾發揮了積極作(zuò)用,希望為其他運用HXD3型電力機車的站段提供借鑒(jiàn)。
參考文獻(xiàn)
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來(lái)源:《電力機車與城軌車輛》第32卷第2期 2009年3月20日