关于电力机车驱动系统问题的分析

尹巧灵 李江涛

(郑州工业安全职业学院，河南 郑州 451192)

电力机车的转向架是机车车辆走行部的零部件和装置组装而成的独立部件，起支承车体、转向和制动的作用。经实地调查在机车运行故障中有关转向架故障占很大比例，下表是在参观学习期间摘录的HXD1C机车在段使用维修中有关转向架的故障情况处理等数据。

转向架在段故障处理信息摘录

由上表数据分析发现:关于转向架运行的故障问题，主要集中在转向架的齿轮箱、牵引电机等驱动系统方面。结合在段的实际学习，总结出关于转向架的驱动系统问题主要体现在以下几个方面:

(1)电机轴抱死—电机轴承损坏，导致电机输出轴无法转动，出现“机破”事故。

(2)电机异音—电机枢轴轴承或电机枢轴支架故障，导致电机枢轴径向间隙不均。

(3)齿轮啮合不良—齿轮啮合间隙发生变动，导致大小齿轮啮合不良。

(4)齿轮箱漏油—齿轮箱合口漏油;齿轮箱体渗油;齿轮箱油口处漏油。

分析以上驱动系统问题的最初原因都和电机枢轴轴承磨耗、损坏，电机枢轴支架故障有关。

1 驱动系统问题在段检查手段

①齿轮箱漏油和油质检测:漏油检测主要通过目测、棉布擦拭来判断，通过观察齿轮箱体外侧和齿轮箱上下箱体合口面及箱体与抱轴轴承外圈合口面，观测齿轮箱漏油情况

②驱动系统运转故障检测:机车出段前，都要经过“顶轮试验”，判断机车各位的驱动系统能否正常运转，提前排除故障。它的原理是通过液压千斤顶支撑于两侧轴箱，将轮对顶离钢轨，将传感器分别贴在电机、齿轮箱、两侧轴箱，连接数据采集器和电脑，控制机车开启相应位的轮对电机，并依据试验规程划分几个速度段，让轮对空转。通过传感器和采集软件获得相关数据并进行后续分析，其原理如图1所示。

图1 “顶轮试验”原理图

通过“顶轮试验”，机车驱动系统运转发出轰鸣声，段内师傅凭经验就能大体判断电机是否正常运转、大小齿轮啮合是否良好，并给出后续的处理意见。

2 驱动系统问题主要现象及原因分析

2.1 齿轮箱漏油

齿轮箱漏油，主要指合口处漏油、箱体渗油、齿轮箱油口处漏油。

①合口处漏油。合口处漏油主要有以下两个原因造成:

1 )齿轮箱尺寸偏差较大。由于制造工艺等原因造成上下两箱体结合面不在同一平面内;齿轮箱合口领圈同抱轴承外圈不同心，制造尺寸偏差较大。造成上下箱体合口面及箱体/抱轴承外圈合口处产生间隙而漏油。

2 )现场安装操作问题。安装过程中箱体合口面清理不彻底，细小砂粒、毛刺、铝屑等杂志直接影响箱体密封效果，现场脏乱差的环境也影响安装质量;不按照工艺要求安装。比如厌氧胶涂抹后超过15分钟后安装，齿轮箱箱体合箱后螺栓未按顺序紧固，造成螺栓受力不均。

②箱体渗油。箱体渗油主要指随着箱体振动和承压后逐渐显露出来的铸造缺陷，主要包括砂眼、裂纹，沙眼随着振动逐渐演变为细小裂纹。在负压的作用下，齿轮油沿着裂纹渗漏出来。

③齿轮箱油口处漏油。齿轮箱油口处漏油，表现为注油堵、放油堵、回油孔处渗油。主要是由于密封垫发生变形、损坏，进而导致油堵松动而漏油。

2.2 齿轮箱油黑/脏

齿轮箱润滑油在正常运行下，通常在15，000～30，000公里之间进行换油，实际情况中，很多齿轮箱换油里程数都小于规定里程。主要原因是齿轮箱在运行中随着振动和在润滑油的腐蚀下，箱体内表面金属层脱落融在润滑油中，导致油内杂质多，表现为黑/脏。

2.3 驱动系统异音

驱动系统异音原因主要集中在下列方面:电机本身问题，电机枢轴轴承磨耗、损坏，电机枢轴轴承支架问题，大小齿轮啮合间隙大，小齿轮下垂，齿轮啮合齿面受力不均等。各种原因导致的大小齿轮啮合不良。

众多原因分析，段内出现驱动系统问题的机车大部分集中于某一批生产的齿轮箱上，这也从实际充分说明了驱动系统问题是一个复杂的多部件耦合问题。

同时当机车通过曲线时，电机的摆动，导致大小齿轮轴线不平行，导致啮合应力不均衡，造成小齿轮沿齿面线磨耗不均，啮合应力又反过来作用于电机枢轴轴承和轴承支架，造成轴承磨耗异常、轴承支架损坏。久之，导致驱动系统异音现象。

3 驱动系统问题的常规解决手段

3.1 齿轮箱漏油

①合口处漏油:齿轮箱合口处漏油分为轻微渗油、渗油较严重、严重漏油三个级别，对于不同情况处理方式也不同。

1 )轻微渗油。将渗油处清理干净，观察一两趟，确认渗油严重性。

2 )渗油较严重。在不拆卸齿轮箱的情况下，用专用清洁剂彻底清理齿轮箱合口缝处，对渗油合口缝处补胶处理。

3 )严重漏油。严重漏油就必须拆装齿轮箱，其处理流程如下:拆卸下箱盖—＞清理贴合面(上箱/下箱，下箱/抱轴箱)—＞打胶处理—＞安装下箱盖。

②箱体渗油:轻微渗油时，清理干净渗油处后，用金属粘结剂修补，渗油严重时，必须更换齿轮箱。

③齿轮箱油口处渗油:依据不同情况，常用的措施有加螺纹胶紧固油堵、更换密封垫、更换油堵。

3.2 齿轮箱油黑/脏

通常更换齿轮箱润滑油，若发现齿轮箱内箱体脱落严重，需更换齿轮箱处理。

3.3 驱动系统异音

驱动系统异音是一个多部件运动过程耦合的复杂问题，由于小齿轮采用齿轮轴形式，与电机枢轴采用内锥式的过盈配合，相对来讲小齿轮和电机是一个整体。因此无论小齿轮擦伤，还是电机本身枢轴轴承损坏、枢轴径向间隙不均等问题，在段内维修统一按照更换电机来处理。

4 改善措施及手段

针对段内机车实际运行中出现的故障，结合企业实际，提出以下改善措施:

1 )加强外购/外协件的质量检测，确保采购质量。

2 )齿轮箱装配严格参照装配工艺流程，杜绝由装配过程导致的漏油事故。

3 )考虑到电机枢轴轴承的重要性，改善轴承的运行环境，可在小齿轮和电机之间加装润滑油过滤装置。

5 总结

初步分析了机车实际运行中出现的有关转向架驱动系统方面问题，结合在段的学习和机车公司实际状况，给出了针对性的改善措施和手段。为以后自己的工作增加了更多实践知识的积累。

［1］柳宇刚.牵引传动装置［M］.北京:中国铁道出版社，1985.

［2］卡尔·萨克斯.电传动机车转向架结构与原理［M］.北京:中国铁道出版社，1988.