某型动车组牵引电机轴承专项修方案可行性分析

聂倩楠　张晶涛　廉永峰

摘要：文章介绍了某型号动车组牵引电机现行检修规程，对比各修程轴承检修项点，对轴承润滑脂加注量和周期进行理论分析，制定了轴承检修专项修试行方案，并抽选一批动车组进行跟踪验证试验，通过检测补脂方案实施后轴承和润滑脂的状态，分析了牵引电机轴承检修专项修方案的可行性。

关键词：轴承;润滑油脂;检修周期;状态检测

1 前言

某型动车组是250kM/h速度等级的动车组，检修周期分为五个等级，一、二级检修为运用修，主要是电机在不落车时进行的滤网清灰、状态检查、连接紧固螺栓检查、传动端与非传动端渗油状态检查等;三、四、五级检修为高级修，电机需与转向架分离返厂进行拆解检查，主要有轴承状态检查、润滑油脂更新、电气绝缘检测等，检修周期循环为：一级修（4000公里）—二级修（3万公里）—三级修（60万公里）—四级修（120万公里）—次轮三级修（180万公里）—五级修（240万公里）—三轮三级修（300万公里）。

可以看出，进入高级修后，牵引电机每运行60万km即需要返厂拆解检修，该过程在高级检修修程中占用了大量时间，是制约检修周期的主要因素。随着国内动车组开通运行线路增多，运行里程加长，为提高动车运行上线率，减少动车组检修时间，考虑增设牵引电机专项修，减少其高级修频次，缩短检修时间。

2 验证方案

对比高级修各修程检修项点内容发现，三级修主要是对润滑脂更新、轴承如有磨损则更新，而四、五级修则是对轴承和润滑脂全部更新。因此，考虑通过检测60万km三级修时电机润滑脂和轴承的状态，加注油脂后跟踪检测90万km时的电机润滑脂和轴承的状态，来验证专项修方案可行性。

传动端轴承为圆柱滚子轴承，非传动端轴承为深沟球轴承，通过对两端的注油孔补加油脂，可沿注油管道进入端盖环状储油室，为轴承滚道、滚动体表面、轨道间隙补脂。轴承润滑加脂的多少及周期主要和当量转速、载荷比、平均直径、负荷比等因素有关，其理论值计算公式如下：

G=0.005DB

其中，G为油脂补充量，D为轴承外径，B为轴承宽度。根据轴承型号计算出润滑脂补充量

由于轴承结构、补脂管道长度、轴承工作温度、油脂润滑周期等因素的影响，将补脂量定在22g～25g;再根据轴承在不同工作温度下的润滑周期关系曲线可知，当传动端轴承工作在最高温度70℃时，补脂间隔公里数为31万km，当非传动端轴承工作在最高温度55℃时，补脂间隔公里数为70万km。

3 跟踪检测

3.1 检测项点

通过理论计算分析，抽选一列该型动车组在运行至60万km时补脂22g～25g，之后当运行至90万km时，对牵引电机落车拆解，跟踪检测轴承和油脂的状态是否满足运行要求。

为了判断拆下的轴承能否重新使用，要着重检查其尺寸精度、旋转精度、内部游隙及配合面、滚道面、保持架和密封圈等各部分状态是否达标;而润滑脂在轴承旋转时起减少轴承内部摩擦及磨损，防止氧化、腐蚀、烧粘、异物侵入轴承内部等作用，轴承旋转时滚动接触面润滑度、润滑脂粘度、油膜厚度等都会对轴承疲劳寿命产生影响。轴承和润滑脂检测项点如表1所示。

3.2 检测结果

3.2.1 轴承外观状况

抽检的轴承在清洗前后分别对轴承端面、内外径、滚动体和保持架进行外观检测，轴承是支撑转子，降低其运行过程中的摩擦系數的重要走行部件，使用中轨道面如果出现剥离将会产生热切轴等行车安全故障。通过对抽检的某套轴承的外观检查和放大100倍下的微观检查可知，传动端轴承外观无异常，轨道面无压痕、碰痕或裂纹;非传动端轴承外观无异常，轴承外圈轨道面无碰痕或裂纹，存在少量轻微压痕，但并不影响轴承性能。

3.2.2 轴承形状和圆度检查

传动端圆柱滚子轴承内部采用滚子平行排列，滚子之间装有间隔保持器或隔离块的结构，轴承内、外圈可分离，轴承外圈两侧有挡边，内圈无挡边，安装与拆卸非常方便，允许转轴相对轴承座之间在轴向两个方向上的移位，适用于作为游动端轴承使用。由其形状和圆度检查结果可知，轴承圆度无异常，轴承形状存在深约1μm～2μm的压痕，在标准要求2μm～3μm范围内，且该压痕在个别点上出现，可以继续使用。

非传动端深沟球轴承由一个外圈，一个内圈，一组钢球和一组保持架构成，属于单列开式，其结构简单，使用方便，主要承受径向载荷，也可承受径向、轴向联合载荷，摩擦系数小，极限转速高，但不耐冲击，不适宜承受重载荷。由其形状和圆度检查结果可知，轴承圆度、形状均无异常，可以继续使用。

3.2.3 内外径尺寸、游隙、绝缘阻抗检测

轴承游隙时轴承滚动体与轴承内外圈壳体之间的间隙，根据移动方向，可分为径向游隙和轴向游隙，一般来说，径向游隙越大，轴向游隙也越大，反之亦然。

一般轴承安装后，轴承与轴和外壳孔配合的松紧会导致轴承游隙值变化，在运转时由于轴与外壳的材料膨胀系数不同、散热条件不同等，内外圈之间产生温度差，也会导致游隙变化。

轴承工作游隙的大小对轴承的滚动疲劳寿命、温升、噪声、振动等性能均有影响，因此有必要检测轴承尺寸、游隙等，保证轴承的最佳工作状态。

由轴承尺寸、游隙、绝缘阻抗值检测结果可知，圆柱滚子轴承和深沟球轴承的各项检测项点值均在规格值范围内，可以继续使用。

3.2.4 润滑脂检测

润滑脂变质的原因主要有两方面：一方面是受热发生氧化变质的化学变化，导致润滑脂软化、水油分离、有效添加剂成分减少等;另一方面是因机械运动发生的物理变化，导致润滑脂稠度变化、滴点下降、水油分离等。

水分可使润滑脂乳化变质，影响轴承的抗锈蚀性能;某些酸性或碱性气体腐蚀轴承，并且能加速润滑脂变质和轴承锈蚀;同时轴承使用过程中进入的杂质（主要是磨损的金属微粒、混入的尘埃等）不仅容易加速润滑脂变质，还会加速轴承磨损;润滑脂是否变质，学通过化验分析来判断。

从理化分析结果可知，两种型号轴承的润滑脂均未发生氧化劣化，铁粉含量、铜粉含量、水分含量、油分离率均在要求值范围内，可以继续使用。

4 结论

通过对该型动车组牵引电机跟踪抽检结果可以看出，牵引电机轴承和润滑脂的状态良好，轴承拆卸后运送过程中防护得当，轴承状态良好，满足运行要求，大部分轴承仍然可继续使用，说明牵引电机运行60万km时补脂22g～25g的方法能对轴承起到较好的润滑保护作用，专项修试行方案理论上可行。但此次试行方案验证只在小批量电机上试验、检测，后期应选取大批量牵引电机进行跟踪检测验证，以提高专项修试行方案的可靠性。

参考文献

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