浅析内燃机车电机传动轴机械振动产生的原因及其解决方案

王震 李宝

摘要：在内燃机车电机传动轴机械在运行的过程中，机械振动的现象是常见问题之一。如果相关的维修人员不第一时间对这一问题进行解决，就会导致内燃机车的内部零件发生扭断，继而出现质量问题。故而，维修人员要重视传动箱电机内部系统的整体性能，采取相应的措施确保内燃机车安全运行。本文结合笔者实践经验，针对内燃机电机传动轴机械所存在的问题进行分析，并提出针对性解决方案，以期能够为各位同行提供一些参考。

关键词：内燃机车;电机传动轴机械;振动;原因;解决方案

电机传动轴机械是否能够稳定运行，将会对内燃机车的应用产生巨大影响。在内燃机车被普遍应用的今天，相关维修工作人员要加强对这方面问题以及维修技术的研究。实践发现，传动轴发生机械振动在内燃机车电机传动轴运行问题中占据重要比例，且对机械运行危害巨大，因此本文对这一问题进行分析，并提出有效解决对策。

一、内燃机电机传动轴机械振动的概述

作为一种结构紧凑、马力强劲的机车结构，内燃机车应用十分广泛。这种发动机的发动过程需要利用发电机、传动轴实现轴系连接，以保证机车运行稳定性。一般来说，是由发动机带电机转动，然后通过轴系结构零件的紧密结合，带动整个机车开始运转。在实际的应用中，内燃机电机传动轴需要和齿轮结构、轴结构结合到一起，才可以形成传动作用。也即是说，内燃机电机传动轴不是独立结构，需要与齿轮结构、轴结构共同组成一个整体，这个整体被称为轴系结构。该传动轴转动时，会受到与其结合的齿轮结构、轴结构的影响，并因此而出现受力的变化。传动轴工作中，轴向的偏差会对其运行状态造成明显影响。了对抗这种力的变化，传动轴就会借助机械振动促使内燃机电机传动轴恢复正常运行状态。与此同时，机械振动的产生也会对内燃机车造成一定的不利影响，比如其所带来的磨损，破坏了发动机中法兰盘与气缸的工作状态以及电机中齿轮的咬合状态。故而，相关专业技术人员要对内燃机车传动轴机械振动问题及其解决方式进行系统分析，从而改善内燃机车运行的状态，保证其安全性与稳定性。

二、内燃机车电机传动机械振动所造成的问题

（一）对内燃机动力源造成的影响

在实际运行中，内燃机车电机传动机械可以把传动箱第一输入轴与柴油机曲轴结合到一起，所以必须要保证电机运行状态足够稳定，才能促使机械正常运行。一方面来说，在机车正式进入工作状态之前，内燃机车会有燃烧或者喷油现象，其运行会因此对机车造成影响。相关的技术人员在分析研究往年维修记录时，要最终确定内燃机车存在的问题，但是这一过程会对内燃机车产生燃烧造成不良影响，导致各个气缸的工作稳定性下降，甚至也可能会降低电机运行时的转速稳定性。另一方面来说，一旦发生电机传动轴振动问题且长期存在，导致输入轴长时间处于不稳定状态，会造成传动轴轴齿轮啮合。如果出现不稳的情况，轴向的冲击力会引发传动轴振动，严重时将造成零部件异常。与此同时，如果电动机传动轴的轴向间距并未超过规定范围，那么会导致内燃机车温度的上升，继而形成旋转零件惯性问题，影响机械的正常运转。

（二）对旋转轴系数造成的影响

1.造成了同轴度影响

在开始启动发动机之前，要将电机传动轴、电机万向轴、弹性联轴节结合到一起，这种运行方式会对弹性联轴节、万向轴的同轴度形成影响，使其产生一定偏差。如果产生电机万向轴的法兰不稳定现象或者安装过程存在误差，在发电机已经发动起来之后，也会造成同轴度偏差，继而造成电机的两个法兰盘之间的结合状态形成弯曲，这会产生噪音或者振动。尤其对于明确安装精度要求的发动而言，此类影响将会更为显著。

2.造成了电机万向轴不平衡力矩

首先，为了保证处于高速旋转状态的电机万向轴稳定运行，需要在具體的运行阶段完成关于万向轴的平衡的试验工作，保证旋转轴线与惯性保持一致。这样一来，如果内燃机车在运行时产生振动，技术人员就能够及时找到问题所在，从而第一时间做出处理。其次，当检修数据显示电机万向轴在运行过程中出现重叠现象，且重叠范围在3-4mm时，就会致使电机万向轴形成不平衡力矩，继而出现内燃机车将不能正常运行的现象。

3.造成了内燃机内部润滑不良

对于机车的正常运行而言，内燃机内部润滑度是重要的影响因素，且对其运行安全起着关键作用。所以，相关设计人员要重视内燃机设计，并充分考虑检修需求。电机万向轴需要在内燃机外进行高速旋转，所以当十字销轴承内的滚针连接部位达不到润滑要求时，就会造成内燃机进行顺畅度降低，如果问题严重还可能会产生滚针问题;当花键部达不到润滑要求时，摩擦力的增大会形成对花键槽的压力，导致万向轴主动端与从动端之间缝隙变大，改变其原有的连接状态，引发传动轴机械振动，影响内燃机运行的稳定性。

4.造成了齿轮参数影响

如果齿轮参数发生变化，那么就会导致电机齿轮啮合时形成振动，而且齿轮参数大小所形成的影响较为显著。当齿轮旁边的缝隙较大、齿形存在误差明显或者集节上产生偏差时，会对电机齿轮啮合过程中所产生的冲击力大小产生直接影响，当这种冲击力较大时就会形成机械振动。所以，相关技术人员在进行齿轮加工时，要严格按照设计要求与标准开展各项工作，以避免因齿轮参数所导致的机械振动。比如，在加工电机箱体时，应将两个齿轮间的中心间距保持在450mm，齿轮的中等间距与齿轮的最大间距距离分别为0.25mm、0.4mm，从而使得输入齿轮与电机齿间距保持在0-25-2.35mm之间。精密的加工以及合理的齿轮参数设定，保证了电机齿轮啮合运动符合预期，一定程度上避免了机械振动产生。

三、内燃机车电机传动轴机械振动产生的原因分析分析及其解决方案

（一）原因分析

结合上文论述可以得出结论，使电机传动轴机械产生振动和噪音的原因主要有四点。第一，所有气缸运动状态下的工作均匀性不理想，导致了内燃机车运行问题的产生。第二，花键槽、十字销轴承连接处润滑不达标，影响内燃机车运行状态。第三，启动发电机的安装工作不合乎规范，致使误差显著，继而导致内燃机车运行问题。第四，电机万向轴不平衡力矩超出设计所规定的限制范围，影响内燃机车运行状态。这些会导致不同程度的机械振动和噪音，影响内燃机车轴承的正常使用及其寿命。技术人员要对以上工作引起重视，避免此而对机车运行产生干扰或者电机损坏事故。

（二）解决方案

1.校正安装方法规范化

作为生产企业，要保证内燃机车的校正安装方法规范，从而减少因电机传动轴所造成的机械震动，继而促进机车本身正常、稳定运行。无论是电机传动轴的设计与安装都要严格遵循相关设计与操作标准，以达到提升机车运行安全性、稳定性的目的。首先，技术人员在开展内燃机车电机轴系设计工作时，应采取不同的走线方式和转轴模式，最大限度地规避转轴之间的相互影响。当轴系中的某一个转轴产生振动时，会经由系统将这种震动传递给其他转轴，继而使得整个轴系的运动状态受到影响。设计人员要将轴系视为一个整体，结合其具体运行状态与设计规则，开展各项工作。通过对设计思路的改进、优化，可以有效减弱传动式的机械振动，进而降低使用过程中形成机械振动的概率。其次，在开展发动机安装工作时，技术人员也要保证各个汽缸工作的均匀性，使齿轮咬合受力均匀，保证其咬合紧密。完成安装工作之后，相关技术人员也要对机车进行性能进行测试，以防工作参数存在偏差的发动机直接被投入使用，通过安装误差的消除，提升电机传动轴运行稳定性与安全性。

2.传动轴机械振动的处理方法

一旦检修人员发现电机传动轴机械振幅超过一定范围并且伴有噪音时，要做好以下几个方面的工作，从而使得内燃机车恢复正常使用。首先，要对电机传动轴功能与工作状态进行详细检查，并确保各项检修措施合乎标准。对于内燃机车来说，所有气缸工作状态保持均匀平稳，可以促使传动轴之间的齿轮啮合保持匀速，进而减少因此而带来的机械震动问题。当内燃机车处于正常运行状态时，相关的技术人员需要以相关的工艺技术标准为依据，开展对喷油的参数的检查、校正工作，调整气阀间距至规定范围，并对无法保证良好使用的活塞环进行换新处理，以保证内燃机车运行的安全性与平稳性，减少由此而造成的使用隐患。同时，还要做好数据记录，使技术人员可以通过数据的获取与分析，第一时间进行修正处理，把有可能发生的隐患扼杀在萌芽之中，尽最大的努力提升使用安全。负责数据采集的技术人员要做好拍照留存工作，为后续工作留下直观化参考资料。后续，技术人员要以传动轴机械的实际运行问题和数据为依据，对相关构件加以调整、优化，最大程度上提升检修工作的科学性。其次，当检修人员发现电机传动轴运行状态轴承轴间隙过大，且超出规定的数值范围时，要及时做出替换处理。再次，维修人员要注意检查连接处的润滑脂，避免因其润滑不达标而造成对万向轴各个部件运行状态的影响。这保养、检修人员的职责所在，相关技术人员要按照各项标准与流程做好日常的维修保养，以保证电机传动轴处于良好的运行状态。

四、结语

综上所述，造成内燃机车电机传动轴发生机械振动的原因多种多样，相关设计、安装、维修技術人员要清楚自身工作标准与职责，从而有效避免因机械振动造成的机车使用问题。在传动轴发生使用过程中，发动机在安装参数异常、润滑剂损耗与缺乏、转轴产生的不平衡力矩、轴系中同轴度的偏差等现象是造成机械振动的常见原因，相关技术人员可以从这几个方面着手采取针对性的措施，对机械振动现象进行避免或者消除，从而提升机车运行的安全性与稳定性。

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