HXD1C型机车牵引电机非齿端轴承报警分析与对策

摘 要：HXD1C型机车在较短的时间内，连续多台牵引电机发生非齿端轴承报警故障。经落下解体检查均发现轴承外圈内滚道存在故障。针对这种情况，分析可能发生的原因，并形成预防措施，及时消除机车走行部隐患，确保铁路运输安全。

关键词：HXD1C型机车;车载监测装置;分析;牵引电机;轴承报警;解体;补脂;措施

一、故障概况

2020年11月至2021年3月，上海局集团公司合肥机务段数据分析人员通过6A系统机车走行部车载监测装置数据分析发现5台HXD1C型机车牵引电机非齿端轴承存在外环报警故障信息。返厂分解检查，均发现轴承外环内滚道存在压痕或剥离故障，见表1所示。

二、数据分析

综合6A系统机车走行部车载监测装置数据分析，上述5台机车牵引电机非齿端轴承均存在预警及一级振动报警故障，时域波形图、频谱图均存在明显外环故障谱。

以HXD1C0871机车45位轴承为例，分析数据情况如下：

該机车2021年1月25日至2021年2月24日期间，45位共发生一级振动报警故障2次，故障预警19次，无温度报警信息。

从后台架SV值趋势同位比较来看，45位较55位、65位明显偏高。且有两次突变，2月5日5：16，SV值由361突升为2858;2月24日13：04，SV值由887突升为9160。

从后台架温度实时分析趋势同位比较来看，45位较55位、65位无明显偏高，温度趋势基本一致。

从冲击趋势来看，45位存在非连续型齿轮踏面冲击信号。外环信号持续存在，且连续。

样本分析，45位轴承时域波形图、频谱图均存在明显外环故障。

通过检测数据分析，时域波形图、频谱图故障谱具有以下特征：

（1）冲击趋势明显突变。2021年1月25日至2021年2月24日期间，SV趋势共发生2次突变，2月5日5：16，SV值由361突升为2858;2月24日13：04，SV值由887突升为9160。突变后冲击趋势明显加强，出现轴承预警、一级报警故障信号。

（2）样本数据外环故障明显，时域波形图呈明显梳状，频谱图外环故障明显。

（3）轴温无明显上升趋势。后台架温度实时分析趋势同位比较45位轴温无明显偏高，温度趋势基本一致。

三、牵引电机轴承分解检查情况

（一）HXD1C0876机车第5位牵引电机解体检查情况

（1）入厂试验。电机空转试验时，两端有较大异音。

（2）拆检情况。见图1所示，解体电机，检查D端轴承使用情况，外圈滚道面及滚珠表面未发现磨损或者剥离痕迹。检查N端轴承使用情况，轴承油脂量正常，将N端轴承破解，检查轴承外圈滚道面发现多处压痕。

（二）HXD1C0873机车第3位牵引电机解体检查情况

（1）入厂试验。电机空转试验时，非传动端有异音。

（2）拆检情况。见图2所示，解体电机，检查D端轴承使用情况，外圈滚道面及滚珠表面未发现磨损或者剥离痕迹。检查N端轴承使用情况，轴承油脂量正常，将N端轴承破解，检查轴承外圈滚道面发现多处压痕。

（三）HXD1C0876机车第5位牵引电机解体检查情况

（1）入厂试验。电机空转试验时，两端有较大异音。

（2）拆检情况。见图3所示，解体电机，检查D端轴承使用情况，外圈滚道面及滚珠表面未发现磨损或者剥离痕迹，轴承外圈滚道面发现一处异常压痕。检查N端轴承使用情况，油脂发黑发焦，将N端轴承破解，检查轴承外圈滚道面有一处剥离痕迹。

（四）HXD1C0871机车第4位牵引电机解体检查情况

合肥机务段技术科安排相关工程师到株洲电机公司现场参加HXD1C0871机车45位牵引电机解体检查。见图4和图5所示，解体后发现非齿端轴承外环内滚道有一处明显剥离，内环滚道有两处浅坑，其他状态良好。

解体情况：分解小端轴承端盖，检查测速齿轮盘状态良好，被轴承滚子挤出的旧油脂黏度良好，数量一般，颜色偏暗。解体测速齿轮盘，轴承外立面油脂黏度异常，表面有发硬现象。液压拉马拉出轴承，检查牵引电机轴与轴承配合处均匀，判断轴承内环套装良好，同轴度良好;轴承外环与轴承室压装良好。轴承在株洲电机公司轴承检测站动态检测，因软件故障没有出判断结论，调整轴承转速为试验要求的最高转速800转/分试验，有轻微异音。磨去轴承保持架上铆钉头部，解体、清洗轴承，发现轴承外圈滚道上有一处较大剥离，轴承内环滚道上有两点较浅凹坑，判断该凹坑为剥离碎片随着滚珠转动造成。

（五）HXD1C0886机车第3位牵引电机解体检查情况

（1）入厂试验。电机空转试验时，两端都有异音。

（2）拆检情况。见图6所示，解体电机，检查D端（齿端）轴承使用情况，外圈滚道面及滚柱表面未发现磨损或者剥离痕迹。检查N端（非齿端）轴承使用情况，轴承油脂颜色发黑，将轴承破解，检查轴承外圈滚道面发现一处剥离痕迹。

综合上述情况来看，落修解体的5台牵引电机都是2017年9月株洲机车公司新造机车上车的牵引电机（如表1），均为SKF轴承，走行公里在51万～61万公里之间，油脂正常偏干。且机车号均为08××，其他车号机车未发现此类故障。因此，可能存在的原因为该批轴承材质不良或电机组装工艺方面存在问题。有轴承油脂正常偏干，说明油润存在一定问题，现在已经按照最新补脂要求，每次修程补脂量增加30%。

2021年4月和5月安排两轮对所有HXD1C型机车牵引电机集中补强补脂，且修程时执行补脂量增加30%的最新规定，到2021年年末，机车牵引电机轴承报警频次下降约50%，说明前期针对措施有效。

四、措施

从解体的5台轴承报警落下牵引电机来分析：

（1）430系统具有不漏报、准确性高、预见性好的优良特点;（2）牵引电机非齿端轴承油润较差，株洲原补脂方案不符合上海局机车运用条件。

故采取以下措施：

（1）继续做好430系统机车走行部车载监测装置数据分析。发现HXD1C型机车牵引电机非齿端轴承预警一级报警故障，须结合SV图、时域图、频域等图分析确认，及时扣车落修电机。

（2）按照HXD1C型机车修程时执行牵引电机非齿端轴承补脂130克的最新作业标准，确保油润状态良好。同时，跟踪观察后总结分析最新作业标准是否合适。

参考文献：

[1]陈纯北.HXD1C型机车架构与运用操作.中国铁道出版社，2015.

作者简介：李中西（1978— ），男，汉族，安徽涡阳人，硕士，工程师，研究方向：机车检修。