白晓庆
中车永济电机有限公司 山西 永济 044502
摘要：牵引电机的工作传输效率直接决定了动力传递的质量。在牵引电机运行过程中，电机驱动端轴承是最重要的基础动力组成部分，其承担着转子重量和机车行驶震动。由于牵引电机轴承故障极其容易干扰机车正常运行，造成不可挽回的机车驱动维修成本，因此合理针对牵引电机驱动轴承故障，开展全方位的维修故障分析工作至关重要。
关键词：牵引机车；驱动端轴承；齿轮箱油
引言：现阶段的铁路运输仍然占据着经济运输的大部分比重。铁路运输表现出的快捷，精确和稳定性受到了社会发展的一致认可。事实上，现阶段的牵引电机是机车驱动系统中的重要结构，提升牵引电机驱动质量是确保机车高效安全运行质量的重要保障。轴承作为机车最重要的动力组成原件，对机车行驶驱动和机车冲击振动作用意义巨大。本文着重研究HXD2电力机车的运行情况，并针对牵引机车轴承检修和，拆解，优化和维护来研究驱动端轴承的破损问题，并结合外观检查和齿轮箱检查来提出故障处理优化策略，为机车高质量使用夯实基础。
1.牵引机车轴承故障分析
某电力机务段型号HXD2牵引驱动机车长期高负荷运载，致使牵引驱动性能严重下降，运输效率大打折扣。经过对比不同HDX2型机车牵引驱动体系，发现其驱动端轴承受损程度明显超出可正常运行的电力机车轴承工作范围，导致机车不能正常驱动运行。2009年11月3日后，牵引机车驱动轴承磨损造成4台机车出现驱动事故。而后机车检修工作人员在对事故机车驱动端轴承间隙进行调查。
依照HXD2型机车牵引驱动的轴承设计规范，可正常运行的牵引机车轴承范围要严格控制在0.12mm~0.2mm的间隔内。经比对事故机车轴承间隙发现，出现事故机车的报废轴承间隙明显超出普查得出的驱动轴承间隙标准。对其余投入使用的机车驱动端轴承进行调查分析发现，超出HDX2牵引机车规范间隙范围的牵引电机轴端都发现了不同程度的轴承磨损现象。为了更好地分析轴承故障成因，建立起完整的事故优化策略，从外观检查和齿轮箱进行可行性轴承故障分析和汇总。
2.拆解外观检查分析
拆解外观检查特定针对故障机车驱动齿轮，并采取现场拆解来实时性分析驱动机车的轴承运行状态。通过对故障机车现场拆解后的检查，故障机车滚柱表面不规则现象明显，且比正常投入使用的轴承滚柱表面磨损程度高。拆解外观调查发现部分轴承已经完全不能适用在机车驱动体系中。在对故障轴承进行外观拆解和分析对比中发现，出现故障的传动齿轮滚柱表面磨损痕迹明显，部分出现完全损坏现象，安全隐患巨大。而比对分析完故障齿轮滚柱表面后，通过拆解发现传统齿轮磨损现象较低，但黑色灰尘堆积量较多。
综合整体外观拆解和现场分析发现，滚柱轴承内套受冲击程度较大，且主动滚柱表面磨损程度高，黑色灰尘堆积较多。由于HDX2采用圆柱滚子轴承来完成机车驱动，因此在机车牵引驱动端的轴承润滑采用齿轮油来完成驱动润滑。拆解调查发现，由于齿轮箱油层污染，当驱动电机牵引力促使电机冷却风进入到转子通风口时，会导致流经轴承驱动端口的线路周围环境受到污染，致使冷却风在定子，转子通风口，回油孔和齿轮箱内容易堆积污染杂物，造成齿轮箱内齿轮油D污染，形成驱动轴承滚柱和内套面损坏。
3.齿轮箱油分析
从齿轮润滑油运动黏度，总酸度，水含量进行分析对比发现，齿轮油指标符合实际要求，而铁含量明显超出未被污染的齿轮油铁含量，且油种铜元素含量也比未被污染的齿轮润滑油含量高。这说明污染后的机车驱动机组钢质零件磨损程度明显超出未被污染的机车驱动体系。另外，污染齿轮油理性指标中的硅元素含量过高，经过对机车驱动端分析得出是来自于空气粉尘污染。
4.分析结论
HDX2型机车轴承超出正常机车轴承范围限制的原因是由于驱动轴承破损导致的齿轮油污染引起的。HDX2机车运行过程中由于滚柱和内套见磨损现象严重，造成运煤线路周围冷却风将污染杂质带入到齿轮箱内，造成轴承异常磨损和齿轮油污染。
对齿轮油的深度污染发掘得知：
1)齿轮油未能实现实时性的更换保养。齿轮油未能实现实时性的更换保养就意味着进入齿轮油内的污染杂质会逐渐积聚，进而在滚柱和轴承齿轮表面堆积，最终造成轴承损坏。
2)由于机车运行中，机车驱动端轴承的运煤路线上的冷却风会让杂质污染齿轮油，进而造成轴承游隙过大。
3) 电机安装前未能及时清理零部件与齿轮箱间的已有杂质残留，造成杂质堆积。
5.牵引电机驱动轴承故障处理
牵引机车的轴承故障采取以下措施来处理；
1)机车驱动检修人员要做到实时性替换破损驱动端轴承，并对电机破损状态和型号作出严格的替换检修报告。检修人员要在驱动机组内设置可增加密封效果的转子轴承密封环，确保进入到齿轮箱的冷却风流量能够满足实际可正常运行的流量标准。另外，检修人员要对驱动端内机组密封压力进行实时性检测，并在电机和齿轮箱密封套内增加可用来外界连接的端盖孔洞，确保齿轮箱风量降低，并能够让杂质能随冷却风流动及时排出。
2)检修人员要及时检查和清理传动齿轮与箱体间的杂物。在进行驱动端轴承更换工作时要做到对齿轮和齿轮箱的干净清洗，确保驱动端轴承的整洁。
3)要实时性检修牵引电机轴承的温度，防止因轴承温度过高而出现不必要的安全隐患。电机驱动轴承的温度检修可以通过温度试纸的贴合来完成，从而实现对电机驱动轴承的可持续运行。
4)技术人员要做到对驱动轴承磁性螺栓的实时性清洗工作，防止杂物积累干扰轴承的正常运行。
结语：牵引电机的工作质量直接决定了动力机车的高效率运行。轴承作为牵引电机驱动的重要结构，只有做到对轴承磨损现象的实时性防护和轴承更换，杜绝电机卡死造成的安全隐患是最重要的故障处理内容。在实际机车工作场景中，合理地采取机车驱动端轴承的故障处理工作至关重要，只有加强故障处理合理性，才能促进电机车运输驱动的稳定性，安全性和可持续性，从而促进社会经济的稳定发展。
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