機車牽引電機的機械質量問題研究

李亞東

摘要：在惡劣的工作環境下，牽引電機相對于一般的工業電機來說故障發生率更高，技術人員需要更頻繁地對電機故障進行維修，為了提升牽引電機的工作質量，本文對機車牽引電機的機械質量問題進行分析，并給出了一些解決策略。

關鍵詞：機車牽引電機;機械質量;故障維修

引言

電氣絕緣是電機中的重要工作內容，同樣也是最頻繁出現問題的部分，近年來研究人員不斷對牽引電機進行升級改造，提升牽引電機的電氣性能，但在這個過程中忽略了牽引電機的質量問題，導致電機經常由于機械故障引起絕緣故障。

1.金屬材料損傷導致的質量問題

牽引電機金屬材料出現的問題主要可以分為4類，分別是引出線和連線斷裂、齒輪運轉不良、部件拆卸時造成的材料損壞、焊修造成的機械金屬材料損傷。引出線和連線斷裂是牽引電機運行過程中常見的一種故障，在牽引電機運轉時，引出線和連線會受到振動、電磁力、內部應力等各種力的作用，長時間的工作會使得引出線和連線在力的作用下斷裂。牽引電機的工作過程中會產生頻繁的震動，而軸承根部、銅線轉角、支架等部件會在震動力的影響下產生裂紋，刷架圈、軸承等部件會產生磨損，影響齒輪的運行狀態。在制作牽引電機時有真空壓力浸漆的步驟，而這一步驟給牽引電機原件的拆卸增加了一些困難，如果拆卸人員專業能力不達標，則很可能會造成銅線斷裂、螺紋斷裂、元件變形的后果。技術人員也要定期對電機定期進行檢修，在發現牽引電機的元件出現磨損變形時也要及時焊修，以此來保證牽引電機的運行性能，但焊修的過程可能會導致金屬材料出現損傷。

以研究如何解決金屬材料損傷導致的質量問題為例，導致引出線和連線斷裂的主要原因是牽引電機的內部應力，而在牽引電機的安裝過程中，熱脹冷縮、不同材料之間的膨脹系數差異、安裝誤差都將會給銅線造成較大的內部應力，因此在設計牽引電機時，技術人員應該選擇膨脹系數相近的銅線和絕緣材料，在生產前對生產工人的專業能力進行考核，選擇生產技能較為成熟的工人進入生產線，盡量減少安裝過程中的人為誤差。由于在拆卸牽引電機的部件時，金屬材料可能會造成損傷，影響牽引電機的運行狀況，對此，研究人員可以對電機的拆卸方法進行研究，盡量減少摔、砸、敲等破壞性較大的拆卸方法。此外拆遷人員在拆卸工作后，也要對金屬部件的狀態進行檢查，如果發現出現損壞的元件，則及時更換損壞元件，降低拆卸工作對牽引電機的影響。牽引電機的制造工藝較為復雜且要求較高，電機內部的元件也有較高的尺寸要求，在檢修過程中技術人員應該重視機座、轉軸等元件的焊接質量，在焊修完成后檢查是否存在變形情況。

2.裝配環節中的質量問題

在牽引電機的裝配環節中，也可能會存在著一些質量上的問題，主要可以分為軟件不匹配、定子鐵芯凸起和軸向定位差異三個方面的原因。理論上來說，同一個型號牽引電機使用的元件相同，不同牽引電機之間的元件可以相互調換，但是由于元件加工的過程中會存在著尺寸上的誤差，使得在元件發生調換時，電機的運行狀態也會發生一定的改變。電子芯片是由扇形片制作而成，在扇形片發生松動時可能會破壞定子線圈，使得牽引電機不能接地。牽引電機需要與柴油機的傳動端協調才能完成軸向定位，但發動機的定、轉子有時可能會發生偏移，每次發生偏移的量也并不固定，而偏移將會導致牽引電機的定、轉子鐵芯偏移，還可能會導致油封的軸向縫隙變大，影響牽引電機的運轉。

以研究如何解決裝配環節中的質量問題為例，如果兩臺牽引電機之間的定子或磁極等元件相互調換，則電機的一些物理性質會發生改變，影響牽引電機的運行效果。電機內部的一些有固定尺寸的元件，如小齒輪、聯軸器等，如果尺寸不匹配也會影響牽引電機的運行。因此在檢修過程中，技術人員應該嚴格遵循原裝配件的原則，將某一臺機器的部件全部放置在一起，避免配件發生調換。在牽引發電機的軸向定位出現偏差時，引起的軸向電磁力對電機的運行有明顯的負面影響，對此技術人員可以在轉子和曲軸對輪的連接處安裝墊片。

3.平衡與振動中的質量問題

平衡與振動中的質量問題主要可以分為兩類，分別是動平衡誤差矯正存在的問題和軸系平衡與對中存在的問題。牽引電機內部轉子的動平衡精準度與動平衡試驗機的工作質量有較大的聯系，與工藝連軸器過渡法蘭的連接誤差也存在一定的聯系。出現連接誤差的原因是工藝連軸器不對中、瓢偏、法蘭面螺栓松緊差距大。而軸系的不平衡力主要來源于轉子的不平衡力殘余量和連軸器的連接情況。

以研究如何解決平衡與震動過程中存在的質量問題為例，軸系的平衡與對中對牽引電機的運行狀態有較大的影響，以柴油機為力，柴油機是牽引發電機的典型例子，發電機一端的軸承位置無法進行調整，因此只需要做到連接端口正確對接和螺栓擰緊。而技術人員在發現螺栓擰緊的狀態存在差異或連接端口松動時，就可以判定軸系的平衡與對中存在問題，而這種情況可能會導致柴油機出現猛烈的震動。對此，技術人員可以選用銷釘來連接兩側的端口。銷釘能夠有效解決螺栓擰不緊或端口松動的問題，雖然連接過程較為復雜，但能夠有效減少機器的震動，降低連軸節螺栓斷裂的概率。

4總結

找出問題并通過科學有效的策略解決問題是提升牽引電機機械質量的根本措施，牽引電機的機械質量問題范圍廣泛，而且較為復雜繁瑣，因此在研究過程中需要首先對存在的問題進行分類，并對每一種問題給出相應的優化策略。本文認為只有結合優質的加工技術、先進的裝配手段及嚴格的檢測方式才能夠不斷提升牽引電機的機械質量。

參考文獻：

[1] 楊國升，焦春霞，楊雨豪.HXD2電力機車C6修首列車牽引電機定子絕緣性能檢測分析[J].大眾標準化.2019（05）.29-31

[2] 傅雪軍，楊婷莉，王曉元.大功率永磁直驅電力機車牽引電機關鍵技術研究[J].鐵道機車車輛.2020（03）.34-38

[3] 詹哲軍，張瑞峰，張吉斌，于森林.電力機車直驅永磁牽引控制系統研制[J].電力電子技術.2019（10）.92-95