降低DF型機車啟動機油泵電機故障率的思考

武 磊 中國鐵路上海局集團有限公司合肥機務段

1 引言

合肥機務段目前共配屬各型內燃機車200余臺，作為上海局內燃機車中修基地，提供優質機車是檢修人員首要任務。近年來由于高速、重載及長交路輪乘制的大力推行，機車質量面臨嚴峻考驗。

啟動機油泵電機是驅動機油泵的動力裝置，內燃機車啟機前必須先啟動機油泵電機給機車潤滑系統輸送潤滑油，確保各部位的潤滑油通過機油管系供應到位，防止機械過熱等問題發生，啟動機油泵電機故障一直是內燃機車慣性故障，一旦發生故障機車將無法啟動，給內燃機車的安全運用帶來極大隱患。

DF型內燃機車啟動機油泵電機是由機車蓄電池供給110 V電壓開始工作，通過連軸節帶動潤滑油泵將潤滑油輸送到個機械部件，電機型號ZTP-41,功率4.5 kW,采用4極復勵直流電機。

2 基本思路

通過對現場啟動機油泵電機故障檢修數據對比分析，發現電機火花大和震動大是啟動機油泵電機故障的主要故障表現形式，再通過對產生上述2種故障現象的主要原因進行綜合分析，并有針對性的制定解決措施，從而達到降低啟動機油泵電機故障率的目的。

3 原因分析

3.1 電機震動大故障原因分析

（1）銅棒敲擊力度不均勻：技改前軸承安裝主要采用銅棒擊打方式進入端蓋，銅棒敲擊力度不均勻，在擊打軸承外圈時容易碰傷保持架，使之產生變形。按照工藝變形量大于0.12 mm時禁用。

（2）上部滾柱下沉：組裝電機時用電樞重心吊具將電樞吊起投入到電機定子腔內，軸承內圈和滾柱直接接觸，互相之間容易碰撞造成內圈或滾柱損傷。目前現場已配備軸承導向套，可將下沉滾柱恢復原位，有效防止軸承內圈和滾柱相碰。

（3）無防護罩：中修為流水線作業，六臺牽引電機的軸承一次安裝完畢加入油脂放置待用，在待用過程中軸承內很容易落入灰塵和其他雜物，使滾道磨損造成軸承震動大。目前現場已配備防護罩，可有效避免灰塵和其他雜物侵入。

（4）油脂填裝缺少專用量具：分解后的軸承為敞開式，無法用油槍定量加油，現場多采用徒手直接給油，無法保證油脂的定量，油脂過多散熱不良，油脂過少潤滑不良都會造成軸承震動。按照檢修工藝，軸承加油量為150 g，誤差不得超過10%。

（5）無復檢手段：一是軸承加熱套裝于軸上，內面沒有貼到軸承定位圈，造成滾柱不在內圈工作面上，換向器跳動量大，形成震動，同時也會產生火花。二是按工藝定子與轉子之間的氣隙為0.5 mm~0.8 mm。而故障電機分解后發現定轉子氣隙量不在工藝范圍內，通電后旋轉磁場不均勻，造成電機震動大。目前現場已使用塞尺逐臺進行復檢，基本能夠避免此類故障發生。

3.2 電機火花大故障原因分析

（1）換向片槽口倒角小：按要求每個換向片槽口倒角40°~50°，云母槽下刻深度0.3 mm~0.5 mm。電機長期運用后換向片倒角磨平，造成火花大。換向器倒角小，又加劇碳刷磨損，使換向片槽內碳粉聚集，造成換向片間短接形成火花。

（2）刷架中心位目測測量精度低：試驗時憑經驗調整刷架圈，沒有專用儀器，刷架圈偏離中心位，造成火花大。目前現場已配置電機刷架中心位測量儀。即電機勵磁繞組接6 V直流脈沖電源，正負刷架接0~25 mV雙向毫伏表，接通電源，轉動刷架圈，毫伏表指針擺動量最小時為止（最大不超過2 mV）。

（3）萬用表測量精度低：用萬用表測量各繞組內阻值，誤差比較大，有時超出標準值10%，容易造成火花大。目前現場已采用直流雙臂電橋（微歐計）測量各繞組阻值，且繞組阻值誤差控制在10%之內。

（4）電機檢查孔蓋打開時間長：啟動機油泵電機檢查孔蓋為四個固定安裝螺絲，拆卸不方便，容易造成漏檢，電機出現輕微火花時不能及時處理，形成較大火花。按技術部門要求要在30 s內打開電機檢查孔蓋進行處理。

通過對以上故障原因進行綜合分析，可以發現銅棒敲擊力度不均勻、油脂填裝缺少專用量具、換向片槽口倒角小以及電機檢查孔蓋打開時間長是造成啟動機油泵電機故障的主要原因。

4 控制措施

（1）制作軸承壓裝裝置。不同大小的軸承使用不同規格的壓板，杜絕捶擊軸承現象，確保軸承無損傷。見圖1所示。

圖1 軸承壓裝機設計簡圖

軸承壓裝機原理及壓裝過程：參照圖1可知，電機軸承壓裝機，包括有一機箱1、固定在機箱1上的壓裝平臺2、開設在壓裝平臺2上的升降口21、豎向分布在升降口21內的伸縮桿3、固定在機箱1內且用于驅動伸縮桿3沿著升降口21直線升降移動的液壓驅動缸4、放在壓裝平臺2上的壓盤6，所述伸縮桿3頂部外側壁上開設有一環形卡槽31，壓盤6上開設有一與環形卡槽31相對應的U型卡腔61，該U型卡腔61一端延伸至壓盤6中心、另一端延伸至壓盤6外側壁。壓盤6通過U型卡腔61卡接在環形卡槽31內實現可拆卸地固定在伸縮桿3上，利用壓盤6與伸縮桿3的可拆卸連接關系，方便更換不同外徑的壓盤，可壓裝不同大小的軸承，適用性強，使用靈活。同時，機箱1內還固定有與液壓驅動缸4相對應的油泵系統5，以使液壓驅動缸4驅使伸縮桿3實現直線升降移動，且機箱1外側壁上固定有對應控制油泵系統5的控制器7，該控制器7上設有上升、下降、停止三個按鍵分別用于對應操控液壓驅動缸4驅使伸縮桿3上升、下降、停止工作。油泵系統5的具體組成部件，包括有電機、油泵、液壓油箱、進出油管等。

壓裝過程：將電機端蓋放在壓裝平臺2上，軸承對準端蓋孔放入，與伸縮桿3保持同軸分布，伸縮桿3升至最高位，壓盤6卡入伸縮桿3的環形卡槽31內，按下控制器7的下降按鍵，電機正轉，液壓驅動缸內的液壓油進入油泵，再經電空分配閥回到液壓油箱，液壓驅動缸內液壓油減少帶動伸縮桿3下行，壓盤6壓在軸承外圈上，軸承進入電機端蓋內，實現壓裝。

（2）制作定量油脂容器。根據標準定量加油，制作不銹鋼成型油脂容器，經實際測量驗證，容器加滿油脂量為150g，加油量最大誤差5.3%，誤差小于10%，符合目標要求。

（3）制作換向片下刻刀具。

材料選用：下刻刀具采用普通鋼鋸條300×12×0.6 mm；刀具架使用3240B級環氧板。

制作過程：下刻刀具采用長度100 mm普通鋼鋸條在精細砂輪機上磨制；刀具架做成相同的兩片，然后用螺絲連接，中間夾刀具。刀具架上有20×40 mm方孔（減輕重量、方便手握）；前部做成1：1斜面（減輕重量、減小阻力）

使用說明：修復換向片槽口倒角時，下刻刀具單獨使用，由換向器升高片端下刀45°方向緩緩用力拉動刀具至尾端；下刻換向片間云母及清除槽內碳粉時，把刀具裝入刀具架內，用力在槽內反復來回推拉，直至達到工藝要求。

（4）采用活動抽拉檢查孔蓋。對原有電機檢查孔蓋進行改進，采用抽拉式設計，簡單實用、安全可靠，進一步消除漏檢現象。見圖4所示。

圖4 活動抽拉檢查孔蓋簡圖

結構原理：蓋框體1上開設有四個安裝孔3，蓋框體1中部開設有方形觀察窗口4，觀察窗口4的左內側面上開設有通槽6、另三內側面上均嵌入有與通槽6相連通的滑槽5，觀察窗口4下滑槽的底邊51寬度大于頂邊52寬度。抽拉板2一端穿過通槽6插入三個滑槽7內，抽拉板2另一端上固定有將抽拉板2與蓋框體1可拆卸地連接在一起的連接裝置，該連接裝置包括固定在抽拉板2上的固定扣7、轉動連接在蓋框體1上與固定扣7相對應的彈簧卡扣8；當抽拉板2插入滑槽7內以關閉觀察窗口4后，利用彈簧卡扣8卡住固定扣7實現兩者固定連接，當需要打開觀察窗口4時，將彈簧卡扣8從固定扣7上取下，向外抽出抽拉板2即可通過觀察窗口4看到機體內部情況，方便現場檢修。

制作過程：（1）選用0.8 mm不銹鋼薄板；不銹鋼焊條；彈簧卡扣。（2）裁剪不銹鋼板；加工四周槽楔；打安裝孔；制作焊接卡簧。

性能試驗：

（1）連續工作10 h散熱性能良好，電機溫升小于30℃（檢修工藝要求不大于40℃）。

（2）進行2 h連續淋雨試驗，無水滴侵入，防塵防水效果良好。

使用說明：

（1）為防止壓面不平安裝時加裝0.5 mm厚橡膠墊。

（2）滑槽內定期清除碳粉等異物。

（3）抽拉板易變形，只可左右推拉，禁止上下用力。

（4）電機開蓋檢查完畢抽拉板在最底部位置，并鎖緊彈簧卡扣。

5 效果驗證

結合以上控制措施，通過對2019-2020年同期啟動機油泵電機故障數據統計分析，對策措施制定是有針對性的，相關措施在檢修作業過程中執行是基本到位的，啟動機油泵電機故障率由2019年的7.7%下降到2020年2.8%，取得較好效果。

6 結束語

通過對降低DF型機車啟動機油泵電機故障率的思考，系統分析了造成故障的原因，針對性的制定了控制措施，通過后續跟蹤驗證，起到較好效果，并將相關控制措施形成作業標準，納入啟動機油泵電機作業指導書，不斷指導現場檢修作業水平提升。