HXD1C型機車牽引電機非齒端軸承報警分析與對策

摘?要：HXD1C型機車在較短的時間內(nèi)，連續(xù)多臺牽引電機發(fā)生非齒端軸承報警故障。經(jīng)落下解體檢查均發(fā)現(xiàn)軸承外圈內(nèi)滾道存在故障。針對這種情況，分析可能發(fā)生的原因，并形成預防措施，及時消除機車走行部隱患，確保鐵路運輸安全。

關(guān)鍵詞：HXD1C型機車;車載監(jiān)測裝置;分析;牽引電機;軸承報警;解體;補脂;措施

一、故障概況

2020年11月至2021年3月，上海局集團公司合肥機務段數(shù)據(jù)分析人員通過6A系統(tǒng)機車走行部車載監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)5臺HXD1C型機車牽引電機非齒端軸承存在外環(huán)報警故障信息。返廠分解檢查，均發(fā)現(xiàn)軸承外環(huán)內(nèi)滾道存在壓痕或剝離故障，見表1所示。

二、數(shù)據(jù)分析

綜合6A系統(tǒng)機車走行部車載監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)分析，上述5臺機車牽引電機非齒端軸承均存在預警及一級振動報警故障，時域波形圖、頻譜圖均存在明顯外環(huán)故障譜。

以HXD1C0871機車45位軸承為例，分析數(shù)據(jù)情況如下：

該機車2021年1月25日至2021年2月24日期間，45位共發(fā)生一級振動報警故障2次，故障預警19次，無溫度報警信息。

從后臺架SV值趨勢同位比較來看，45位較55位、65位明顯偏高。且有兩次突變，2月5日5：16，SV值由361突升為2858;2月24日13：04，SV值由887突升為9160。

從后臺架溫度實時分析趨勢同位比較來看，45位較55位、65位無明顯偏高，溫度趨勢基本一致。

從沖擊趨勢來看，45位存在非連續(xù)型齒輪踏面沖擊信號。外環(huán)信號持續(xù)存在，且連續(xù)。

樣本分析，45位軸承時域波形圖、頻譜圖均存在明顯外環(huán)故障。

通過檢測數(shù)據(jù)分析，時域波形圖、頻譜圖故障譜具有以下特征：

（1）沖擊趨勢明顯突變。2021年1月25日至2021年2月24日期間，SV趨勢共發(fā)生2次突變，2月5日5：16，SV值由361突升為2858;2月24日13：04，SV值由887突升為9160。突變后沖擊趨勢明顯加強，出現(xiàn)軸承預警、一級報警故障信號。

（2）樣本數(shù)據(jù)外環(huán)故障明顯，時域波形圖呈明顯梳狀，頻譜圖外環(huán)故障明顯。

（3）軸溫無明顯上升趨勢。后臺架溫度實時分析趨勢同位比較45位軸溫無明顯偏高，溫度趨勢基本一致。

三、牽引電機軸承分解檢查情況

（一）HXD1C0876機車第5位牽引電機解體檢查情況

（1）入廠試驗。電機空轉(zhuǎn)試驗時，兩端有較大異音。

（2）拆檢情況。見圖1所示，解體電機，檢查D端軸承使用情況，外圈滾道面及滾珠表面未發(fā)現(xiàn)磨損或者剝離痕跡。檢查N端軸承使用情況，軸承油脂量正常，將N端軸承破解，檢查軸承外圈滾道面發(fā)現(xiàn)多處壓痕。

（二）HXD1C0873機車第3位牽引電機解體檢查情況

（1）入廠試驗。電機空轉(zhuǎn)試驗時，非傳動端有異音。

（2）拆檢情況。見圖2所示，解體電機，檢查D端軸承使用情況，外圈滾道面及滾珠表面未發(fā)現(xiàn)磨損或者剝離痕跡。檢查N端軸承使用情況，軸承油脂量正常，將N端軸承破解，檢查軸承外圈滾道面發(fā)現(xiàn)多處壓痕。

（三）HXD1C0876機車第5位牽引電機解體檢查情況

（1）入廠試驗。電機空轉(zhuǎn)試驗時，兩端有較大異音。

（2）拆檢情況。見圖3所示，解體電機，檢查D端軸承使用情況，外圈滾道面及滾珠表面未發(fā)現(xiàn)磨損或者剝離痕跡，軸承外圈滾道面發(fā)現(xiàn)一處異常壓痕。檢查N端軸承使用情況，油脂發(fā)黑發(fā)焦，將N端軸承破解，檢查軸承外圈滾道面有一處剝離痕跡。

（四）HXD1C0871機車第4位牽引電機解體檢查情況

合肥機務段技術(shù)科安排相關(guān)工程師到株洲電機公司現(xiàn)場參加HXD1C0871機車45位牽引電機解體檢查。見圖4和圖5所示，解體后發(fā)現(xiàn)非齒端軸承外環(huán)內(nèi)滾道有一處明顯剝離，內(nèi)環(huán)滾道有兩處淺坑，其他狀態(tài)良好。

解體情況：分解小端軸承端蓋，檢查測速齒輪盤狀態(tài)良好，被軸承滾子擠出的舊油脂黏度良好，數(shù)量一般，顏色偏暗。解體測速齒輪盤，軸承外立面油脂黏度異常，表面有發(fā)硬現(xiàn)象。液壓拉馬拉出軸承，檢查牽引電機軸與軸承配合處均勻，判斷軸承內(nèi)環(huán)套裝良好，同軸度良好;軸承外環(huán)與軸承室壓裝良好。軸承在株洲電機公司軸承檢測站動態(tài)檢測，因軟件故障沒有出判斷結(jié)論，調(diào)整軸承轉(zhuǎn)速為試驗要求的最高轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分試驗，有輕微異音。磨去軸承保持架上鉚釘頭部，解體、清洗軸承，發(fā)現(xiàn)軸承外圈滾道上有一處較大剝離，軸承內(nèi)環(huán)滾道上有兩點較淺凹坑，判斷該凹坑為剝離碎片隨著滾珠轉(zhuǎn)動造成。

（五）HXD1C0886機車第3位牽引電機解體檢查情況

（1）入廠試驗。電機空轉(zhuǎn)試驗時，兩端都有異音。

（2）拆檢情況。見圖6所示，解體電機，檢查D端（齒端）軸承使用情況，外圈滾道面及滾柱表面未發(fā)現(xiàn)磨損或者剝離痕跡。檢查N端（非齒端）軸承使用情況，軸承油脂顏色發(fā)黑，將軸承破解，檢查軸承外圈滾道面發(fā)現(xiàn)一處剝離痕跡。

綜合上述情況來看，落修解體的5臺牽引電機都是2017年9月株洲機車公司新造機車上車的牽引電機（如表1），均為SKF軸承，走行公里在51萬～61萬公里之間，油脂正常偏干。且機車號均為08××，其他車號機車未發(fā)現(xiàn)此類故障。因此，可能存在的原因為該批軸承材質(zhì)不良或電機組裝工藝方面存在問題。有軸承油脂正常偏干，說明油潤存在一定問題，現(xiàn)在已經(jīng)按照最新補脂要求，每次修程補脂量增加30%。

2021年4月和5月安排兩輪對所有HXD1C型機車牽引電機集中補強補脂，且修程時執(zhí)行補脂量增加30%的最新規(guī)定，到2021年年末，機車牽引電機軸承報警頻次下降約50%，說明前期針對措施有效。

四、措施

從解體的5臺軸承報警落下牽引電機來分析：

（1）430系統(tǒng)具有不漏報、準確性高、預見性好的優(yōu)良特點;（2）牽引電機非齒端軸承油潤較差，株洲原補脂方案不符合上海局機車運用條件。

故采取以下措施：

（1）繼續(xù)做好430系統(tǒng)機車走行部車載監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)分析。發(fā)現(xiàn)HXD1C型機車牽引電機非齒端軸承預警一級報警故障，須結(jié)合SV圖、時域圖、頻域等圖分析確認，及時扣車落修電機。

（2）按照HXD1C型機車修程時執(zhí)行牽引電機非齒端軸承補脂130克的最新作業(yè)標準，確保油潤狀態(tài)良好。同時，跟蹤觀察后總結(jié)分析最新作業(yè)標準是否合適。

參考文獻：

[1]陳純北.HXD1C型機車架構(gòu)與運用操作.中國鐵道出版社，2015.

作者簡介：李中西（1978—?），男，漢族，安徽渦陽人，碩士，工程師，研究方向：機車檢修。