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2011-12-26
作者:程忠前 (西安鐵路局寶雞機車檢修廠)
軸瓦發熱是多年來困擾機車檢修質量和進度的老大難故障,近年來雖然此故障率有所下降,但仍然占我廠大、中修機車檢修總故障的20%左右,運用機車軸瓦發熱也時有發生,嚴重影響著機車運用安全。
1、原因分析
1.1抱軸徑狀態較差
(1)經過對多臺機車下車抱軸徑的研究測量,發現有一個規律:抱軸徑經過一個中修期的磨損 ,原尺寸變化較大,兩頭磨耗少,中間磨耗多,相差0.1~0.15mm左右,個別相差達到0.2~0.3mm,使抱軸徑與軸瓦合金接觸面積達不到要求,Z終導致軸瓦發熱。
(2)抱軸徑粗糙度未達到1.6,或在組裝前及組裝過程中抱軸徑有創傷,造成軸瓦合金拉傷或碾堆,導致軸瓦發熱。
1.2抱軸承體變形或上下體不對應
上抱軸承與牽引電機機殼成一體,一般屬電機檢修范圍;下抱軸承屬機械檢修范圍,對整體變形量的掌握存在一定困難。另外上下抱軸承是一對一的關系,我廠多年來一直堅持解體前先給上下抱軸承焊銘牌的方式,以防上下抱軸承錯亂。但經常會出現銘牌對號而原始號錯亂的現象,導致大軸、抱軸孔、軸瓦不同心,Z終發生軸瓦發熱。
1.3瓦體出現變形
機車運用環境復雜,速度變化,通過彎道、道岔、上下坡道等都會使機車產生振動,軸瓦受到沖擊而變形。隨著沖擊次數的增加,會使變形量進一步加大,Z終導致大軸與軸瓦同心度偏差過大 ,造成軸瓦發熱。
1.4軸瓦合金面與抱軸徑徑向間隙過大或過小
(1)間隙過大:軸瓦相對于抱軸徑活動量加大,瓦體易出現變形,合金易碾堆或剝離,導致軸瓦發熱。
(2)間隙過?。狠S瓦合金面與抱軸徑間摩擦力增大,產生熱量,合金膨脹發軟,間隙進一步縮小,惡性循環下去就會導致軸瓦嚴重發熱。
1.5軸瓦與齒輪座軸向間隙過小
提出了解決方軸瓦大端與齒輪座間產生摩擦力,合金發熱膨脹,導致軸瓦發熱。
1.6毛線刷供油狀態不良
毛線刷頭與抱軸徑接觸面積、壓力、轉動角度達不到要求,起不到正常的潤滑作用 ,合金受熱而碾堆,Z終導致軸瓦發熱。
1.7缺油
毛線刷供給抱軸徑的油起到潤滑作用后,一部分損耗,一部分通過回油孔回到油室 ,一部分則竄到齒輪箱內。此過程往復循環,使油室和輔油箱內的油量不斷減少,造成缺油 ,Z終導致軸瓦發熱。
1.8合金面刮修不到位
上下瓦兩端的減磨區 (待油處)、上半部的通槽及合金面的油花必須刮修到位,確保接觸面始終存有待油量,否則潤滑效果不良,就會造成軸瓦發熱。
1.9瓦鍵選配不良
目前現場使用的瓦鍵長203mm,寬12mm,高有14mm、15mm、16mm、17mm、18mm,共五種。在使用中必須根據鍵槽深度進行選配,否則就會發生竄瓦或使下瓦鍵槽部位受到瓦鍵的作用力,導致瓦體受力變形,軸瓦發熱。
2、解決措施
2.1抱軸徑部分使用外圓磨床加工,達到整體外徑均允,粗糙度1.6,然后依抱軸徑尺寸配軸瓦內徑尺寸。近年來經過實施,效果較好。
2.2針對抱軸承變形、錯號問題,建議上下抱軸承放在一起檢修,并進行空裝檢測抱軸孔,以掌握整體變形程度。出現變形嚴重或錯號者,上鏜床重新等級加工抱軸孔、上大外徑瓦,便可解決問題。
2.3瓦體變形問題。變形量大的瓦體直接報廢;變形量較小且部位不超過三處的瓦體;采用上下瓦對合加箍;再加熱;根據變形位置在軸瓦內孔里加裝頂桿進行整體調整。此方案效果非常好,既節約了材料費又保證了質量,Z終防止了軸瓦發熱。
2.4軸瓦與抱軸徑徑向間隙問題。目前我們采取以軸配瓦的方式來解決,先測量抱軸徑尺寸,后配軸瓦內徑尺寸,間隙控制在0.4mm左右,上下限不超過 0.1mm。此方案效果很好。
2.5軸瓦軸向總間隙問題。我們采取輪對、電機組裝好,嚙合試驗前用塞尺檢測軸瓦大端與齒輪座之間間隙,使其保持在1.1~2.2mm之間。
2.6毛線刷是防止軸瓦發熱的主要部件,它的狀態、作用是否良好非常重要。目前我廠安排一位工作經驗豐富、業務技能精練、責任心較強的人員承擔毛線刷編織、縫合、檢修整備工作。嚙合試驗中再由試驗者、檢驗員、技術員對毛線刷接觸面積、接觸壓力、拉簧拉力大小、刷頭轉動角度等等進行全面檢查,收效較好。
2.7缺油問題是造成軸瓦發熱的主要原因之一,主要發生在運用機車上。SS1、SS3、SS4型機車始終存在抱軸承向齒輪箱內竄油問題,所以建議乘務員每趟出乘前一定要檢查油位,發現缺油要及時補,切不可湊合。
2.8軸瓦刮修是預防軸瓦發熱的主要手段,各檢修單位都有自己的絕招。我們的做法是:首先在上下瓦的兩端刮出寬約60mm、深約0.03mm的減磨區,確保軸瓦合金與抱軸徑間始終有足夠的待油量;其次在上下瓦上半部距合口邊沿30mm處刮出寬約20mm、深約0.06mm的通槽,以防軸瓦受沖擊、震動造成合金堆碾而堵塞油道;Z后在合金表面刮出寬約15mm、深約0.05mm~0.1mm的交叉油花,確保整體潤滑良好。實踐證明此方案在控制軸瓦發熱中起到很好的作用。
2.9針對瓦鍵選配,我們嚴格控制鍵與槽的間隙不大于0.2mm,消滅了滾鍵發熱。鍵凸出鍵槽高度在5mm,小于5mm會造成竄瓦,大于5mm會使軸瓦受到瓦鍵的作用力而發生變形,Z終導致發熱。現場采用這種選法效果很好。
2006年1~5月份,我廠共檢修SS1機車10臺,SS3機車8臺,SS4機車19臺。在檢修過程中,我們嚴格執行以上各項預防軸瓦發熱措施,運用機車未出現軸瓦發熱;檢修機車共出現三根軸軸瓦發熱,均發生在試運轉中。交車前我們及時找出了原因并進行了徹底處理,機車投入運用后再未出現軸瓦發熱。這證明我們采取的措施是行之有效的,保證了機車運用的安全。
補償后始端電流為:Ico—IL=1.952—1.5=0.452A
單相接地時,接地相殘流:Icd—3IL=3.904—3×1.5=0.596A,呈感性,易產生諧振,不宜選用。
設訂一組3臺補償電抗器,每臺1.2A×10kV=12kvar,則補償電流:IL=1.2A,正常工況下,補償后始端電流為:Ico — IL=1.952—1.2=0.752A,單相接地時,接地相殘流:Icd—3IL=3.904—3×1.2=0.304A,呈容性。
可見,選取IL=1.2A補償電流,補償度為61.48%的3臺12kvar補償電抗器一組能夠適當補償電纜線路中電容電流,防止保護、斷路器誤動作。
按此方案,我們選用3臺12kvar補償電抗器后,該電纜線路中電容電流得到良好補償,未再發生保護及斷路器誤動作現象。