CRH2型动车组轴端接地装置的结构及运用

林强波

（青岛四方川崎车辆技术有限公司，山东 青岛 266061）

0 引言

CRH2型动车组的接地是依靠动车转向架上齿轮箱接地装置来实现的，拖车没有设置专门的接地装置，由此也带来拖车轴箱轴承电蚀的风险，特别是在安装LKJ传感器的轴端电蚀更易发生。电蚀问题造成轴承提前分解检修甚至报废的情况，产生了不必要的浪费，并存在一定安全风险。

1 接地装置结构

接地装置能为轴承提供简单、有效、经济的保护，防止工作电流或系统故障电流以及雷电电流通过轴承造成的轴承损伤。其工作原理是：由接地线将车体上的电流通过接地装置直接传递至车轴，再通过车轮与钢轨形成接地回路，如图1所示。

图1 车辆接地系统

目前在地铁、客车及动车组车辆上较为常见的轴端接地装置结构（见图2-图4）为：接地体为轴承电流提供导通电路并实现与轴箱的绝缘；轴箱盖实现接地体与轴箱的安装；摩擦盘与位于接地体上的碳刷配合为轴承电流提供可靠导通电路并实现低磨耗；轴承压板实现轴承定位及摩擦盘安装。

图2 一种地铁用接地装置

图3 客车用接地装置

对比图2-图4可以看出，地铁和客车接地装置用轴箱盖具有金属迷宫结构，实现轴承密封。CRH1型动车组并没有在轴箱盖设置迷宫结构来实现轴承密封，而是依靠轴承本身具有的良好密封性能。以上几种结构碳刷接触点靠近旋转中心，具有线速度低，磨耗小的优点。

CRH3、CRH 5型动车组轴端接地装置与CRH1型接地装置结构基本相似。由于空心车轴在运用中都需按一定周期进行探伤，在探伤时需要拆卸轴端接地装置，拆卸过程较为繁琐，拆装的零部件多。以CRH1型动车组探伤时轴端拆卸为例，除了拆除带轴端接地装置的轴箱盖（6）外，每次探伤均需要松开接触盘（3）连接到轴承压盖（7）上的紧固螺栓（4），拆下接触盘（图5），加大了运用维护人员的工作量，并且频繁拆装也对组装质量提出很高要求。

图4 CRH1动车组接地装置

图5 CRH1型动车组轴端拆卸

2 CRH2型动车组轴端接地装置情况

为了解决拖车接地问题，消除电蚀风险，四方股份CRH2型动车组选用了一种与前面所提结构不同的接地装置，并专门选取了一列车进行长期运营考核。该接地装置安装于在CRH2036A动车组两个头车转向架3、5位轴端，其结构特点有以下几个方面：特殊设计的轴端抱轴式接地装置与AG43速度传感器安装接口完全相同，保持了CRH2型动车组空心车轴探伤时轴端装置免拆卸的优势，探伤时仍只需要打开轴端橡胶盖和轴端防尘堵即可，拆装的零部件少；另外考虑了轴箱端盖的互易性和尽量减少转向架的改动工作。轴端抱轴式接地装置整体位于转向架轴端位置，采用抱轴式结构，设置碳刷支架和摩擦环，其中碳刷支架安装于轴箱前盖上；摩擦环安装于车轴轴头上。

抱轴式接地装置碳刷接触点处线速度相对较大，为此特别考虑了磨耗问题，碳刷的磨耗量为（1～2）mm/10万公里，设计的碳刷长度为29mm。该装置首先在试验室完成了模拟实验，包括接口尺寸检查、弹簧力测量、阻值测量、功能试验等，然后在CRH2036A动车组进行了现车试验，以考核接地装置的机械和电气可靠性。现车试验时制定了严格的试验大纲，对CRH2036A动车组配置的接地系统及其各设备在试验期间内的测试要求和计划做出了规定，并制定了接地系统各组成设备的日常检查维护和检修要求的内容。

现车运用6个月后在动车运用所对该列车试装的接地装置进行了全面检查，并拆卸了相关部件以作测量，内容包括碳刷检查外观、接线及安装状态；碳刷支架内部结构；将碳刷从支架从取出，对碳刷的磨耗量及剩余长度进行检查；为确定接地装置磨耗下的碳粉对轴承的影响，打开1、8号车3、5位轴端轴箱前盖，检查碳粉在前盖内的情况，并对接地装置集流环磨耗状态进行检查。检查结果如下：

（1）接地装置的本体、电刷的外观及安装状态良好。

（2）碳刷支架的内部结构检查发现，除1车5位Serial-no.0002的接地碳刷被大量探伤油污染外其余均比较干燥，只有少量碳粉和油的混合油污附着。分析原因为1车5位在探伤时操作不规范，没有完全排净探伤耦合油。

（3）将碳刷从支架从取出，对碳刷的磨耗量及剩余长度进行检查，无异常磨耗，1号车与8号车虽然磨耗量存在差异，是由于使用的是前期型式试验用过的碳刷。

（4）磨耗产生的碳粉大多集中于轴箱前盖内，在轴端锁紧大螺母开槽上有少量碳粉附着，轴承密封处未发现碳粉聚集。接地装置集流环基本没有磨耗，用指甲刮动集流环的接触区与非接触区的交界处，有轻微卡滞感。

过在运用6个月后的运用现场的检查，可以看出该接地装置状态良好。对于发现的探伤油污染问题，在装用前已经有过考虑，为此特意在摩擦环上设置了防油凸台，这种设置对探伤操作时的探伤油污染摩擦表面能起到防护作用，但对于未排除干净残存在轴箱盖内的大量探伤油没有防护效果。由于在运用中无法检查轴承内部状态，需在检修时对相应轴承分解检查再做出最终评价。

CRH2036A动车组运用达到一个三级检修周期时，对装有接地装置端的轴承进行了分解检查，结果表明轴承磨耗状态良好，碳刷磨耗粉末没有通过密封结构进入轴承内部。因此对于磨耗粉末是否会进入轴承内部的担心可以排除，自密封轴承本身具有良好的密封性能，不需要再设置另外的密封结构。

3 结束语

根据一个三级检修周期的运营考核以及对应轴承的分解情况，该试装验证用接地装置可满足CRH2型动车组使用要求。建议：（1）使用中，需对运用检修人员探伤操作提出更严格的要求，特别是强调探伤时应完全排出探伤耦合油，防止接地不良；（2）制订定期检查要求，规范更换碳刷的操作。