一例韶山3 型电力机车牵引电机故障引起的扩大修分析

2014-03-17王丽红穆荣果

郑州铁路职业技术学院学报 2014年1期

高伟，王丽红，穆荣果

(1.郑州铁路职业技术学院，河南郑州 450052;2.郑州铁路局调度所，河南郑州 450053)

1 故障概况

2009 年2 月18 日，郑州机务段韶山3 型4458机车按照计划进库检修，修程为4-1 辅修。进库检修前乘务员机统-28 报重大活件，机车第5 动轮左侧轮箍踏面剥离。技术人员对机车第5 动轮踏面检查测量，轮对踏面剥离深度2mm，已经超过禁用限度，不能继续使用，检修部门当天对第5 轮对进行了落修更换。落修过程中发现第5 轮对左右抱轴瓦内接触面严重碾铅，抱轴瓦大端有磨损，轮对车轴抱轴颈拉伤严重，牵引电机两端轴承压盖磨损，如图1 所示。进一步检查后，发现牵引电机非换向端主动齿轮有一处贯穿裂纹，轮对两从动齿轮内侧面有磨损痕迹，齿轮箱合口处磨损变形。

由上可知，韶山3 型4458 机车在检修中因轮对踏面剥离到限需要更换，但在解体更换时却发现此轮对的报轴瓦、报轴颈以及电机的主动齿轮等部位也有严重破损。经技术人员分析鉴定，造成轮对车轴、电机轴、电机主动齿轮、齿轮箱等部件严重损坏而报废，直接经济损失二十多万元。

图1 轮对和电机损伤情况

2 原因分析

是什么原因导致韶山3 型4458 机车第5 轮对和电机出现这么严重的故障，轮对踏面剥离、报轴瓦碾铅、车轴拉伤、电机主动齿轮崩裂，这些故障难道仅仅是巧合吗?

技术人员经过询问得知，该机车2 月16 日乘务员报活，第5 齿轮箱漏油，行修人员检查后又将机车放行了一个往返后进入辅修。

技术人员首先从主动齿轮裂损入手，对故障牵引电机主动齿轮进行检查，发现此电机非换向端轴端挡板的四条紧固螺栓已有两条松动，将轴端挡板拆除后用撬棍即可将主动齿轮撬下，电机轴颈处有严重拉伤，用氧气将故障主动齿轮从非裂纹处气割开，在主动齿轮断裂面上齿根处有明显裂纹旧痕，由此推断齿轮裂纹是由齿轮内部的疲劳缺陷引起的，电机齿轮齿根疲劳源长期在交变应力的作用下逐步发展成为大面积贯通裂纹，最后造成主动齿轮轮毂裂开。正常情况下，电机主动齿轮加热后热套在电机轴颈上，主动齿轮和电机轴颈之间是过盈配合，主动齿轮和电机轴之间不会发生相对弛缓，电机的转矩通过主动齿轮传递给轮对大齿轮。由于电机主动齿轮根部贯通裂纹导致齿轮崩开，主动齿轮与电机轴之间发生了弛缓，因此电机轴被严重拉伤。

另一方面，由于SS3 型机车的传动方式为双边斜齿传动，轮对电机组装后主、从动齿轮啮合后电机电枢轴向窜动量很小，电机在车轴上的轴向横动量是固定的，由于牵引电机非换向端主动齿轮贯通裂损，齿轮与电机轴之间驰缓，非换向端主动齿轮失效，在电机、轮对的齿轮啮合过程中，仅剩下电机换向端主动齿轮传递功率，换向端主动齿轮轴向分力，使电机横向窜动加大，接近电枢的最大轴向窜动量，限位得不到保证，造成机车在向两个不同的方向行驶过程中，电枢轴、抱轴瓦、齿轮箱在车轴上左右移动并产生冲击直至从动齿轮侧面与电机轴承盖板接触，最终导致电机两端轴承盖板与从动齿轮侧面接触磨擦、车轴拉伤、抱轴瓦拉伤烧损、从动齿轮挡油环严重磨损，齿轮箱合口处磨损严重。

从上面的分析可以看出，这是一起由于电机主动齿轮弛缓引起的扩大修事故，如果乘务员早发现抱轴温度有异常，早发现机车有异常冲击，及时报修动态活件，故障就会得到及时处理，避免扩大修发生。