铁路牵引电动机及其车轴支承轴承

林质斌

摘  要：未来10年到20年，我国铁路牵引动力运载工具要发生巨大的变化，牵引电动机是电力机车和电传动内燃机车主传动系统中的主要设备，因此保障牵引电动机的正常运行是非常重要的。

关键词：铁路;牵引电动机;轴承

引言：

随着铁路工业的加快进展，机车的牵引电动机的负载量在逐渐地增加，所以提高牵引电动机的轴承运转的可靠性，降低轴承故障率是保障铁路运输安全的重要路径之一。因此，本文首先简单介绍了牵引电动机及其常见的几种类型，接着介绍了牵引电动机轴承故障发生的原因以及常见的预防措施。

一、牵引电动机介绍

牵引电动机是电力机车和电传动内燃机车主传动系统中的主要设备，是电传动机车、车辆的主要部件之一。其有多种类型，如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机，尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性，适应机车牵引特性的需要，获得广泛应用。牵引电机的工作特点是：1.使用环境恶劣，牵引电机是安装在车体下面的，经常会受到雨雪等天气的影响，并且机车在运行过程中掀起的尘土也会侵入到电机内部，因此，电机外面容易受潮、受污，所以，在选择材料的时候，应该选择绝缘并且具备良好的防尘功能;2.外形尺寸受限制，牵引电机的安装位置是悬挂在车体下面，其安装控件受到很大的限制;3. 动作力大;4.换向困难;5.负载分配不均匀。牵引电动机的工作原理与一般直流电动机相同，但有特殊的工作条件，这些特殊的工作条件导致牵引电动机在设计和结构上也有许多要求，如要充分利用机体内部空间使结构紧凑，要采用较高级的绝缘材料和导磁材料，零部件需有较高的机械强度和刚度，整台电机需有良好的通风散热条件和防尘防潮能力，要采取特殊的措施以应付比较困难的“换向”条件以减少炭刷下的火花等。

牵引电动机是在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。由于牵引电机在运用中受振动、摩擦、高温和自然老化等原因使机车电机性能总处于自然磨损状态，超过一定限度就会发生故障。所以，要采取一系列的计划预防修理措施，在电机各零部件损坏以前得到修理，从而减少和防止机车出现先期损坏的可能性。

牵引电动机有两种悬挂方式。一种是牵引电动机和动轮轴连接的悬挂方式，称为抱轴式悬挂或半悬挂。采用这种悬挂方式时，动轮通过轨缝和道岔所产生的冲击振动会直接传给牵引电动机。抱轴式悬挂适用于结构速度低于120公里/小时的机车车辆。另一种是架承式悬挂（或称全悬挂）。采用这种悬挂方式时牵引电动机固定悬挂在转向架构架上，在牵引电动机轴端和小、大齿轮之间加入各种弹性连接元件，以减小冲击振动的影响。架承式悬挂适用于结构速度高于120公里/小时的机车车辆。

二、铁路牵引电动机的种类

牵引电动机有多种类型，如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机，尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性，适应机车牵引特性的需要，获得广泛应用。

三、牵引电动机及其轴承

1.牵引电动机轴承简介

牵引电动机轴承用来支承因转子轴和联轴节的质量而引起的径向载荷，实现频繁的运转、停止循环作业，由于运行时转向架振动的影响，轴承要承受一定的动载荷。与车轴轴承和齿轮装置轴承相比，牵引电动机轴承的计算寿命要长得多，其轴承的型式，一般在齿轮一侧（传动侧）采用圆柱滚子轴承，在反齿轮一侧（换向器侧）则采用有支承转子轴轴向运动功能的深沟球轴承，采用脂润滑。在近年来新造的电动车上，安装了可变电压、可变频率控制的交流牵引电动机，这种交流牵引电动机具有重量轻、结构紧凑、高速运转的特点，为适应轴承高速旋转和牵引电动机各部件温度上升的特点，必须解决原有钢制轴承的“电蚀”危害，提高轴承、润滑脂的耐热性和耐久性。

2.直流牵引电动机轴承容易发生的故障以及处理方法

由于牵引电机的工作条件恶劣，其轴承常见故障症状有保持架铆钉松动、断裂或外围挡边偏磨，滚性及滚道剥离、灼痕、拉伤、裂纹、歪磨或径向间隙增大，内圈松动或咬死，轴电流电蚀及润滑脂变质，轴承甩油箱松动变形等。因此往往引起振动及噪声增大，导致小齿轮碰撞磨损、绕组绝缘损伤、联接线断裂、换向不良、引起接地或环火、甚至发生转子咬死难于转动而裂轴等恶性事故。如果发生故障的话，我们应该首先检查故障原因：如果是轴承损坏的话，更换轴承;如果故障原因是轴承与轴配合过松或过紧。过松时在轴承上镶套，过紧时重新加工轴到标准尺寸;如果原因是电机两端端盖或轴承未装平。将端盖或轴承止口装平，旋紧螺栓。

四、预防牵引电动机轴承发生故障的措施

1. 轴承是电机中比较关键的部件，电枢轴承烧损，会使转子固死、造成机破。所以轴承是需要维护的。比如，我们应该经常检查电枢轴承的温升;应该检查电枢轴承和抱轴轴承的密封情况是否良好;电枢轴承用3号锂基脂润滑，轴承室内润滑脂不能太多或太少，否则会引起轴承发热。

2. 轴承寿命管理的控制。也就是对所有电动机上的轴承进行编号，按编号建立相应的轴承寿命管理档案，也就是对其进行使用限期的管理，也就是轴承在使用7年或者运行超过800000公里之后进行强制报废。

3. 轴承内部游隙的控制。这内部游隙指的是轴承还在没有安装的时候，内外圈之间的相对可移动量。电机轴承的良好运转离不开合适的内部游隙。因此要对轴承内部游隙要进行合理控制。

4.轴承润滑脂的控制。它的目的就是使得滚动体表面或者滑动体表面形成一层薄薄的油膜，以防止金属与其直接接触，所以，应保证在机车在运行的过程中，防止润滑脂的变质消失，反而应该定量补充轴承专用的润滑脂。

5. 轴承装配质量的控制。应该严格控制轴承的加热温度，严格控制轴承装配的清洁度，加强轴承与轴、端盖的选配等等。

结语：

铁路运输安全是我们铁路工作一直追求的目的，而我们所对轴承所采用的各种防护措施，使得牵引电动机轴承的故障的减少，基本上杜绝了牵引电机轴承固死故障，从而有效的提高了电动机的可靠性，这样不但提高了机车运行的安全性，同时也能延长牵引电动机的使用寿命，降低了运用以及检修的成本，提高了机车的检修质量。

参考文献

[1]  辛大娟.电力机车电器检查与维护[M]. 成都：西南交通大学出版社，2007

[2]  潘京涛，乔士剛.电力机车电机检查与维护[M].成都：西南交通大学出版社，2009