降低DF型机车启动机油泵电机故障率的思考

武 磊 中国铁路上海局集团有限公司合肥机务段

1 引言

合肥机务段目前共配属各型内燃机车200余台，作为上海局内燃机车中修基地，提供优质机车是检修人员首要任务。近年来由于高速、重载及长交路轮乘制的大力推行，机车质量面临严峻考验。

启动机油泵电机是驱动机油泵的动力装置，内燃机车启机前必须先启动机油泵电机给机车润滑系统输送润滑油，确保各部位的润滑油通过机油管系供应到位，防止机械过热等问题发生，启动机油泵电机故障一直是内燃机车惯性故障，一旦发生故障机车将无法启动，给内燃机车的安全运用带来极大隐患。

DF型内燃机车启动机油泵电机是由机车蓄电池供给110 V电压开始工作，通过连轴节带动润滑油泵将润滑油输送到个机械部件，电机型号ZTP-41,功率4.5 kW,采用4极复励直流电机。

2 基本思路

通过对现场启动机油泵电机故障检修数据对比分析，发现电机火花大和震动大是启动机油泵电机故障的主要故障表现形式，再通过对产生上述2种故障现象的主要原因进行综合分析，并有针对性的制定解决措施，从而达到降低启动机油泵电机故障率的目的。

3 原因分析

3.1 电机震动大故障原因分析

（1）铜棒敲击力度不均匀：技改前轴承安装主要采用铜棒击打方式进入端盖，铜棒敲击力度不均匀，在击打轴承外圈时容易碰伤保持架，使之产生变形。按照工艺变形量大于0.12 mm时禁用。

（2）上部滚柱下沉：组装电机时用电枢重心吊具将电枢吊起投入到电机定子腔内，轴承内圈和滚柱直接接触，互相之间容易碰撞造成内圈或滚柱损伤。目前现场已配备轴承导向套，可将下沉滚柱恢复原位，有效防止轴承内圈和滚柱相碰。

（3）无防护罩：中修为流水线作业，六台牵引电机的轴承一次安装完毕加入油脂放置待用，在待用过程中轴承内很容易落入灰尘和其他杂物，使滚道磨损造成轴承震动大。目前现场已配备防护罩，可有效避免灰尘和其他杂物侵入。

（4）油脂填装缺少专用量具：分解后的轴承为敞开式，无法用油枪定量加油，现场多采用徒手直接给油，无法保证油脂的定量，油脂过多散热不良，油脂过少润滑不良都会造成轴承震动。按照检修工艺，轴承加油量为150 g，误差不得超过10%。

（5）无复检手段：一是轴承加热套装于轴上，内面没有贴到轴承定位圈，造成滚柱不在内圈工作面上，换向器跳动量大，形成震动，同时也会产生火花。二是按工艺定子与转子之间的气隙为0.5 mm~0.8 mm。而故障电机分解后发现定转子气隙量不在工艺范围内，通电后旋转磁场不均匀，造成电机震动大。目前现场已使用塞尺逐台进行复检，基本能够避免此类故障发生。

3.2 电机火花大故障原因分析

（1）换向片槽口倒角小：按要求每个换向片槽口倒角40°~50°，云母槽下刻深度0.3 mm~0.5 mm。电机长期运用后换向片倒角磨平，造成火花大。换向器倒角小，又加剧碳刷磨损，使换向片槽内碳粉聚集，造成换向片间短接形成火花。

（2）刷架中心位目测测量精度低：试验时凭经验调整刷架圈，没有专用仪器，刷架圈偏离中心位，造成火花大。目前现场已配置电机刷架中心位测量仪。即电机励磁绕组接6 V直流脉冲电源，正负刷架接0~25 mV双向毫伏表，接通电源，转动刷架圈，毫伏表指针摆动量最小时为止（最大不超过2 mV）。

（3）万用表测量精度低：用万用表测量各绕组内阻值，误差比较大，有时超出标准值10%，容易造成火花大。目前现场已采用直流双臂电桥（微欧计）测量各绕组阻值，且绕组阻值误差控制在10%之内。

（4）电机检查孔盖打开时间长：启动机油泵电机检查孔盖为四个固定安装螺丝，拆卸不方便，容易造成漏检，电机出现轻微火花时不能及时处理，形成较大火花。按技术部门要求要在30 s内打开电机检查孔盖进行处理。

通过对以上故障原因进行综合分析，可以发现铜棒敲击力度不均匀、油脂填装缺少专用量具、换向片槽口倒角小以及电机检查孔盖打开时间长是造成启动机油泵电机故障的主要原因。

4 控制措施

（1）制作轴承压装装置。不同大小的轴承使用不同规格的压板，杜绝捶击轴承现象，确保轴承无损伤。见图1所示。

图1 轴承压装机设计简图

轴承压装机原理及压装过程：参照图1可知，电机轴承压装机，包括有一机箱1、固定在机箱1上的压装平台2、开设在压装平台2上的升降口21、竖向分布在升降口21内的伸缩杆3、固定在机箱1内且用于驱动伸缩杆3沿着升降口21直线升降移动的液压驱动缸4、放在压装平台2上的压盘6，所述伸缩杆3顶部外侧壁上开设有一环形卡槽31，压盘6上开设有一与环形卡槽31相对应的U型卡腔61，该U型卡腔61一端延伸至压盘6中心、另一端延伸至压盘6外侧壁。压盘6通过U型卡腔61卡接在环形卡槽31内实现可拆卸地固定在伸缩杆3上，利用压盘6与伸缩杆3的可拆卸连接关系，方便更换不同外径的压盘，可压装不同大小的轴承，适用性强，使用灵活。同时，机箱1内还固定有与液压驱动缸4相对应的油泵系统5，以使液压驱动缸4驱使伸缩杆3实现直线升降移动，且机箱1外侧壁上固定有对应控制油泵系统5的控制器7，该控制器7上设有上升、下降、停止三个按键分别用于对应操控液压驱动缸4驱使伸缩杆3上升、下降、停止工作。油泵系统5的具体组成部件，包括有电机、油泵、液压油箱、进出油管等。

压装过程：将电机端盖放在压装平台2上，轴承对准端盖孔放入，与伸缩杆3保持同轴分布，伸缩杆3升至最高位，压盘6卡入伸缩杆3的环形卡槽31内，按下控制器7的下降按键，电机正转，液压驱动缸内的液压油进入油泵，再经电空分配阀回到液压油箱，液压驱动缸内液压油减少带动伸缩杆3下行，压盘6压在轴承外圈上，轴承进入电机端盖内，实现压装。

（2）制作定量油脂容器。根据标准定量加油，制作不锈钢成型油脂容器，经实际测量验证，容器加满油脂量为150g，加油量最大误差5.3%，误差小于10%，符合目标要求。

（3）制作换向片下刻刀具。

材料选用：下刻刀具采用普通钢锯条300×12×0.6 mm；刀具架使用3240B级环氧板。

制作过程：下刻刀具采用长度100 mm普通钢锯条在精细砂轮机上磨制；刀具架做成相同的两片，然后用螺丝连接，中间夹刀具。刀具架上有20×40 mm方孔（减轻重量、方便手握）；前部做成1：1斜面（减轻重量、减小阻力）

使用说明：修复换向片槽口倒角时，下刻刀具单独使用，由换向器升高片端下刀45°方向缓缓用力拉动刀具至尾端；下刻换向片间云母及清除槽内碳粉时，把刀具装入刀具架内，用力在槽内反复来回推拉，直至达到工艺要求。

（4）采用活动抽拉检查孔盖。对原有电机检查孔盖进行改进，采用抽拉式设计，简单实用、安全可靠，进一步消除漏检现象。见图4所示。

图4 活动抽拉检查孔盖简图

结构原理：盖框体1上开设有四个安装孔3，盖框体1中部开设有方形观察窗口4，观察窗口4的左内侧面上开设有通槽6、另三内侧面上均嵌入有与通槽6相连通的滑槽5，观察窗口4下滑槽的底边51宽度大于顶边52宽度。抽拉板2一端穿过通槽6插入三个滑槽7内，抽拉板2另一端上固定有将抽拉板2与盖框体1可拆卸地连接在一起的连接装置，该连接装置包括固定在抽拉板2上的固定扣7、转动连接在盖框体1上与固定扣7相对应的弹簧卡扣8；当抽拉板2插入滑槽7内以关闭观察窗口4后，利用弹簧卡扣8卡住固定扣7实现两者固定连接，当需要打开观察窗口4时，将弹簧卡扣8从固定扣7上取下，向外抽出抽拉板2即可通过观察窗口4看到机体内部情况，方便现场检修。

制作过程：（1）选用0.8 mm不锈钢薄板；不锈钢焊条；弹簧卡扣。（2）裁剪不锈钢板；加工四周槽楔；打安装孔；制作焊接卡簧。

性能试验：

（1）连续工作10 h散热性能良好，电机温升小于30℃（检修工艺要求不大于40℃）。

（2）进行2 h连续淋雨试验，无水滴侵入，防尘防水效果良好。

使用说明：

（1）为防止压面不平安装时加装0.5 mm厚橡胶垫。

（2）滑槽内定期清除碳粉等异物。

（3）抽拉板易变形，只可左右推拉，禁止上下用力。

（4）电机开盖检查完毕抽拉板在最底部位置，并锁紧弹簧卡扣。

5 效果验证

结合以上控制措施，通过对2019-2020年同期启动机油泵电机故障数据统计分析，对策措施制定是有针对性的，相关措施在检修作业过程中执行是基本到位的，启动机油泵电机故障率由2019年的7.7%下降到2020年2.8%，取得较好效果。

6 结束语

通过对降低DF型机车启动机油泵电机故障率的思考，系统分析了造成故障的原因，针对性的制定了控制措施，通过后续跟踪验证，起到较好效果，并将相关控制措施形成作业标准，纳入启动机油泵电机作业指导书，不断指导现场检修作业水平提升。