内燃机车电机悬挂装置漏油故障工艺研究
2021-03-08仇春如张晓峰
仇春如 张晓峰
摘 要:在新产品机车厂内试验期间,发现机车后转向架电机悬挂装置齿轮箱存在泄露情况,前后转向架电机悬挂装置主要区别在于使用两个生產厂家的牵引电机,对于电机悬挂装置泄露的部位、泄露的程度和泄露的原因都需要进行确认,因此对机车进行滚动台专项试验,对齿轮箱漏油情况进行重现,根据试验结果确认机车电机悬挂装置漏油原因和改进措施。
关键词:滚动台试验;电机悬挂装置;漏油
1 研究方案
(1)对前后转向架各选取一个电机悬挂装置的齿轮箱内部压力进行检查测量;
(2)选取相应位别对机车动密封位置漏油时机进行实时监控,确定电机悬挂装置漏油时机车运行工况,并根据泄露位置分析其原因;
(3)在改进措施实施后的滚动台试验中,根据在各工况下电机悬挂装置的运行情况,确定机车最佳运行工况。
2 研究、实施过程
2.1选取机车第3、4位别的齿轮箱观察口盖和加油堵位置进行钻孔加工通入气管如图1、图2所示;
2.2 将改进后的观察口盖和加油堵配合气管安装至电机悬挂装置上,用工业橡皮泥封堵,气管一端与U型管连接,如图3所示。
2.3 齿轮箱状态监测摄像头
在机车三、四轴位单侧布置齿轮箱状态观察摄像头;
2.4 机车进行滚动台试验,机车运转方向为Ⅰ端向前牵引,机车工况主要有速度、通风量和负载三个方面。试验过程中还检测了部分工况的电机齿端轴承温度,以四位轴为例,从温度的变化可以看出开始阶段轴承温度上升相对较快,试验结束前温度上升变慢(如图4、图5所示)。
通过以上图、表为机车第3、4轴位在不同工位下电机悬挂装置齿轮箱内部压力情况和漏油情况。从图6中可以看出,第4轴位齿轮箱内部压力普遍比第3轴位齿轮箱内部压力高。因第3轴位齿轮箱下测点的压力值存在波动,数值无法准确记录记录,故未对第3、4轴位下测点的内部压力进行比较。
3 改进方案及实施
通过滚动试验数据和漏油情况分析确认,工况条件一样的情况下,电机悬挂装置齿轮箱内部压力存在明显差别,与牵引电机生产厂家进行沟通改进优化方案:把原先的回油孔堵住,并在牵引电机回油孔处的密封环槽处,在端盖径向方向开5个φ10的通大气孔。较另一个厂家的牵引电机,透气孔数量有所增加,牵引电机改进优化后的方案示意图参照图8所示。
对原电机悬挂装置进行拆解,在对后转向更换为改进优化后的牵引电机,机车再次进行滚动台试验,试验前期,为验证整改效果,在四轴位布置了风压测点,同时在三轴位和四轴位布置齿轮箱状态监测摄像头,对电机悬挂装置漏油发生时间和齿轮箱内部压力进行实时监测。试验过程中同样检测了部分工况的电机齿端轴承温度,仍以四位轴为例,电机齿端轴承温度无明显变化。从图8中可以看出,第4轴位齿轮箱内部压力较改进前明显降低。从表2可以看出第3、4轴位在不同工况下电机悬挂装置齿轮箱漏油情况
针对机车在速度110km/h,机车逻辑控制风量,100%负载工况下三轴位有漏油情况,但是二轴未发现漏油,两者速度和负载情况完全一致,就其漏油原因与设计师沟通分析,发现机车试制完成后,针对车体上6个通风道出口处风压进行了实际测量,测量结果存在明显的不均匀性,三轴位比其它轴位风压大20%~40%,由以上的机车滚动台试验可以看出,该机车转向架电机悬挂装置漏油现象是速度、负载)、通风量共同作用的结果,所以在后续的试验过程中,在高速高负载的情况下,我们尝试将整车通风量降低至满风量的80%,机车第3、4轴位都未出现电机悬挂装置漏油情况。由此可见,在速度、负载不变的情况下,降低通风量对电机悬挂装置漏油现象有明显改善。
4 总结
综合两个阶段的机车滚动台试验情况,通过分析对比,可得出以下结论:
1、通过前后同工况对比,机车后转向架装用改进优化后的电机后,其齿轮箱内部压力明显下降,电机悬挂装置漏油现象明显改善;
2、通过分析对比两个阶段的所有试验工况,可以初步确定:该机车转向架电机悬挂装置漏油现象是速度、负载、通风量共同作用的结果。
针对上述滚动台试验的结果分析,机车在后续专项试验和运用阶段,建议考虑采用设置机车牵引通风机风量控制策略,在机车高速高负载时,适当降低通风量用以减少机车电机悬挂装置泄露的现象,后续将针对牵引电机的齿端密封结构和齿轮箱动密封结构进一步改进优化;同时,通过试验可以对首次采用该种动密封结构的提供一定的经验积累,对后续该结构电机悬挂装置的广泛应用提供一定的基础。
参考文献:
[1]申长红,机车齿轮箱箱体结构的优化设计[J].电力机车与城轨车辆,2003,30(3),37-38.
[2]刘杰,刘世军,郭熛,郭津津.基于有限元的高铁齿轮箱箱体载荷计算与结构分析[J].机械传动,2016,40(2):77-81.
[3]王起梁,党刚,孟永帅,宫峰,方翁武.轨道交通车辆驱动齿轮箱静强度仿真模板开发 [J].机车车辆工艺,2016,(5):41-42.