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某型动车组牵引电机轴承专项修方案可行性分析
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聂倩楠张晶涛廉永峰
摘要:文章介绍了某型号动车组牵引电机现行检修规程,对比各修程轴承检修项点,对轴承润滑脂加注量和周期进行理论分析,制定了轴承检修专项修试行方案,并抽选一批动车组进行跟踪验证试验,通过检测补脂方案实施后轴承和润滑脂的状态,分析了牵引电机轴承检修专项修方案的可行性。
关键词:轴承;润滑油脂;检修周期;状态检测
1前言
某型动车组是250kM/h速度等级的动车组,检修周期分为五个等级,一、二级检修为运用修,主要是电机在不落车时进行的滤网清灰、状态检查、连接紧固螺栓检查、传动端与非传动端渗油状态检查等;三、四、五级检修为高级修,电机需与转向架分离返厂进行拆解检查,主要有轴承状态检查、润滑油脂更新、电气绝缘检测等,检修周期循环为:一级修(4000公里)—二级修(3万公里)—三级修(60万公里)—四级修(120万公里)—次轮三级修(180万公里)—五级修(240万公里)—三轮三级修(300万公里)。
可以看出,进入高级修后,牵引电机每运行60万km即需要返厂拆解检修,该过程在高级检修修程中占用了大量时间,是制约检修周期的主要因素。随着国内动车组开通运行线路增多,运行里程加长,为提高动车运行上线率,减少动车组检修时间,考虑增设牵引电机专项修,减少其高级修频次,缩短检修时间。
2验证方案
对比高级修各修程检修项点内容发现,三级修主要是对润滑脂更新、轴承如有磨损则更新,而四、五级修则是对轴承和润滑脂全部更新。因此,考虑通过检测60万km三级修时电机润滑脂和轴承的状态,加注油脂后跟踪检测90万km时的电机润滑脂和轴承的状态,来验证专项修方案可行性。
传动端轴承为圆柱滚子轴承,非传动端轴承为深沟球轴承,通过对两端的注油孔补加油脂,可沿注油管道进入端盖环状储油室,为轴承滚道、滚动体表面、轨道间隙补脂。轴承润滑加脂的多少及周期主要和当量转速、载荷比、平均直径、负荷比等因素有关,其理论值计算公式如下:
G=0.005DB
其中,G为油脂补充量,D为轴承外径,B为轴承宽度。根据轴承型号计算出润滑脂补充量
由于轴承结构、补脂管道长度、轴承工作温度、油脂润滑周期等因素的影响,将补脂量定在22g~25g;再根据轴承在不同工作温度下的润滑周期关系曲线可知,当传动端轴承工作在最高温度70℃时,补脂间隔公里数为31万km,当非传动端轴承工作在最高温度55℃时,补脂间隔公里数为70万km。
3跟踪检测
3.1检测项点
通过理论计算分析,抽选一列该型动车组在运行至60万km时补脂22g~25g,之后当运行至90万km时,对牵引电机落车拆解,跟踪检测轴承和油脂的状态是否满足运行要求。
为了判断拆下的轴承能否重新使用,要着重检查其尺寸精度、旋转精度、内部游隙及配合面、滚道面、保持架和密封圈等各部分状态是否达标;而润滑脂在轴承旋转时起减少轴承内部摩擦及磨损,防止氧化、腐蚀、烧粘、异物侵入轴承内部等作用,轴承旋转时滚动接触面润滑度、润滑脂粘度、油膜厚度等都会对轴承疲劳寿命产生影响。轴承和润滑脂检测项点如表1所示。
3.2检测结果
3.2.1轴承外观状况
抽检的轴承在清洗前后分别对轴承端面、内外径、滚动体和保持架进行外观检测,轴承是支撑转子,降低其运行过程中的摩擦系數的重要走行部件,使用中轨道面如果出现剥离将会产生热切轴等行车安全故障。通过对抽检的某套轴承的外观检查和放大100倍下的微观检查可知,传动端轴承外观无异常,轨道面无压痕、碰痕或裂纹;非传动端轴承外观无异常,轴承外圈轨道面无碰痕或裂纹,存在少量轻微压痕,但并不影响轴承性能。
3.2.2轴承形状和圆度检查
传动端圆柱滚子轴承内部采用滚子平行排列,滚子之间装有间隔保持器或隔离块的结构,轴承内、外圈可分离,轴承外圈两侧有挡边,内圈无挡边,安装与拆卸非常方便,允许转轴相对轴承座之间在轴向两个方向上的移位,适用于作为游动端轴承使用。由其形状和圆度检查结果可知,轴承圆度无异常,轴承形状存在深约1μm~2μm的压痕,在标准要求2μm~3μm范围内,且该压痕在个别点上出现,可以继续使用。
非传动端深沟球轴承由一个外圈,一个内圈,一组钢球和一组保持架构成,属于单列开式,其结构简单,使用方便,主要承受径向载荷,也可承受径向、轴向联合载荷,摩擦系数小,极限转速高,但不耐冲击,不适宜承受重载荷。由其形状和圆度检查结果可知,轴承圆度、形状均无异常,可以继续使用。
3.2.3内外径尺寸、游隙、绝缘阻抗检测
轴承游隙时轴承滚动体与轴承内外圈壳体之间的间隙,根据移动方向,可分为径向游隙和轴向游隙,一般来说,径向游隙越大,轴向游隙也越大,反之亦然。
一般轴承安装后,轴承与轴和外壳孔配合的松紧会导致轴承游隙值变化,在运转时由于轴与外壳的材料膨胀系数不同、
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