喬立朝

（大秦鐵路股份有限公司 湖東電力機務(wù)段，山西大同037000）

HXD1型機車牽引通風(fēng)機的故障分析及解決措施

喬立朝

（大秦鐵路股份有限公司 湖東電力機務(wù)段，山西大同037000）

HXD1型機車；牽引通風(fēng)機；軸承

HXD1型牽引電機的冷卻是通過外部風(fēng)冷達到的，每臺牽引電機配備一臺牽引通風(fēng)機進行風(fēng)冷。機車頂部的冷空氣經(jīng)進風(fēng)道引入到風(fēng)機進口，然后軸向進入葉輪，經(jīng)過葉輪加速后徑向吹出。氣流在主風(fēng)筒的阻礙下改變方向變成軸向流出，進入風(fēng)機出風(fēng)管道。冷空氣經(jīng)風(fēng)機和風(fēng)道進入牽引電機，將牽引電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱量帶至機車外部。

1 問題的提出

湖東電力機務(wù)段配屬HXD1型電力機車220臺，擔(dān)當(dāng)大秦線的牽引任務(wù)，由于大秦線線路最大坡度達到12‰，運行的2萬t列車牽引總重達到兩萬多噸，這就要求機車在運行中能夠充分發(fā)揮自身的牽引特性。運行中牽引通風(fēng)機故障將導(dǎo)致其冷卻的牽引電機因熱量無法散出，機車產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩受限，切除該臺電機，機車的牽引力降低致使司機操縱難度加大，機車可能發(fā)生途停，影響大秦線的正常運行秩序。因此保證牽引通風(fēng)機的質(zhì)量穩(wěn)定是確保大秦線運能正常的基礎(chǔ)。

HXD1型電力機車自2007年入機務(wù)段至2013年2月，機車牽引風(fēng)機的質(zhì)量一直較為平穩(wěn)，圖1為牽引風(fēng)機14個月的故障情況。自2013年3月起，牽引通風(fēng)機質(zhì)量狀況出現(xiàn)明顯下滑，且故障類型大多為接地或者風(fēng)機燒損。

圖1 牽引通風(fēng)機故障統(tǒng)計

2 原因分析

HXD1型機車牽引通風(fēng)機型號為THTF4.5A，屬于立式軸向離心式通風(fēng)機，防護等級為IP55。通風(fēng)機電機結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 通風(fēng)機結(jié)構(gòu)

通過近幾年的運用維護經(jīng)驗及對牽引通風(fēng)機構(gòu)造分析，發(fā)現(xiàn)牽引通風(fēng)機發(fā)生故障的幾個主要原因為：

（1）軸承進水

牽引通風(fēng)機前端軸承銹蝕嚴(yán)重，后端軸承基本良好。

由于牽引通風(fēng)機為軸向離心式通風(fēng)機，風(fēng)機進風(fēng)口為車體側(cè)墻上部斜面處，在雨雪天氣時，雨雪順著風(fēng)道能直接落到牽引通風(fēng)機上，牽引通風(fēng)機的防護等級為IP55，防護等級不足導(dǎo)致雨雪經(jīng)通風(fēng)機葉輪的加速通過電機前端蓋軸伸孔滲入到軸承室內(nèi)。軸承受水浸泡后，油脂發(fā)生乳化變質(zhì)使其潤滑效果降低、油膜保護失效，軸承發(fā)生銹蝕，進而致使通風(fēng)機異聲或者固死。

（2）軸承滾珠、滾道剝離

電機通風(fēng)機前端軸承良好，后端軸承出現(xiàn)軸承滾珠、滾道剝離。

牽引通風(fēng)機為立式風(fēng)機，軸承選用的是SKF310－2RS1/C3軸承，該軸承設(shè)計的受力方向主要是徑向，而牽引風(fēng)機因結(jié)構(gòu)原因使后端軸承受到的主要是軸向力，因此后端軸承易因軸向受力過大使軸承滾珠、滾道出現(xiàn)剝離造成風(fēng)機異聲及固死。

（3）接線柱接線燒損

牽引通風(fēng)機在運行過程中受到機車整體振動或由于在風(fēng)機安裝過程中螺母緊固時扭矩不足，可能造成電機引出線與外接線的固定螺母發(fā)生松動，造成接觸電阻過大，發(fā)熱燒損接線或因接觸不良造成風(fēng)機缺相運行燒損。

（4）電機電纜絕緣破壞

牽引通風(fēng)機用電機定子在機車運行過程中會受到機車整體振動、電磁力、環(huán)境溫度的急劇變化等因素的影響，且在雨雪天氣時受到雨水浸泡致使電纜外皮的韌性、耐潮濕會逐步降低，當(dāng)電纜達到壽命時，就會出現(xiàn)電纜外皮皴裂、甚至剝落，造成電機接地或者燒損。

對2013年3月及以后出現(xiàn)的故障風(fēng)機解體觀察，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機的電纜外皮破損為牽引風(fēng)機故障的主要原因。

3 解決措施及建議

（1）針對通風(fēng)機的電纜外皮破損的情況，如下車全部進行大修處理，首先牽引通風(fēng)機的備品數(shù)量不足，其次如大修則需花費大量資金，經(jīng)研究決定采取以下措施解決該問題。

①風(fēng)機下車解體后，將定子后端的滌綸帶剪開，將滌綸帶剝離后露出引出線釬焊焊接處，然后將引接線釬焊處滌綸帶剪去使引接線和繞組線連接露出，如圖3所示。

圖3 通風(fēng)機引接線和繞組線示意圖

②利用電工鉗將螺旋狀的繞組線和外皮破損的引接線分離，如圖4。

③制作與原電纜線一樣長度的引接線（WDZDCYJ－125 750V 6 mm2），并壓好接頭；用電工鉗將電磁線與引接線（線尾剪裸出約80 mm長）纏繞細致并接（并頭處長（30±3）mm），再用工業(yè)酒精嚴(yán)格清洗，清洗完畢后風(fēng)干，然后利用焊錫連接引接線一相一相焊接好，接好后用電工膠帶將接頭處包好。

圖4 電工鉗分離示意圖

④焊接程序完畢后用0.1×25滌綸帶將端部包扎牢固且無松動，并使3根引出線從定子根部到接線頭長度為560 mm。

⑤按工藝要求重新組裝風(fēng)機，進行例行試驗。

制定了上述措施后，全機務(wù)段220臺機車進行了一次平推檢查，發(fā)現(xiàn)電纜外包皮絕緣破裂的及時更換通風(fēng)機，更換的風(fēng)機按整治方案進行整治。通過這次整治，使風(fēng)機質(zhì)量得到了明顯改善，同時避免了對牽引風(fēng)機進行大修，節(jié)約了成本。

（2）建議改進通風(fēng)機的進風(fēng)通道，改進為能防止雨雪進入的通道，防止雨雪直接進入到風(fēng)機內(nèi)部，影響軸承及風(fēng)機引出電纜的壽命。

（3）建議改進風(fēng)機后端軸承，由于現(xiàn)用軸承承受軸向力能力不足，易造成后端軸承出現(xiàn)滾珠、滾道出現(xiàn)剝離，希望將后端軸承改為向心角接觸軸承，使軸承承受軸向力能力得到加強。

4 結(jié)束語

通過對牽引通風(fēng)機的故障原因進行分析，找到了牽引通風(fēng)機突然出現(xiàn)大面積故障的原因并制定了整改方案，通過實踐證明，該方案有效且節(jié)約成本。同時依據(jù)故障原因分析對通風(fēng)機提出了改造建議，希望通過進一步的改造使通風(fēng)機的故障得到徹底解決。

［1］ 張曙光.HXD1型電力機車［M］.北京：中國鐵道出版社，2009.

［2］ 許實章主編.電機學(xué)（第三版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1995.

U266.1

B

10.3969/j.issn.1008－7842.2014.04.30

1008－7842（2014）04－0126－02

4—）男，助理工程師（

2014－01－20）