淺談 DF10DDA 機車裝滾抱軸承的優(yōu)點

    我國鐵路運輸公司所屬鐵路專用線內，目前采用DF10DDA 內燃機車與 DF4B 內燃機車兩種，DF10DDA 內燃機車牽引電動機滾動抱軸箱與牽引電動機形成一個組件，DF4B 內燃機車牽引電動機抱軸軸承采用軸懸式，即牽引電動機的一端由兩個滑動式抱軸軸承剛性地支撐在車軸的抱軸頸上，另一端彈性地懸掛在轉向架構架上。牽引電動機滑動抱軸結構存在多種慣性質量問題，比如抱軸瓦碾瓦、抱軸油箱的漏、竄油等，滾動抱軸結構的出現(xiàn)不僅有效解決了上述問題，還將牽引齒輪的嚙合狀況進行了極大改善，客觀了增加了齒輪的運用壽命。牽引電動機一半的重量由抱軸軸承承擔，同時抱軸軸承還承受了來自鋼軌的沖擊力，再加上潤滑條件差等原因，導致抱軸軸承軸瓦燒瓦故障屢禁不止。抱軸瓦碾燒后，抱軸頸容易拉傷，從而影響到輪對的正常使用，經(jīng)過摩擦后軸瓦會發(fā)熱，同時將熱量傳至齒輪和軸箱,導致油脂受熱失效，從而使牽引電動機造成嚴重的安全和生產(chǎn)事故。因此 DF10DDA 內燃機車牽引電動機滾動抱軸箱優(yōu)越于 DF4B 內燃機車抱軸軸箱。DF10DDA 內燃機車牽引電動機滾動抱軸組裝時，圓錐滾子軸承的內圈和大小擋圈在電磁感應加熱器中加熱，溫升為 100℃，然后熱套至車軸相應的軸頸上，大擋圈的端面貼靠從動輪齒輪轂端面，大端軸承內圈端面貼靠大擋圈端面，小擋油圈端面貼靠小端軸承內圈端面。組裝時保證軸承的軸向游隙在 0.15-0.25mm 范圍內，滾動抱軸箱在與牽引電動機連接之前，在輪對組裝的同時，須在專門的組裝工作臺上，采用立位安裝的方法將軸箱安裝的輪對上去，與輪對形成一個組件。DF4B 內燃機車牽引電動機的抱軸軸承為部分式。軸承蓋（抱軸瓦油盒）用螺栓與牽引電動機機體緊固構成一個完整的滑動軸承體。抱軸式懸掛是指牽引電動機一側懸掛在機車轉向架上；另一側通過抱軸軸承抱在機車動輪軸上。該懸掛方式結構簡單，其組成部分主要包括集油器、潤滑油盒、軸承蓋、軸瓦等。牽引電動機一半的重量由抱軸軸承承擔，同時抱軸軸承還承受了來自鋼軌的沖擊力，再加上潤滑條件差等原因，導致抱軸軸承軸瓦燒瓦故障屢禁不止。抱軸瓦碾燒后，抱軸頸容易拉傷，從而影響到輪對的正常使用，若未及時采取有效的處理措施，軸瓦由于摩擦而發(fā)熱，同時將熱量傳至齒輪和軸箱，會導致油脂受熱失效，從而使牽引電動機造成嚴重的安全和生產(chǎn)事故。

NSK軸承專賣

1 抱軸軸箱燒瓦的原因分析

1.1 抱軸瓦潤滑不良

①由于牽引電動機一半的重量由抱軸軸承承擔，同時抱軸軸承還承受了來自鋼軌的機械沖擊力，使得潤滑油膜極易遭到損害。

②應將抱軸瓦與軸頸的徑向間隙控制在 0.3-0.8mm范圍內，該數(shù)值過大或者過小都無法實現(xiàn)潤滑油膜建立。

 

③潤滑油的使用性能被破壞，比如被污染，乳化和稀釋等，導致其粘度大打折扣，不利于油膜的建立。

④人為因素未及時檢查和補充潤滑油位，導致缺油問題出現(xiàn)，影響到潤滑條件。

⑤由于集油器等設備因素導致潤滑動力不足，無法滿足潤滑油膜建立條件。

1.2 抱軸軸箱內抱軸瓦質量存在問題

①抱軸瓦內側圓弧面合金層選材不當，存在金屬塊剝離或者龜裂問題。

②抱軸瓦內側圓弧面合金攪拌不均勻，造成部分金屬過高，合金層變軟，使用過程中合金層順著軸頸運動方向涌動，產(chǎn)生烏金堆積在軸頸與軸瓦之間，破壞了軸瓦的表面物理形態(tài)。

③抱軸瓦內側圓弧面合金層材質與瓦背結合強度不夠。

④牽引電動機的瓦底孔與抱軸瓦瓦背的接觸面積要求不小于 70%牽引電動機使用一個或一個以上大修周期后，電動機的機殼往往會發(fā)生變形，其底孔也容易發(fā)生銹蝕，不小于 70%接觸面面積的要求就難以達到，超限嚴重就會造成抱軸瓦與瓦座的接觸面不良，這樣就會導致抱軸瓦的散熱不良，甚至導致抱軸瓦較大的變形。

1.3 針對抱軸軸箱出現(xiàn)的以上問題解決方法及對策

①嚴格依照相關規(guī)范標準組裝抱軸軸箱，并安排專人負責測量和記錄相關參數(shù)，確保符合標準。

②在原來輪對磨合 120min 的基礎上，再將輪對磨合時間延長 30min 軸瓦和軸頸的表面狀態(tài)。

③嚴格把關日常機車抱軸軸承的油位檢查和補油工作，安排專人做好記錄工作。

④臨修打開抱軸瓦油盒加油孔蓋進行外觀查看，集油器壓裝不止時打開檢查須更換時進行更換處理；輔修、小修機車時對集油器進行拆檢，當發(fā)現(xiàn)吸油毛線磨損時應更新。

⑤在攪拌軸瓦合金層過程中必須嚴把質量關，改進合金層成份，改進合金噴鍍工藝，將合金層中鉛的比例適當減少，從而提高合金層與瓦背的結合強度。

2 滾動抱軸箱的檢查與維護

  運用時要經(jīng)常檢查聯(lián)接緊固大、小端蓋的螺栓、抱軸箱與牽引電動機之間的聯(lián)接螺栓是否有松動。在每運行30 萬公里給每個軸承補充 150g 潤滑脂，只在中修時檢查抱軸箱軸承的軸向游隙，抱軸箱與車軸的相對位移應小于1mm。外觀檢查滾動抱軸箱的狀態(tài)應良好，軸承腔的溫升不超過 55℃。

3 滾動抱軸箱與抱軸軸箱實踐運用差別

NSK軸承供應商

   DF4B 內燃機車 7708、7709 機車已運行 103068 公里，2008 年 10 月-12 月到河南新鄉(xiāng)機車檢修段中修，經(jīng)專業(yè)技術人員檢查機車牽引電機抱軸軸箱的集油器全部更換，個別抱軸瓦進行了更換，普遍抱軸進行了刮修。DF4B 內燃機車 9577、9578、9579 機車已運行 103056公里，2009 年 9 月-12 月，到寶雞檢修度進行中修，經(jīng)專業(yè)技術人員檢查機車牽引電機抱軸軸箱的集油器全部更換，個別抱軸瓦進行了更換，普遍抱軸進行了刮修。DF10DDA0180 內燃機車已運行 102233 公里，2011年 5 月到河南新鄉(xiāng)機車檢修段中修，經(jīng)專業(yè)技術人員檢查機車牽引電機滾動抱軸箱滾抱軸油潤、部件技術狀態(tài)良好。（表 1）電機滾動抱軸具有維修方便、工藝簡單、結構成熟等優(yōu)勢，憑借這些優(yōu)勢電機滾動抱軸被廣泛應用在貨運、調車機車轉向架上。此外，牽引電動機滑動抱軸結構中存在的多種慣性質量問題，比如抱軸瓦碾瓦、抱軸油箱的漏、竄油等，在滾動抱軸結構中得到了有效解決，同時還大大改善了牽引齒輪的嚙合狀況，降低了齒輪磨損，客觀上延長

了其使用壽命，因此，用戶的首先漸漸開始傾向該結構機車。關于這一點，在東南亞、西亞及非洲的國際機車招、投標中已經(jīng)充分體現(xiàn)出來。美國 ＧＥ 公司投標非洲剛果的窄軌貨運機車，采用交流傳動電機滾動抱軸結構，其運行速度為 140ｋｍ/ｈ；法國阿爾斯通公司競標伊朗的貨運機車也采用相同結構的電機懸掛裝置，其速度為 150ｋｍ/ｈ。我國采用牽引電動機滾動抱軸結構的干線內燃、電力機車，其最高運行速度大約為 135ｋｍ/ｈ。

    優(yōu)化成本方案和技術趨勢、市場趨勢等之間難以平衡，其對未來客戶和市場的影響難以量化的時候。則需要總工程師和相關技術專家及市場等討論聯(lián)合決定。

NSK軸承

結束語

通過最近幾個項目的實施，工程師逐步樹立了早期的成本設計意識，并通過對標和供應商介入等，逐步建立方案成本數(shù)據(jù)庫，并對于不同體系供應商優(yōu)勢有了更多的了解。更好地指導后續(xù)產(chǎn)品設計開發(fā)。從項目管理角度，也逐漸形成了和項目開發(fā)流程相匹配的價值工程工作流程，從項目收益目標設定、分解和實施評價等，使下游各業(yè)務鏈、供應商團隊和工程團隊協(xié)同工作，共同實現(xiàn)按成本設計。