一例韶山3 型電力機車牽引電機故障引起的擴大修分析

高 偉，王麗紅，穆榮果

(1.鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學院，河南 鄭州 450052;2.鄭州鐵路局調(diào)度所，河南 鄭州 450053)

1 故障概況

2009 年2 月18 日，鄭州機務(wù)段韶山3 型4458機車按照計劃進庫檢修，修程為4-1 輔修。進庫檢修前乘務(wù)員機統(tǒng)-28 報重大活件，機車第5 動輪左側(cè)輪箍踏面剝離。技術(shù)人員對機車第5 動輪踏面檢查測量，輪對踏面剝離深度2mm，已經(jīng)超過禁用限度，不能繼續(xù)使用，檢修部門當天對第5 輪對進行了落修更換。落修過程中發(fā)現(xiàn)第5 輪對左右抱軸瓦內(nèi)接觸面嚴重碾鉛，抱軸瓦大端有磨損，輪對車軸抱軸頸拉傷嚴重，牽引電機兩端軸承壓蓋磨損，如圖1 所示。進一步檢查后，發(fā)現(xiàn)牽引電機非換向端主動齒輪有一處貫穿裂紋，輪對兩從動齒輪內(nèi)側(cè)面有磨損痕跡，齒輪箱合口處磨損變形。

由上可知，韶山3 型4458 機車在檢修中因輪對踏面剝離到限需要更換，但在解體更換時卻發(fā)現(xiàn)此輪對的報軸瓦、報軸頸以及電機的主動齒輪等部位也有嚴重破損。經(jīng)技術(shù)人員分析鑒定，造成輪對車軸、電機軸、電機主動齒輪、齒輪箱等部件嚴重損壞而報廢，直接經(jīng)濟損失二十多萬元。

圖1 輪對和電機損傷情況

2 原因分析

是什么原因?qū)е律厣? 型4458 機車第5 輪對和電機出現(xiàn)這么嚴重的故障，輪對踏面剝離、報軸瓦碾鉛、車軸拉傷、電機主動齒輪崩裂，這些故障難道僅僅是巧合嗎?

技術(shù)人員經(jīng)過詢問得知，該機車2 月16 日乘務(wù)員報活，第5 齒輪箱漏油，行修人員檢查后又將機車放行了一個往返后進入輔修。

技術(shù)人員首先從主動齒輪裂損入手，對故障牽引電機主動齒輪進行檢查，發(fā)現(xiàn)此電機非換向端軸端擋板的四條緊固螺栓已有兩條松動，將軸端擋板拆除后用撬棍即可將主動齒輪撬下，電機軸頸處有嚴重拉傷，用氧氣將故障主動齒輪從非裂紋處氣割開，在主動齒輪斷裂面上齒根處有明顯裂紋舊痕，由此推斷齒輪裂紋是由齒輪內(nèi)部的疲勞缺陷引起的，電機齒輪齒根疲勞源長期在交變應(yīng)力的作用下逐步發(fā)展成為大面積貫通裂紋，最后造成主動齒輪輪轂裂開。正常情況下，電機主動齒輪加熱后熱套在電機軸頸上，主動齒輪和電機軸頸之間是過盈配合，主動齒輪和電機軸之間不會發(fā)生相對弛緩，電機的轉(zhuǎn)矩通過主動齒輪傳遞給輪對大齒輪。由于電機主動齒輪根部貫通裂紋導致齒輪崩開，主動齒輪與電機軸之間發(fā)生了弛緩，因此電機軸被嚴重拉傷。

另一方面，由于SS3 型機車的傳動方式為雙邊斜齒傳動，輪對電機組裝后主、從動齒輪嚙合后電機電樞軸向竄動量很小，電機在車軸上的軸向橫動量是固定的，由于牽引電機非換向端主動齒輪貫通裂損，齒輪與電機軸之間馳緩，非換向端主動齒輪失效，在電機、輪對的齒輪嚙合過程中，僅剩下電機換向端主動齒輪傳遞功率，換向端主動齒輪軸向分力，使電機橫向竄動加大，接近電樞的最大軸向竄動量，限位得不到保證，造成機車在向兩個不同的方向行駛過程中，電樞軸、抱軸瓦、齒輪箱在車軸上左右移動并產(chǎn)生沖擊直至從動齒輪側(cè)面與電機軸承蓋板接觸，最終導致電機兩端軸承蓋板與從動齒輪側(cè)面接觸磨擦、車軸拉傷、抱軸瓦拉傷燒損、從動齒輪擋油環(huán)嚴重磨損，齒輪箱合口處磨損嚴重。

從上面的分析可以看出，這是一起由于電機主動齒輪弛緩引起的擴大修事故，如果乘務(wù)員早發(fā)現(xiàn)抱軸溫度有異常，早發(fā)現(xiàn)機車有異常沖擊，及時報修動態(tài)活件，故障就會得到及時處理，避免擴大修發(fā)生。

3 教訓及防止措施

第一，運用部門應(yīng)加大監(jiān)控力度，嚴格執(zhí)行乘務(wù)員一次作業(yè)過程。從破損的情況看，造成輪對、電機擴大修絕不是機車運用一趟、二趟造成的，乘務(wù)員一次作業(yè)過程還存在漏洞。

第二，檢修人員要認真履行崗位職責，嚴格按照機車檢修工藝范圍修車。找不到故障原因的機車堅決不能放行，尤其是影響到行車安全的走行部活件。該機車2 月16 日乘務(wù)員報活，第5 齒輪箱漏油，行修人員簡單檢查后，在活票上填寫檢查正常，造成故障沒有及時發(fā)現(xiàn)處理又將機車放行一個往返。

第三，進一步加強機車大部件的探傷管理，認真落實探傷工藝范圍，主、從動齒輪一律采用磁粉探傷，防止機車大部件斷裂。

劉友梅.韶山3 型電力機車［M］.北京：中國鐵道出版社，2000.