GMC16A鋼軌打磨列車打磨頭三相異步電動機

周國芳

摘?要：鐵路行業的快速發展，為國民經濟發展水平的不斷提升帶來了重要保障作用。本文提出了GMC16A鋼軌打磨列車打磨頭YTM112L-2型三相異步電動機的設計方案，該電機采用三軸承結構設計，確保其耐高沖擊的特點，電機性能優良，技術經濟指標好。

關鍵詞：鋼軌打磨列車;YTM112L-2型電動機;打磨列車磨頭

目前我國高鐵運營里程和運行速度大幅度增加，這也對高鐵線路養護提出了更高要求。

鋼軌養護基本存在換軌和打磨兩種模式，其中打磨養護模式費用低，并能延長導軌養護后的使用時間，因此在世界大部分國家普遍采用。現在國際上公認鋼軌打磨對保證線路質量、提高安全系數、降低運營成本起關鍵作用。高鐵線路在開通前進行鋼軌預打磨，開通后進行鋼軌預防性打磨及保養性打磨是保證高鐵運行的重要手段。

美國、瑞士等國家的鋼軌打磨技術處于世界領先水平，瑞士Speo公司、美國Loram公司、美國HTT公司，相繼推出了自己的鋼軌打磨列車，我國在鋼軌打磨列車方面主要以在引入、消化吸收的基礎上，逐步實現鋼軌打磨列車的合作化和國產化。

GMC16A鋼軌打磨列車可以修正軌道波浪狀磨損、軌道擦傷，糾正內外軌傾斜變形和休整輪軌接觸面等各種由于列車在鋼軌上行駛而產生的鋼軌缺陷，進行鋼軌的預防性維修，

通過鋼軌打磨技術可以實現：

1）消除鋼軌的表面損傷（如波磨、剝離、壓潰）進而降低軌道的不平順度，減少了輪軌間的振動，降低軌道不穩定性，延長鋼軌的使用壽命。

2）消除鋼軌表面細小裂紋以及RCF，防止其進一步產生剝離。

3）消除鋪設鋼軌在加工和運輸中產生脫碳層、缺陷、銹皮、劃傷和傷損。

4）使鋼軌獲得最佳廓形，達到共形接觸，改善粘著，減小滾動阻力，減小能耗。

5）降低了車輛與軌道的噪聲和振動，改善旅客的舒適度。

1 設計要求及設計原則

1.1 設計要求

根據用戶技術規格書要求，YTM112L-2型三相異步電動機用于GMC16A鋼軌打磨列車。

1.2 設計原則

（1）工作環境高溫度、高濕度、濺水等，設計采用更高要求的防護等級IP65;

（2）440V/60HZ

異電壓變頻電機，要求絕緣提高到H級，漆包線和絕緣材料、絕緣漆等選用H級;

（3）結構強度大，電動機運行時軸向竄動小，軸承選用推力軸承組合，潤滑油脂特殊要求耐高溫;

（4）電動機軸向正壓力不低于2000N，切向力不低于500N，軸頸較大且調質處理;

（5）電動機高速運行，對轉子平衡要求高;

（6）運行時沖擊力較大，電機過載能力強，最大轉矩倍數大于3。

2 電磁優化設計

針對國內電機運行時效偏低，定子溫升高導致線圈易燒損特點，本電機優化了定轉子槽配合和繞組結構型式，本電機既能滿足在變頻電源下帶載啟動又能滿足正弦波電源下空載啟動。

（1）定子轉子槽型選用：為了改善其啟動性能，抑制啟動電流，采用凸形底槽，以容納更多的漆包線和鑄鋁，進而有效的控制定轉子的損耗;

（2）槽配合選取：為避免正弦電源出現同步附加轉矩，定子轉子槽數選取48/36;

（3）定子采用雙層散嵌繞組，轉子采用鑄鋁鼠籠式結構，氣隙為0.7mm;

（4）電動機溫升問題：設計時降低定子、轉子銅耗，增強通風，便于將熱量從機座散出去。

3 結構設計特點

目前國外鋼軌打磨列車電動機的整機密封效果不好，會導致軸承固死，本電機優化了前后軸承密封結構，傳動端軸承采用軸向迷宮密封結構，非傳動端采用全密封結構。

定子采用外壓裝結構，嵌線定子熱套壓入機座內，三相電纜穿過密封圈后進入定子接線盒內。轉子由鑄鋁轉子和轉軸組成，鑄鋁轉子與轉軸采用熱套工藝裝配，鑄鋁轉子由轉子沖片和鋁端環組成，轉軸采用優質合金鋼調質處理。

電機機座加工工藝主要考慮要如何保證同軸度等形位公差以及機座止口、內腔的變形控制。

4 結語

鋼軌打磨技術正在向更高更快方向發展，對于技術的要求和設備的要求越來越高。鋼軌打磨研發機構及經營企業應運用現有的成果和經驗，對鋼軌打磨技術不斷改進，以不斷滿足鐵路運輸的要求。YTM112L-2鋼軌打磨列車電動機采用創新設計，各項電氣指標均優于其他打磨列車，實驗結果滿足設計要求，符合用戶需要。

參考文獻：

[1]金學松，杜松，等.鋼軌打磨技術研究進展[J].西南交通大學學報，2010（01）.

[2]湯蘊繆，羅應立.電機學[M].北京：機械工業出版社，2016.

[3]雷曉艷.鋼軌打磨原理及應用[J].鐵道工程學報，2000（01）.