鐵路牽引電動機及其車軸支承軸承

林質斌

摘? 要：未來10年到20年，我國鐵路牽引動力運載工具要發生巨大的變化，牽引電動機是電力機車和電傳動內燃機車主傳動系統中的主要設備，因此保障牽引電動機的正常運行是非常重要的。

關鍵詞：鐵路;牽引電動機;軸承

引言：

隨著鐵路工業的加快進展，機車的牽引電動機的負載量在逐漸地增加，所以提高牽引電動機的軸承運轉的可靠性，降低軸承故障率是保障鐵路運輸安全的重要路徑之一。因此，本文首先簡單介紹了牽引電動機及其常見的幾種類型，接著介紹了牽引電動機軸承故障發生的原因以及常見的預防措施。

一、牽引電動機介紹

牽引電動機是電力機車和電傳動內燃機車主傳動系統中的主要設備，是電傳動機車、車輛的主要部件之一。其有多種類型，如直流牽引電動機、交流異步牽引電動機和交流同步牽引電動機等。直流牽引電動機，尤其是直流串勵電動機有較好調速性能和工作特性，適應機車牽引特性的需要，獲得廣泛應用。牽引電機的工作特點是：1.使用環境惡劣，牽引電機是安裝在車體下面的，經常會受到雨雪等天氣的影響，并且機車在運行過程中掀起的塵土也會侵入到電機內部，因此，電機外面容易受潮、受污，所以，在選擇材料的時候，應該選擇絕緣并且具備良好的防塵功能;2.外形尺寸受限制，牽引電機的安裝位置是懸掛在車體下面，其安裝控件受到很大的限制;3. 動作力大;4.換向困難;5.負載分配不均勻。牽引電動機的工作原理與一般直流電動機相同，但有特殊的工作條件，這些特殊的工作條件導致牽引電動機在設計和結構上也有許多要求，如要充分利用機體內部空間使結構緊湊，要采用較高級的絕緣材料和導磁材料，零部件需有較高的機械強度和剛度，整臺電機需有良好的通風散熱條件和防塵防潮能力，要采取特殊的措施以應付比較困難的“換向”條件以減少炭刷下的火花等。

牽引電動機是在機車或動車上用于驅動一根或幾根動輪軸的電動機。由于牽引電機在運用中受振動、摩擦、高溫和自然老化等原因使機車電機性能總處于自然磨損狀態，超過一定限度就會發生故障。所以，要采取一系列的計劃預防修理措施，在電機各零部件損壞以前得到修理，從而減少和防止機車出現先期損壞的可能性。

牽引電動機有兩種懸掛方式。一種是牽引電動機和動輪軸連接的懸掛方式，稱為抱軸式懸掛或半懸掛。采用這種懸掛方式時，動輪通過軌縫和道岔所產生的沖擊振動會直接傳給牽引電動機。抱軸式懸掛適用于結構速度低于120公里/小時的機車車輛。另一種是架承式懸掛（或稱全懸掛）。采用這種懸掛方式時牽引電動機固定懸掛在轉向架構架上，在牽引電動機軸端和小、大齒輪之間加入各種彈性連接元件，以減小沖擊振動的影響。架承式懸掛適用于結構速度高于120公里/小時的機車車輛。

二、鐵路牽引電動機的種類

牽引電動機有多種類型，如直流牽引電動機、交流異步牽引電動機和交流同步牽引電動機等。直流牽引電動機，尤其是直流串勵電動機有較好調速性能和工作特性，適應機車牽引特性的需要，獲得廣泛應用。

三、牽引電動機及其軸承

1.牽引電動機軸承簡介

牽引電動機軸承用來支承因轉子軸和聯軸節的質量而引起的徑向載荷，實現頻繁的運轉、停止循環作業，由于運行時轉向架振動的影響，軸承要承受一定的動載荷。與車軸軸承和齒輪裝置軸承相比，牽引電動機軸承的計算壽命要長得多，其軸承的型式，一般在齒輪一側（傳動側）采用圓柱滾子軸承，在反齒輪一側（換向器側）則采用有支承轉子軸軸向運動功能的深溝球軸承，采用脂潤滑。在近年來新造的電動車上，安裝了可變電壓、可變頻率控制的交流牽引電動機，這種交流牽引電動機具有重量輕、結構緊湊、高速運轉的特點，為適應軸承高速旋轉和牽引電動機各部件溫度上升的特點，必須解決原有鋼制軸承的“電蝕”危害，提高軸承、潤滑脂的耐熱性和耐久性。

2.直流牽引電動機軸承容易發生的故障以及處理方法

由于牽引電機的工作條件惡劣，其軸承常見故障癥狀有保持架鉚釘松動、斷裂或外圍擋邊偏磨，滾性及滾道剝離、灼痕、拉傷、裂紋、歪磨或徑向間隙增大，內圈松動或咬死，軸電流電蝕及潤滑脂變質，軸承甩油箱松動變形等。因此往往引起振動及噪聲增大，導致小齒輪碰撞磨損、繞組絕緣損傷、聯接線斷裂、換向不良、引起接地或環火、甚至發生轉子咬死難于轉動而裂軸等惡性事故。如果發生故障的話，我們應該首先檢查故障原因：如果是軸承損壞的話，更換軸承;如果故障原因是軸承與軸配合過松或過緊。過松時在軸承上鑲套，過緊時重新加工軸到標準尺寸;如果原因是電機兩端端蓋或軸承未裝平。將端蓋或軸承止口裝平，旋緊螺栓。

四、預防牽引電動機軸承發生故障的措施

1. 軸承是電機中比較關鍵的部件，電樞軸承燒損，會使轉子固死、造成機破。所以軸承是需要維護的。比如，我們應該經常檢查電樞軸承的溫升;應該檢查電樞軸承和抱軸軸承的密封情況是否良好;電樞軸承用3號鋰基脂潤滑，軸承室內潤滑脂不能太多或太少，否則會引起軸承發熱。

2. 軸承壽命管理的控制。也就是對所有電動機上的軸承進行編號，按編號建立相應的軸承壽命管理檔案，也就是對其進行使用限期的管理，也就是軸承在使用7年或者運行超過800000公里之后進行強制報廢。

3. 軸承內部游隙的控制。這內部游隙指的是軸承還在沒有安裝的時候，內外圈之間的相對可移動量。電機軸承的良好運轉離不開合適的內部游隙。因此要對軸承內部游隙要進行合理控制。

4.軸承潤滑脂的控制。它的目的就是使得滾動體表面或者滑動體表面形成一層薄薄的油膜，以防止金屬與其直接接觸，所以，應保證在機車在運行的過程中，防止潤滑脂的變質消失，反而應該定量補充軸承專用的潤滑脂。

5. 軸承裝配質量的控制。應該嚴格控制軸承的加熱溫度，嚴格控制軸承裝配的清潔度，加強軸承與軸、端蓋的選配等等。

結語：

鐵路運輸安全是我們鐵路工作一直追求的目的，而我們所對軸承所采用的各種防護措施，使得牽引電動機軸承的故障的減少，基本上杜絕了牽引電機軸承固死故障，從而有效的提高了電動機的可靠性，這樣不但提高了機車運行的安全性，同時也能延長牽引電動機的使用壽命，降低了運用以及檢修的成本，提高了機車的檢修質量。

參考文獻

[1]? 辛大娟.電力機車電器檢查與維護[M]. 成都：西南交通大學出版社，2007

[2]? 潘京濤，喬士剛.電力機車電機檢查與維護[M].成都：西南交通大學出版社，2009