內燃機車電機傳動軸機械振動的原因及處理分析

周善榮

摘 要：本文主要分析昆鋼鐵路運輸分公司內燃機車應用中液力傳動箱電機傳動軸出現機械振動或是扭斷的問題，找出引起電機傳動軸機械振動的原因，提出相應的處理措施，結合本文提出的措施觀點，消除電機傳動軸機械振動異常的問題，從而提高機車修理的效果，確保其具備良好的性能，以滿足鐵路運輸的需求。

關鍵詞：內燃機車;電機傳動軸;振動原因;處理措施

通常情況下，內燃機車運用中液力傳動箱電機傳動軸出現機械振動，屬于內燃機車故障中相對小的問題，目前還沒有系統分析原因并提出應對措施的相關文章。本文以該故障排除實踐為基礎，不斷總結該故障的處理方法。運用內燃機車修理理論，分析產生原因，結合修理工作實踐經驗，提出科學合理、行之有效的解決辦法，提高電機傳動軸機械振動故障排除的能力，經濟、高效地恢復內燃機車性能。

1.內燃機車電機傳動軸機械振動

當前，某鐵路運輸分公司共有21臺內燃機車，車型較復雜，大體可分為兩大系列（DFH系列和GK系列）。兩種液力傳動箱都是通過電機傳動軸與起動發電機相連接。鐵路運輸分公司牽引動力全部由內燃機車承擔。隨著投入運用時間不斷延長，機車液力傳動箱電機傳動軸存在異常機械振動和噪音過大的問題，直接影響司機的正常工作，使司機的工作條件更趨惡劣。因此，電機傳動軸異常振動問題必須高度重視。

2.內燃機車電機傳動軸機械振動發生的原因

電機傳動軸位于液力傳動箱最上一箱內，是箱體尾部的一根功率輸出軸，專為起動發電機而設置，主要由齒輪軸、軸承、電機萬向軸、法蘭盤、彈性聯軸節等組成。

2.1動力源影響因素

鐵路運輸分公司有19臺內燃機車，裝備12V180ZJ（C）型柴油機作為動力源，電機傳動軸通過液力傳動箱第一輸入軸與柴油機曲軸相連接。因此電機傳動軸的平穩性由柴油機曲軸的旋轉的狀態決定，柴油機曲軸旋轉的平穩程度則由柴油機各氣缸的爆發壓力均勻程度來決定。影響柴油機各氣缸工作均勻性的因素有：噴油狀況、燃燒情況等。通過對幾年的檢修記錄分析，認為當柴油機噴油參數不良、活塞環閉口間隙超差時，必然出現柴油機燃燒不良，各氣缸工作不均勻，使曲軸產生振動和轉速不穩，此時電機傳動軸出現軸向機械振動。原因是液力傳動箱輸入軸采用斜齒圓柱齒輪（模數 mn= 5，螺旋角β= 13°42′50″）來滿足高速重載、傳動平穩的要求，當輸入軸齒輪與電機傳動軸齒輪嚙合時，由于輸入軸產生振動和轉速不穩，使齒輪的輪齒間產生沖擊，其軸向沖擊力造成電機傳動軸軸向振動，并引起旋轉部件異常噪音[2]。此時，如電機傳動軸軸向定位軸承（3E176313KQT）的軸向間隙還未超限，升高柴油機轉速，由于旋轉機件的慣性力作用，電機傳動軸的軸向振動趨緩的現象;如該軸承的軸向間隙已超限，則出現振動加劇的現象。

2.2旋轉軸系的影響因素

首先是軸系各軸的同軸度影響。起動發電機通過彈性聯軸節、電機萬向軸與電機傳動軸相連接。盡管彈性聯軸節和電機萬向軸都有補償同軸度偏差的作用，但仍然對起動發電機的

安裝精度有一定的要求[3]。如安裝誤差較大，因電機萬向軸兩個法蘭盤之間不平行，引起軸線偏移，使連接法蘭盤之間的電機萬向軸彎曲、變形，引起異常機械振動及噪音。DFH21型1004#、DFH5B 型 3029# 機車都曾出現因起動發電機安裝誤差大而引起機械振動大的問題，其中3029#機車由于柴油機燃燒不良造成電機傳動軸軸向振動大，同時又由于起動發電機安裝誤差大，超出了彈性聯軸節的允許補償偏移量。久而久之，致使彈性聯軸節扭斷，造成了2008 年“9·13”機破事故。因此正確地安裝起電發動機，消除各軸的軸線偏移，電機傳動軸的機械振動和噪音就能明顯減少。其次是電機萬向軸不平衡力矩的影響。為了保證電機萬向軸在高速旋轉下工作平穩，裝配時，要進行動平衡試驗，即確保萬向軸旋轉軸線與慣性主軸線相重合。機車在投入運用幾年后，由于電機萬向軸磨損和檢修中組裝裝配誤差較大等原因，幾臺機車出現了電機萬向軸振動大的問題。通過組織相關技術人員檢查發現，電機萬向軸高速旋轉時徑向產生3 mm ～ 4 mm的重影，造成了電機萬向軸不平衡力矩超限，引起電機萬向軸異常振動，進而影響機車的安全運行。針對該問題，根據萬向軸旋轉軸線與慣性主軸線相重合的原則，采取重新調整十字銷軸承安裝位置或更換不良十字銷軸承的方法，消除萬向軸旋轉時的重影，同時在安裝中將法蘭盤接觸面徹底清掃干凈，按規定力矩緊固螺栓等手段[4]，避免了電機萬向軸不平衡力矩的影響，電機萬向軸機械振動和噪音明顯減小。再者是潤滑不良的影響。最后是潤滑不良的影響。液力傳動箱的潤滑是一個很重要的問題，它直接關系到機車運用的安全可靠性及軸承、齒輪的使用壽命，因此在設計和檢修時都較為重視。液力傳動箱內部的潤滑系統采用供油泵提供壓力油來潤滑各齒輪、軸承，只要供油泵狀態良好、油道無阻塞和泄漏，箱內各件均處于良好的潤滑狀態。而電機萬向軸是一根裝在箱外高速旋轉的部件，對十字銷軸承和花鍵連接部采用潤滑油脂進行潤滑，在高速旋轉中由于離心力作用，油脂易從縫隙或損壞的黃油嘴中甩出。如果在日常維護和保養稍有疏忽，就容易造成電機萬向軸十字銷軸承、花鍵連接部出現潤滑不良的情況。

3.解決措施探討

機車運用過程中，如發現電機傳動軸機械振動大，產生異常噪音時，應從以下幾個方面進行仔細檢查和處理，具體如下：（1）檢查、維護措施到位。柴油機各氣缸工作的均勻性是保證讓電機傳動軸齒輪平穩嚙合的關鍵。機車使用中應定期按工藝技術要求校正噴油參數、調整氣閥間隙、更換不良活塞環等，確保柴油機工作正常。（2）電機傳動軸如出現抽承軸向間隙超限現象，應及時更換。（3）加強日常對電機萬向軸的維護與保養，定期加注潤滑脂，保證萬向軸各部潤滑良好。此外還要確保矯正、安裝方法必須正確。校正起動發電機的安裝誤差，這是消除電機傳動軸機械振動大的有效手段。電機萬向軸在安裝中，要保證兩端法蘭盤接觸面清潔干凈，聯接螺栓達到規定的預緊力，電機萬向軸旋轉徑向無重影。

4.結束語

綜上所述，機車電機傳動軸振動大、噪音大的問題，不僅能提高機車的修理質量，又能防止發生機車異常振動、機破事故，更重要的是為運輸生產設備運用提供了技術狀態良好的機車，確保了鐵路運輸的安全、正常運行。而昆鋼公司正處于“三年保生存兩年轉型發展”的關鍵階段，以問題為導向，用科學、嚴謹的工作方法，以解決好鐵路運輸設備存在的問題，才能真正滿足運輸生產需要，促進該企業穩定長遠地發展。

參考文獻

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[3] 郎殿榮.淺談內燃機車柴油機突然停機的原因及判斷處理方法[J].哈爾濱鐵道科技，2018，12（15）：157-158.

[4] 郭軍.內燃機車故障分析及其防止對策[J].內蒙古科技與經濟，2012，6（30）：91.