淺析內燃機車電機傳動軸機械振動產生的原因及其解決方案

王震 李寶

摘要：在內燃機車電機傳動軸機械在運行的過程中，機械振動的現象是常見問題之一。如果相關的維修人員不第一時間對這一問題進行解決，就會導致內燃機車的內部零件發生扭斷，繼而出現質量問題。故而，維修人員要重視傳動箱電機內部系統的整體性能，采取相應的措施確保內燃機車安全運行。本文結合筆者實踐經驗，針對內燃機電機傳動軸機械所存在的問題進行分析，并提出針對性解決方案，以期能夠為各位同行提供一些參考。

關鍵詞：內燃機車;電機傳動軸機械;振動;原因;解決方案

電機傳動軸機械是否能夠穩定運行，將會對內燃機車的應用產生巨大影響。在內燃機車被普遍應用的今天，相關維修工作人員要加強對這方面問題以及維修技術的研究。實踐發現，傳動軸發生機械振動在內燃機車電機傳動軸運行問題中占據重要比例，且對機械運行危害巨大，因此本文對這一問題進行分析，并提出有效解決對策。

一、內燃機電機傳動軸機械振動的概述

作為一種結構緊湊、馬力強勁的機車結構，內燃機車應用十分廣泛。這種發動機的發動過程需要利用發電機、傳動軸實現軸系連接，以保證機車運行穩定性。一般來說，是由發動機帶電機轉動，然后通過軸系結構零件的緊密結合，帶動整個機車開始運轉。在實際的應用中，內燃機電機傳動軸需要和齒輪結構、軸結構結合到一起，才可以形成傳動作用。也即是說，內燃機電機傳動軸不是獨立結構，需要與齒輪結構、軸結構共同組成一個整體，這個整體被稱為軸系結構。該傳動軸轉動時，會受到與其結合的齒輪結構、軸結構的影響，并因此而出現受力的變化。傳動軸工作中，軸向的偏差會對其運行狀態造成明顯影響。了對抗這種力的變化，傳動軸就會借助機械振動促使內燃機電機傳動軸恢復正常運行狀態。與此同時，機械振動的產生也會對內燃機車造成一定的不利影響，比如其所帶來的磨損，破壞了發動機中法蘭盤與氣缸的工作狀態以及電機中齒輪的咬合狀態。故而，相關專業技術人員要對內燃機車傳動軸機械振動問題及其解決方式進行系統分析，從而改善內燃機車運行的狀態，保證其安全性與穩定性。

二、內燃機車電機傳動機械振動所造成的問題

（一）對內燃機動力源造成的影響

在實際運行中，內燃機車電機傳動機械可以把傳動箱第一輸入軸與柴油機曲軸結合到一起，所以必須要保證電機運行狀態足夠穩定，才能促使機械正常運行。一方面來說，在機車正式進入工作狀態之前，內燃機車會有燃燒或者噴油現象，其運行會因此對機車造成影響。相關的技術人員在分析研究往年維修記錄時，要最終確定內燃機車存在的問題，但是這一過程會對內燃機車產生燃燒造成不良影響，導致各個氣缸的工作穩定性下降，甚至也可能會降低電機運行時的轉速穩定性。另一方面來說，一旦發生電機傳動軸振動問題且長期存在，導致輸入軸長時間處于不穩定狀態，會造成傳動軸軸齒輪嚙合。如果出現不穩的情況，軸向的沖擊力會引發傳動軸振動，嚴重時將造成零部件異常。與此同時，如果電動機傳動軸的軸向間距并未超過規定范圍，那么會導致內燃機車溫度的上升，繼而形成旋轉零件慣性問題，影響機械的正常運轉。

（二）對旋轉軸系數造成的影響

1.造成了同軸度影響

在開始啟動發動機之前，要將電機傳動軸、電機萬向軸、彈性聯軸節結合到一起，這種運行方式會對彈性聯軸節、萬向軸的同軸度形成影響，使其產生一定偏差。如果產生電機萬向軸的法蘭不穩定現象或者安裝過程存在誤差，在發電機已經發動起來之后，也會造成同軸度偏差，繼而造成電機的兩個法蘭盤之間的結合狀態形成彎曲，這會產生噪音或者振動。尤其對于明確安裝精度要求的發動而言，此類影響將會更為顯著。

2.造成了電機萬向軸不平衡力矩

首先，為了保證處于高速旋轉狀態的電機萬向軸穩定運行，需要在具體的運行階段完成關于萬向軸的平衡的試驗工作，保證旋轉軸線與慣性保持一致。這樣一來，如果內燃機車在運行時產生振動，技術人員就能夠及時找到問題所在，從而第一時間做出處理。其次，當檢修數據顯示電機萬向軸在運行過程中出現重疊現象，且重疊范圍在3-4mm時，就會致使電機萬向軸形成不平衡力矩，繼而出現內燃機車將不能正常運行的現象。

3.造成了內燃機內部潤滑不良

對于機車的正常運行而言，內燃機內部潤滑度是重要的影響因素，且對其運行安全起著關鍵作用。所以，相關設計人員要重視內燃機設計，并充分考慮檢修需求。電機萬向軸需要在內燃機外進行高速旋轉，所以當十字銷軸承內的滾針連接部位達不到潤滑要求時，就會造成內燃機進行順暢度降低，如果問題嚴重還可能會產生滾針問題;當花鍵部達不到潤滑要求時，摩擦力的增大會形成對花鍵槽的壓力，導致萬向軸主動端與從動端之間縫隙變大，改變其原有的連接狀態，引發傳動軸機械振動，影響內燃機運行的穩定性。

4.造成了齒輪參數影響

如果齒輪參數發生變化，那么就會導致電機齒輪嚙合時形成振動，而且齒輪參數大小所形成的影響較為顯著。當齒輪旁邊的縫隙較大、齒形存在誤差明顯或者集節上產生偏差時，會對電機齒輪嚙合過程中所產生的沖擊力大小產生直接影響，當這種沖擊力較大時就會形成機械振動。所以，相關技術人員在進行齒輪加工時，要嚴格按照設計要求與標準開展各項工作，以避免因齒輪參數所導致的機械振動。比如，在加工電機箱體時，應將兩個齒輪間的中心間距保持在450mm，齒輪的中等間距與齒輪的最大間距距離分別為0.25mm、0.4mm，從而使得輸入齒輪與電機齒間距保持在0-25-2.35mm之間。精密的加工以及合理的齒輪參數設定，保證了電機齒輪嚙合運動符合預期，一定程度上避免了機械振動產生。

三、內燃機車電機傳動軸機械振動產生的原因分析分析及其解決方案

（一）原因分析

結合上文論述可以得出結論，使電機傳動軸機械產生振動和噪音的原因主要有四點。第一，所有氣缸運動狀態下的工作均勻性不理想，導致了內燃機車運行問題的產生。第二，花鍵槽、十字銷軸承連接處潤滑不達標，影響內燃機車運行狀態。第三，啟動發電機的安裝工作不合乎規范，致使誤差顯著，繼而導致內燃機車運行問題。第四，電機萬向軸不平衡力矩超出設計所規定的限制范圍，影響內燃機車運行狀態。這些會導致不同程度的機械振動和噪音，影響內燃機車軸承的正常使用及其壽命。技術人員要對以上工作引起重視，避免此而對機車運行產生干擾或者電機損壞事故。

（二）解決方案

1.校正安裝方法規范化

作為生產企業，要保證內燃機車的校正安裝方法規范，從而減少因電機傳動軸所造成的機械震動，繼而促進機車本身正常、穩定運行。無論是電機傳動軸的設計與安裝都要嚴格遵循相關設計與操作標準，以達到提升機車運行安全性、穩定性的目的。首先，技術人員在開展內燃機車電機軸系設計工作時，應采取不同的走線方式和轉軸模式，最大限度地規避轉軸之間的相互影響。當軸系中的某一個轉軸產生振動時，會經由系統將這種震動傳遞給其他轉軸，繼而使得整個軸系的運動狀態受到影響。設計人員要將軸系視為一個整體，結合其具體運行狀態與設計規則，開展各項工作。通過對設計思路的改進、優化，可以有效減弱傳動式的機械振動，進而降低使用過程中形成機械振動的概率。其次，在開展發動機安裝工作時，技術人員也要保證各個汽缸工作的均勻性，使齒輪咬合受力均勻，保證其咬合緊密。完成安裝工作之后，相關技術人員也要對機車進行性能進行測試，以防工作參數存在偏差的發動機直接被投入使用，通過安裝誤差的消除，提升電機傳動軸運行穩定性與安全性。

2.傳動軸機械振動的處理方法

一旦檢修人員發現電機傳動軸機械振幅超過一定范圍并且伴有噪音時，要做好以下幾個方面的工作，從而使得內燃機車恢復正常使用。首先，要對電機傳動軸功能與工作狀態進行詳細檢查，并確保各項檢修措施合乎標準。對于內燃機車來說，所有氣缸工作狀態保持均勻平穩，可以促使傳動軸之間的齒輪嚙合保持勻速，進而減少因此而帶來的機械震動問題。當內燃機車處于正常運行狀態時，相關的技術人員需要以相關的工藝技術標準為依據，開展對噴油的參數的檢查、校正工作，調整氣閥間距至規定范圍，并對無法保證良好使用的活塞環進行換新處理，以保證內燃機車運行的安全性與平穩性，減少由此而造成的使用隱患。同時，還要做好數據記錄，使技術人員可以通過數據的獲取與分析，第一時間進行修正處理，把有可能發生的隱患扼殺在萌芽之中，盡最大的努力提升使用安全。負責數據采集的技術人員要做好拍照留存工作，為后續工作留下直觀化參考資料。后續，技術人員要以傳動軸機械的實際運行問題和數據為依據，對相關構件加以調整、優化，最大程度上提升檢修工作的科學性。其次，當檢修人員發現電機傳動軸運行狀態軸承軸間隙過大，且超出規定的數值范圍時，要及時做出替換處理。再次，維修人員要注意檢查連接處的潤滑脂，避免因其潤滑不達標而造成對萬向軸各個部件運行狀態的影響。這保養、檢修人員的職責所在，相關技術人員要按照各項標準與流程做好日常的維修保養，以保證電機傳動軸處于良好的運行狀態。

四、結語

綜上所述，造成內燃機車電機傳動軸發生機械振動的原因多種多樣，相關設計、安裝、維修技術人員要清楚自身工作標準與職責，從而有效避免因機械振動造成的機車使用問題。在傳動軸發生使用過程中，發動機在安裝參數異常、潤滑劑損耗與缺乏、轉軸產生的不平衡力矩、軸系中同軸度的偏差等現象是造成機械振動的常見原因，相關技術人員可以從這幾個方面著手采取針對性的措施，對機械振動現象進行避免或者消除，從而提升機車運行的安全性與穩定性。

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