HXD2C型机车6A系统牵引电机非齿端轴承温升报警探讨(论文)


    HXD2C型机车6A系统牵引电机非齿端轴承温升报警探讨 ** (**铁路局 **机务段 ** 471002) 摘要:针对HXD2C型机车运用中出现的6A系统(机车车载安全防护系统)2/3/4/5轴牵引电机非齿端轴承温升报警情况的原因进行分析,结合牵引电机结构及其通风冷却系统特点,提出故障处理方案及预防措施。 关键词:HXD2C型机车;6A系统;牵引电机轴承;温升报警;预防措施; HXD2C型机车自2015年8月陆续调拨我段使用以来,发生多起6A系统(机车车载安全防护系统)报2/3/4/5轴牵引电机非齿端轴承温升报警故障。根据我段统计,自2015年8月到11月间,HXD2C型机车6A系统报牵引电机非齿端轴承温升报警189台次,占6A系统报警信息的36%,且多次因该故障扣临修,但经我段检修车间顶轮检测及电机厂家、唐智公司检查确认,牵引电机轴承并无异常,由此严重影响我段机车检修效率及机车供应。 1.HXD2C型机车驱动装置及故障诊断介绍 1.1 HXD2C型机车驱动装置特点 配属我段HXD2C型机车采用永济电机厂YJ90A型牵引电机。该电机为三相六极鼠笼式异步电机,以鼻式悬挂方式安装在机车转向架上。电机传动端采用NU2322圆柱滚子轴承,采用机车齿轮箱内的齿轮油作为润滑剂润滑;非传动端采用NJ2218+HJ2218圆柱滚子轴承,采用MOBILI THSHC100润滑脂润滑。电机采用轴向强迫通风冷却方式,冷却风从传动端的进风口进入,经由定子铁心通风孔、转子铁心通风孔、定转子间的气隙后,从非传动端轴向出风口排出;同时,从传动端进风口进入的冷却风,通过传动端端盖上的三个通风孔,使齿轮箱内的齿轮油具有流向电机传动端轴承的压力,从而提高传动端轴承的润滑效果。 1.2 HXD2C型机车牵引电机通风冷却系统 HXD2C型机车牵引电机通风系统采用独立通风方式,在机车机械间内前后斜对称各布置两台牵引电动机通风机。每两台牵引电动机通风机给半节机车的三台牵引电动机通风冷却。通风机进风口和车体侧墙过滤器之间通过过渡风道连接,车外空气经车体侧墙一级水过滤器和二级粉尘过滤器进入过渡风道,再通过通风机进风口进入通风机,再经下风道与车体和转向架之间的软风道进入牵引电动机。 1.3 HXD2C型机车6A系统(机车车载安全防护系统)走行部故障检测子系统测点布置 HXD2C型机车6A系统走行部故障检测子系统可以实现对机车走行部轴箱轴承、牵引电机轴承、抱轴轴承、传动齿轮及轮对踏面的动态安全检测。该子系统的每个驱动单元上设置6个测点,每个测点安装一个同时检测温度、震动及冲击的复合传感器。测点位置如下图1所示。传感器定义为从齿轮箱所在端开始,依次为:1位-齿轮轴箱轴承座;2位-齿端电机轴承座;3位-齿端抱轴轴承座;4位-非齿端抱轴轴承座;5位-非齿端电机轴承座;6位-非齿端轴箱轴承座。 图1 HXD2C型机车6A系统走行部故障检测子系统测点布置 2.温升报警情况 2015年8月以来,HXD2C型机车相继发生6A系统牵引电机测点5位温升报警(不完全统计),见表1。 表1 HXD2C型机车牵引电机非齿端轴承温升报警(2015年) 序号 日期 车号 报警位别 报警次数 最高温度 最大温升 运行速度 1 9.13 0026 35位 12 72℃ 57K 71km/h 2 9.20 0040 25位 3 68℃ 56K 69km/h 3 11.3 0046 55位 1 70℃ 55K 65km/h 4 10.10 0050 25、35位 17 80℃ 61K 72km/h 5 8.30 0052 25位 11 82℃ 62K 70km/h 6 9.25 0056 45位 6 71℃ 58K 67km/h 7 10.4 0065 35、45位 9 79℃ 57K 68km/h 3.报警故障排查情况 经我段技术科专业工程师及永济电机厂驻段服务人员对报警牵引电机进行顶轮检测,数据均良好。后对相关牵引电机侧墙过滤器打开检查,发现一级过滤器灰尘较多,二级过滤器钢丝滤网覆盖大量煤灰、积尘等,堵塞严重。见图2: 图2 侧墙一级、二级过滤器 4.原因分析 4.1造成温升报警的因素 4.1.1 牵引电机结构特点 牵引电机采用轴向强迫通风冷却方式,冷却风从传动端的进风口进入,经由定子铁心通风孔、转子铁心通风孔、定转子间的气隙后,从非传动端轴向出风口排出。此过程冷却空气流经热损耗的零件,如齿端轴承、定子绕组、定子叠片、转子叠片、转子绕组等,其吸收热量变成高温风,最终导致电机非齿端轴承通风冷却效力下降。 4.1.2牵引通风冷却系统设备布置 在机车机械间内前后斜对称各设两台牵引电动机通风机。每两台牵引通风机给半节机车的三台牵引电机通风冷却。机车两端牵引电机即第一、六轴电机均单独由一台牵引通风机冷却,而第二、三轴及第四、五轴分别共用一台牵引通风机,因通风机布置的原因,导致第二、三、四、五轴牵引电机通过的风量较小。 4.1.3牵引电机轴承温度检测方式及报警门限值 目前我段依据铁路总公司发布的标准型技术文件【TJ/JW 001F-2014】《6A系统机车走行部故障监测子系统—技术条件》中5.3.21.4诊断报警标准:温度报警参照TB/T 3057-2002中规定执行,其中交流传动机车异步牵引电动机轴温温度报警限值应符合TB/T 3315-2013中4.4.5的要求:脂润滑方式温升≤55K,油润滑方式温升≤80K,轴承允许最大温度≯120℃。HXD2C型机车牵引电机非齿端轴承采用脂润滑方式,6A系统报警门限值较为苛刻。 4.2 初步原因 通过对报警机车牵引电机顶轮检测、牵引通风冷却系统状态检查、6A系统数据综合分析,判断造成机车2/3/4/5轴牵引电机非齿端轴承温升报警的主要因素为牵引电机自身结构特点、牵引通风冷却系统设备布置、6A系统牵引电机轴承温度检测方式及报警门限值。主要内因是车体侧墙一、二级过滤器堵塞造成牵引电动机通风机进风口风量下降,而牵引通风机布置及牵引电机结构特点最终导致2/3/4/5轴电机非齿端轴承温度较高;主要外因是HXD2C型机车牵引电机非齿端轴承55K的温升报警门限值与采用油润滑方式的80K的温升门限值相比较,诊断报警条件较为苛刻。 5.预防措施 5.1 牵引通风冷却系统整治 检修车间对HXD2C型机车侧墙一、二级过滤器进行清扫(冲洗)。每个C1-C3修时,对机车的一级过滤器用高压风枪吹扫,二级过滤器拆解下车后用毛刷及高压水枪对过滤网进行冲洗,清扫(冲洗)后确保过滤器表面无灰尘、污垢,作业完毕后用风速测量仪测量牵引电机出风口风速,须达到规定值(第1、6轴电机风速≥12m/s,第2、3、4、5轴电机风速≥10m/s)要求。同时各地勤点结合机车“五项专检”对入库机车牵引电机风速进行台台测量,若出风口风速≤9 m/s,及时更换侧墙二级过滤器备品。自我段实施上述整治措施以来,经对2015年12月至2016年3月间6A系统报警信息统计分析,牵引电机轴承温升报警数量明显下降。 5.2 报警门限值修改、 牵引电机轴承温度检测报警分为温升报警及绝对温度报警两种方式。中国铁路总公司发布的标准型技术文件【TJ/JW 001F-2014】《6A系统机车走行部故障监测子系统—技术条件》中5.3.21.4诊断报警标准:温度报警参照TB/T 3057-2002中规定执行,其中交流传动机车异步牵引电动机轴温温度报警限值应符合TB/T 3315-2013中4.4.5的要求:脂润滑方式温升≤55K,油润滑方式温升≤80K,轴承允许最大温度≯120℃。针对目前我段HXD2C型机车牵引电机非齿端轴承温升报警多发的情况,机车制造厂、牵引电机制造厂及6A系统走行部故障检测子系统供应商应共同对相关数据统计、分析,结合HXD2C型机车驱动装置及牵引通风冷却系统特点,在满足机车最大牵引运输要求的基础上,考虑适当调整牵引电机非齿端轴承温升≤55K的门限值。 6.结束语: 通过对HXD2C型机车牵引通风冷却系统侧墙一、二级过滤器进行整治,6A系统牵引电机非齿端轴承温升报警数量明显下降,接下来我段将会同电机厂及唐智公司技术人员对报警机车观察运用,为修改6A系统牵引电机轴承温升报警门限值提供可靠依据。 参考文献: [1]铁总运[2014]208号《中国铁路总公司关于印发<中国机车远程监测与诊断系统(CMD系统)总体暂行技术规范>等12项标准性技术文件的通知》[s]. [2]中国北车集团大同电力机车有限责任公司.HXD2C型大功率交流传动电力机车检修手册[G].大同:中国北车集团大同电力机车有限责任公司,2010. [3]张曙光.HXD2型电力机车[M].北京:中国铁道出版社,2009. Discussion on the alarm of the non tooth end bearing temperature rise of the traction motor of HXD2C locomotive 6A system Li Jiantao (Luoyang Locomotive Depot ,Zhengzhou Railway Bureau, Luoyang 471002 Henan,China ) Abstract: for 6A locomotive HXD2C system (locomotive vehicle security systems) axis of 2/3/4/5 traction motor non tooth end bearing temperature rise alarm reason analysis, combined with traction motor structure and ventilation cooling system, fault processing scheme and preventive measures put forward. Key words: HXD2C locomotive: 6A system; traction motor bearing; temperature rise alarm; preventive measures; 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

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