HXD1型机车牵引通风机的故障分析及解决措施

HXD1型机车牵引通风机的故障分析及解决措施乔立朝（大秦铁路股份有限公司，湖东电力机务段，山西大同037000）摘要：通过对HXD1型机车牵引通风机故障原因的分析，制定了行之有效的整改方案，并且依据故障原因分析提出了降低通风机故障率的建议。关键词：HXD1型机车；牵引通风机；轴承HXD1型牵引电机的冷却是通过外部风冷达到的，每台牵引电机配备一台牵引通风机进行风冷。机车顶部的冷空气经进风道引入到风机进口，然后轴向进入叶轮，经过叶轮的加速后径向吹出。气流在主风筒的阻碍下改变方向变成轴向流出，进入风机出风管道。冷空气经风机和风道进入牵引电机，将牵引电机运转时产生的热量带至机车外部。1问题的提出湖东电力机务段配属HXD1型电力机车220台，担当大秦线的牵引任务，由于大秦线线路最大坡度达到千分之十二，运行的两万吨列车牵引总重达到两万多吨，这就要求机车在运行中能够充分发挥自身的牵引特性。运行中牵引通风机故障将导致其冷却的牵引电机因热量无法散出，机车产生转矩受限，切除该台电机，机车的牵引力降低致使司机操纵难度加大，机车可能发生途停，影响大秦的正常运行秩序。因此保证牵引通风机的质量稳定是确保大秦线运能正常的基础。自2007年HXD1型电力机车入段至2013年2月，机车牵引风机的质量一直较为平稳，图1.1为牵引风机十四个月的故障情况。自2013年3月起，牵引通风机质量状况出现明显下滑，且故障类型大多为接地或者风机烧损。图1.12原因分析HXD1型机车牵引通风机型号为THTF4.5A，属于立式轴向离心式通风机，防护等级为IP55。外形如图2.1所示，结构如图2.2所示。图2.1 图2.2通过对牵引风机构造分析及近几年的运用维护经验，发现牵引通风机发生故障的几个主要原因为：1.1轴承进水牵引通风机前端轴承锈蚀严重，后端轴承基本良好。由于牵引通风机为轴向离心式通风机，风机进风口为车体侧墙上部斜面处，在雨雪天气时，雨雪能顺着风道直接能落到牵引通风机上，牵引通风机的防护等级为IP55，防护等级不足导致雨雪经通风机叶轮的加速通过电机前端盖轴伸孔渗入到轴承室内。轴承受水浸泡后，油脂发生乳化变质使其润滑效果降低、油膜保护失效，轴承发生锈蚀，进而致使通风机异音或者固死。1.2轴承滚珠、滚道剥离电机通风机前端轴承良好，后端轴承出现轴承滚珠、滚道剥离。牵引通风机为立式风机，轴承选用的是SKF310-2RS1/C3轴承，该轴承设计的受力方向主要是径向，而牵引风机因结构原因使后端轴承受到的主要是轴向力，因此后端轴承易因轴向受力过大造成轴承滚珠、滚道出现剥离造成风机异音及固死。1.3接线柱接线烧牵引通风机在运行过程中受到机车整体振动或由于在风机安装过程中螺母紧固时扭矩不足时，可能造成电机引出线与外接线的固定螺母发生松动，造成接触电阻过大，发热烧损接线；或因接触不良造成风机缺相运行烧损。1.4电机电缆绝缘破坏牵引通风机用电机定子在机车运行过程中会受到机车整体振动、电磁力、环境温度的急剧变化等因素的影响，且在雨雪天气时受到雨水浸泡致使电缆外皮的韧性、耐潮湿会逐步降低，当电缆寿命达到时，就会出现电缆外皮皴裂、甚至剥落，造成电机接地或者烧损。对2013年3月及以后出现的故障风机解体观察，发现风机的电缆外皮破损为牵引风机故障的主要原因。3解决措施及建议3.1针对风机的电缆外皮破损的情况，如下车全部进行大修处理，首先牵引通风机的备品数量不足，其次如大修则需花费大量资金，经仔细研究决定采取以下措施解决该问题。3.1.1风机下车解体后，将定子后端的涤纶带剪开，露出引出线钎焊焊接处，然后将引接线钎焊处涤纶带剪去使引接线和绕组线连接露出。如图3.1.1、图3.1.2 图3.1.1图33.1.2用电工钳将螺旋状的绕组线和引接线分离,如图3.1.3。图3.1.33.1.3制作与原电缆线一样长度的引接线（WDZ-DCYJ-125750V6mm²），并压好接头；用电工钳将电磁线与引接线（线尾剪裸出约80mm长）缠绕并接（并头处长30±3mm），再用工业酒精清洗。连接引接线一相一相焊接好，接好后用电工胶带将接头处包好，如图图3.1.43.1.4焊接完毕后用用0.1×25涤纶带将端部疏包两次，包扎牢固无松动，并使3根引出线束起后从定子根部到接线头长度为560mm，如图3.1.5图3.1.53.15组装风机，进行例行试验。制定了上述措施后，全段220台机车进行了一次平推检查，发现电缆外包皮绝缘破裂的及时更换通风机，更换下风机按整治方案进行整治。通过这次整治，使风机质量得到了明显改善，同时避免了对牵引风机进行大修，节约了成本。3.2建议改进通风机的进风通道，改进为能防止雨雪进入的通道，防止雨雪直接进入到风机内部，影响轴承及风机引出电缆的寿命。3.3建议改进风机后端轴承，由于现用轴承承受轴向力能力不足，易造成后端轴承出现滚珠、滚道出现剥离，希望将后端轴承改为向心角接触轴承，使轴承承受轴向力能力得到加强。4结束语通过对牵引通风机的故障原因进行分析，找到了风机突然出现大面积故障的原因并制定了整改方案，通过实践证明，该方案有效且节约成本。同时依据故障原因分析对风机提出了改造建议，希望通过进一步的改造使通风机的故障得到彻底解决。参考文献：【1】张曙光.HXD1型电力机车【M】.北京：中国铁道出版社，2009【2】许实章主编.电机学（第三版）【M】.北京:机械工业出版社,1995Faultanalysisof

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