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摘要：文章針對城軌車輛整車非鐵路運(yùn)輸至業(yè)主現(xiàn)場后出現(xiàn)電機(jī)軸承異響的問題，分析軸承產(chǎn)生假性布氏壓痕的原因，提出電機(jī)軸承防護(hù)的原理及措施，并設(shè)計出可靠的軸承防護(hù)裝置，保證了運(yùn)輸后城軌車輛的可靠性及運(yùn)行壽命。

關(guān)鍵詞：城軌車輛；電機(jī)軸承；運(yùn)輸；防護(hù)

引言

軸承是列車旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的主要部件，一旦軸承出現(xiàn)故障，必將危及行車安全。城軌車輛整車運(yùn)輸可采用公路、海運(yùn)、空運(yùn)等方式，運(yùn)輸工具常采用大型平板車，在運(yùn)輸過程中，未對電機(jī)軸承進(jìn)行運(yùn)輸防護(hù)，導(dǎo)致電機(jī)軸承在運(yùn)輸過程中發(fā)生假性布氏壓痕，進(jìn)而引起列車運(yùn)行時電機(jī)軸承存在批量異響問題，嚴(yán)重影響軸承壽命及列車行駛安全。本文分析電機(jī)軸承在運(yùn)輸中產(chǎn)生假性布氏壓痕進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)軸承異響的原因，提出可靠解決此問題的措施，使車輛運(yùn)輸?shù)綐I(yè)主現(xiàn)場后產(chǎn)品質(zhì)量得到很好的保障。

1電機(jī)軸承異響原因分析

城軌車輛整車非鐵路運(yùn)輸時未對電機(jī)軸承進(jìn)行防護(hù)，到達(dá)業(yè)主現(xiàn)場運(yùn)行或運(yùn)行一段時間后，出現(xiàn)批量電機(jī)軸承異響問題。經(jīng)調(diào)查，電機(jī)外觀無明顯損傷，將其解體后發(fā)現(xiàn)圓錐滾子軸承外觀也無異常，內(nèi)外圈配合面正常。軸承解體后發(fā)現(xiàn)其內(nèi)外圈滾子在承載區(qū)有非常明顯的壓痕（凹痕），如圖1所示，壓痕以滾動體間距分布且與端面垂直，壓痕的長度與滾動體長度相近，滾動體無明顯壓痕。深溝球軸承從外部看無異常，內(nèi)外圈配合正常。軸承解體后，發(fā)現(xiàn)其外圈滾道有輕微壓痕（凹痕），如圖2所示，內(nèi)圈和滾動體無明顯損傷。圖1、圖2中軸承的壓痕為假性布氏壓痕，電機(jī)軸承的假性布氏壓痕是在車輛整車非鐵路運(yùn)輸中振動沖擊造成的。牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子（約170kg）通過軸承支撐在定子外殼上，軸承除支撐作用外，還能承受一定的軸向載荷。軸承的軸向和徑向留有游隙，以保證軸承內(nèi)外圈能夠有微量位移。整車非鐵路運(yùn)輸時，電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止，軸承滾動體與內(nèi)外圈軌道相對靜止。當(dāng)承受外界（如來自安裝座）復(fù)雜的沖擊振動時，滾動體會沿軸承的軸向和徑向游隙在內(nèi)外圈軌道接觸面上做微幅運(yùn)動。由于滾動體材料硬度大于內(nèi)外圈軌道面硬度，而在車輛非鐵路運(yùn)輸中潤滑油膜未建立，因此經(jīng)過一定時間或者振動次數(shù)后，滾動體會在內(nèi)外圈軌道接觸面上留下假性布氏壓痕。車輛運(yùn)營時，滾動體經(jīng)過壓痕時產(chǎn)生振動并發(fā)出異常聲音，振動和異常聲音通過轉(zhuǎn)子傳遞并放大后傳遞至外部，就是所聽到的電機(jī)異常噪聲。這種噪聲的頻率和幅度隨著轉(zhuǎn)速變化，如果不采取措施，繼續(xù)運(yùn)營可能會導(dǎo)致電機(jī)破壞，甚至產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。

2電機(jī)軸承防護(hù)理論分析

城軌車輛整車在平板車上非鐵路運(yùn)輸時，有效防止?fàn)恳姍C(jī)軸承損壞的方法是：保證在受到外界沖擊振動時，電機(jī)軸承內(nèi)部不產(chǎn)生相對運(yùn)動或振動。城軌車輛整車非鐵路運(yùn)輸狀態(tài)下，電機(jī)軸承具有較小游隙，存在徑向或軸向兩種形式的相對運(yùn)動。運(yùn)輸時由于外界振動，電機(jī)軸承須通過剛性約束來消除軸承間的間隙，防止軸承內(nèi)部的相對運(yùn)動或振動，徹底解決軸承發(fā)生假性布氏壓痕的問題。

3電機(jī)軸承防護(hù)措施

目前城軌車輛整車非鐵路運(yùn)輸電機(jī)軸承防護(hù)方案主要有以下兩種：1）安裝運(yùn)輸鎖。有些電機(jī)供應(yīng)商在設(shè)計階段已經(jīng)考慮到運(yùn)輸過程中的防護(hù)問題，因而會在電機(jī)的非傳動端安裝運(yùn)輸鎖。運(yùn)輸鎖由六角螺釘和六角螺母組成（見圖3），先擰緊六角螺釘，再反向擰緊六角螺母，可防止轉(zhuǎn)軸在運(yùn)輸過程中的轉(zhuǎn)動及軸向竄動。2）解耦聯(lián)軸節(jié)。將電機(jī)側(cè)聯(lián)軸節(jié)與齒輪箱側(cè)聯(lián)軸節(jié)脫開，用防水袋將兩側(cè)聯(lián)軸節(jié)完全包裹住，并收緊、系好。把電機(jī)運(yùn)輸防護(hù)壓板塞入兩側(cè)聯(lián)軸器之間，并將電機(jī)自身的螺孔安裝拉桿旋緊到位圖4位置。齒輪箱側(cè)聯(lián)軸節(jié)用鎖緊帶豎直穿過電機(jī)運(yùn)輸防護(hù)壓板與齒輪箱側(cè)聯(lián)軸器中間的縫隙，并繞齒輪箱一圈，使得鎖緊帶壓住半個聯(lián)軸節(jié)，然后用鎖緊帶的棘輪鎖緊裝置鎖緊，如圖5所示。運(yùn)輸鎖安裝簡單易操作，但要求電機(jī)供應(yīng)商在設(shè)計電機(jī)結(jié)構(gòu)時考慮。目前國內(nèi)外大多數(shù)牽引電機(jī)制造商并無該方面的經(jīng)驗與認(rèn)知，無法在設(shè)計階段考慮電機(jī)運(yùn)輸軸承防護(hù)的細(xì)節(jié)，造成防護(hù)困難。解耦聯(lián)軸節(jié)的防護(hù)措施操作復(fù)雜，而且需要借助電機(jī)上其他部位進(jìn)行固定，對電機(jī)本身結(jié)構(gòu)有要求。另外，對于聯(lián)軸節(jié)間隙小的車輛，無空間操作，無法使用該方案進(jìn)行電機(jī)軸承防護(hù)。鑒于以上問題，本文設(shè)計一種自適應(yīng)式電機(jī)軸承防護(hù)裝置，該裝置自適應(yīng)強(qiáng)，通用性好，任何裝車電機(jī)只要有很小的安裝空間即可完成電機(jī)軸承防護(hù)裝置的安裝。該電機(jī)軸承運(yùn)輸防護(hù)裝置以電機(jī)軸定位，用兩塊專用設(shè)計的夾板夾住電機(jī)軸承，并通過夾板上的孔和螺紋自緊固。夾板上另開有4個螺紋孔，通過4個螺釘頂在電機(jī)外殼上，擰緊螺釘，從而對電機(jī)軸產(chǎn)生一個向外的拉力。軸承間的游隙在一定的拉力下被消除并貼合在一起。當(dāng)外界產(chǎn)生振動時，電機(jī)、電機(jī)軸承及電機(jī)軸在該裝置的作用下可視為一個剛性體，部件之間不會產(chǎn)生相對運(yùn)動，從而對電機(jī)軸承產(chǎn)生保護(hù)作用，不會產(chǎn)生假性布氏壓痕。電機(jī)軸承防護(hù)裝置如圖6所示。夾板由上下兩半部分組成，在兩端位置開有緊固螺釘?shù)目祝渲幸话腴_設(shè)螺紋孔，另一半開設(shè)光孔，緊固螺釘通過兩個孔進(jìn)行自緊固但不會對裝置進(jìn)行定位。夾板中間開設(shè)圓弧，用于夾緊電機(jī)軸并用電機(jī)軸使其定位，圓弧中間在厚度方向上貼有橡膠墊，用于保護(hù)電機(jī)軸不被損壞、自適應(yīng)電機(jī)軸上的臺階，且能在緊固螺釘緊固時產(chǎn)生彈性的扭緊力矩，防止緊固螺釘在運(yùn)輸過程中松懈。通過測量電機(jī)軸的尺寸開設(shè)夾板的圓弧，圓弧中間留一定的間隙，在裝卸過程中可自適應(yīng)電機(jī)軸上的小斜度及小臺階。墊板墊在電機(jī)外殼上，通過增大受力面積防止頂緊螺釘在電機(jī)殼上產(chǎn)生損傷。同時墊板一端彎曲向上，一方面便于裝卸，另一方面防止脫落。環(huán)氧樹脂硬紙板貼在近聯(lián)軸節(jié)一側(cè)，防止在裝卸過程中碰撞聯(lián)軸節(jié)。頂緊螺釘通過施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩從而產(chǎn)生一定的頂緊力，通過電機(jī)軸使電機(jī)軸承的間隙消除并產(chǎn)生一定的貼合力，使其在外界振動等因素作用下不產(chǎn)生相對運(yùn)動。此時的電機(jī)、電機(jī)軸、電機(jī)軸承近視為一個剛性體，只能產(chǎn)生整體的運(yùn)動，從而避免電機(jī)軸承產(chǎn)生假性布氏壓痕。在運(yùn)輸?shù)胶Ｍ獾某擒壾囕v整車非鐵路運(yùn)輸中，將電機(jī)軸承防護(hù)裝置夾板插入到牽引電機(jī)與接頭的縫隙中，并用內(nèi)六角圓柱頭螺釘（M10×70）緊固兩處夾板，用內(nèi)六角圓柱螺釘（M10×40）頂住電機(jī)（非網(wǎng)格部分），用墊板防止電機(jī)油漆刮傷。緊固兩邊夾板，使兩夾板無間隙（見圖7）。按照以上要求進(jìn)行電機(jī)軸承防護(hù)，車輛運(yùn)往海外業(yè)主現(xiàn)場運(yùn)行后，未出現(xiàn)電機(jī)軸承批量異響等問題。

4結(jié)束語

本文總結(jié)分析了電機(jī)軸承防護(hù)措施的特點，設(shè)計出消除城軌車輛電機(jī)軸承游隙的通用裝置，解決了電機(jī)軸承因受外界沖擊振動而損毀的問題，保證了城軌車輛的運(yùn)輸質(zhì)量。本裝置的保護(hù)效果在中車株機(jī)公司城軌車輛發(fā)運(yùn)中得到有效驗證，后續(xù)發(fā)運(yùn)的產(chǎn)品無電機(jī)軸承異響情況發(fā)生，服務(wù)意識和售后保障贏得業(yè)主的好評。

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作者：黨春梅 羅美清 黃明高 單位：中車株洲電力機(jī)車有限公司