浅谈 DF10DDA 机车装滚抱轴承的优点

    我国铁路运输公司所属铁路专用线内，目前采用DF10DDA 内燃机车与 DF4B 内燃机车两种，DF10DDA 内燃机车牵引电动机滚动抱轴箱与牵引电动机形成一个组件，DF4B 内燃机车牵引电动机抱轴轴承采用轴悬式，即牵引电动机的一端由两个滑动式抱轴轴承刚性地支撑在车轴的抱轴颈上，另一端弹性地悬挂在转向架构架上。牵引电动机滑动抱轴结构存在多种惯性质量问题，比如抱轴瓦碾瓦、抱轴油箱的漏、窜油等，滚动抱轴结构的出现不仅有效解决了上述问题，还将牵引齿轮的啮合状况进行了极大改善，客观了增加了齿轮的运用寿命。牵引电动机一半的重量由抱轴轴承承担，同时抱轴轴承还承受了来自钢轨的冲击力，再加上润滑条件差等原因，导致抱轴轴承轴瓦烧瓦故障屡禁不止。抱轴瓦碾烧后，抱轴颈容易拉伤，从而影响到轮对的正常使用，经过摩擦后轴瓦会发热，同时将热量传至齿轮和轴箱,导致油脂受热失效，从而使牵引电动机造成严重的安全和生产事故。因此 DF10DDA 内燃机车牵引电动机滚动抱轴箱优越于 DF4B 内燃机车抱轴轴箱。DF10DDA 内燃机车牵引电动机滚动抱轴组装时，圆锥滚子轴承的内圈和大小挡圈在电磁感应加热器中加热，温升为 100℃，然后热套至车轴相应的轴颈上，大挡圈的端面贴靠从动轮齿轮毂端面，大端轴承内圈端面贴靠大挡圈端面，小挡油圈端面贴靠小端轴承内圈端面。组装时保证轴承的轴向游隙在 0.15-0.25mm 范围内，滚动抱轴箱在与牵引电动机连接之前，在轮对组装的同时，须在专门的组装工作台上，采用立位安装的方法将轴箱安装的轮对上去，与轮对形成一个组件。DF4B 内燃机车牵引电动机的抱轴轴承为部分式。轴承盖（抱轴瓦油盒）用螺栓与牵引电动机机体紧固构成一个完整的滑动轴承体。抱轴式悬挂是指牵引电动机一侧悬挂在机车转向架上；另一侧通过抱轴轴承抱在机车动轮轴上。该悬挂方式结构简单，其组成部分主要包括集油器、润滑油盒、轴承盖、轴瓦等。牵引电动机一半的重量由抱轴轴承承担，同时抱轴轴承还承受了来自钢轨的冲击力，再加上润滑条件差等原因，导致抱轴轴承轴瓦烧瓦故障屡禁不止。抱轴瓦碾烧后，抱轴颈容易拉伤，从而影响到轮对的正常使用，若未及时采取有效的处理措施，轴瓦由于摩擦而发热，同时将热量传至齿轮和轴箱，会导致油脂受热失效，从而使牵引电动机造成严重的安全和生产事故。

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1 抱轴轴箱烧瓦的原因分析

1.1 抱轴瓦润滑不良

①由于牵引电动机一半的重量由抱轴轴承承担，同时抱轴轴承还承受了来自钢轨的机械冲击力，使得润滑油膜极易遭到损害。

②应将抱轴瓦与轴颈的径向间隙控制在 0.3-0.8mm范围内，该数值过大或者过小都无法实现润滑油膜建立。

 

③润滑油的使用性能被破坏，比如被污染，乳化和稀释等，导致其粘度大打折扣，不利于油膜的建立。

④人为因素未及时检查和补充润滑油位，导致缺油问题出现，影响到润滑条件。

⑤由于集油器等设备因素导致润滑动力不足，无法满足润滑油膜建立条件。

1.2 抱轴轴箱内抱轴瓦质量存在问题

①抱轴瓦内侧圆弧面合金层选材不当，存在金属块剥离或者龟裂问题。

②抱轴瓦内侧圆弧面合金搅拌不均匀，造成部分金属过高，合金层变软，使用过程中合金层顺着轴颈运动方向涌动，产生乌金堆积在轴颈与轴瓦之间，破坏了轴瓦的表面物理形态。

③抱轴瓦内侧圆弧面合金层材质与瓦背结合强度不够。

④牵引电动机的瓦底孔与抱轴瓦瓦背的接触面积要求不小于 70%牵引电动机使用一个或一个以上大修周期后，电动机的机壳往往会发生变形，其底孔也容易发生锈蚀，不小于 70%接触面面积的要求就难以达到，超限严重就会造成抱轴瓦与瓦座的接触面不良，这样就会导致抱轴瓦的散热不良，甚至导致抱轴瓦较大的变形。

1.3 针对抱轴轴箱出现的以上问题解决方法及对策

①严格依照相关规范标准组装抱轴轴箱，并安排专人负责测量和记录相关参数，确保符合标准。

②在原来轮对磨合 120min 的基础上，再将轮对磨合时间延长 30min 轴瓦和轴颈的表面状态。

③严格把关日常机车抱轴轴承的油位检查和补油工作，安排专人做好记录工作。

④临修打开抱轴瓦油盒加油孔盖进行外观查看，集油器压装不止时打开检查须更换时进行更换处理；辅修、小修机车时对集油器进行拆检，当发现吸油毛线磨损时应更新。

⑤在搅拌轴瓦合金层过程中必须严把质量关，改进合金层成份，改进合金喷镀工艺，将合金层中铅的比例适当减少，从而提高合金层与瓦背的结合强度。

2 滚动抱轴箱的检查与维护

  运用时要经常检查联接紧固大、小端盖的螺栓、抱轴箱与牵引电动机之间的联接螺栓是否有松动。在每运行30 万公里给每个轴承补充 150g 润滑脂，只在中修时检查抱轴箱轴承的轴向游隙，抱轴箱与车轴的相对位移应小于1mm。外观检查滚动抱轴箱的状态应良好，轴承腔的温升不超过 55℃。

3 滚动抱轴箱与抱轴轴箱实践运用差别

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   DF4B 内燃机车 7708、7709 机车已运行 103068 公里，2008 年 10 月-12 月到河南新乡机车检修段中修，经专业技术人员检查机车牵引电机抱轴轴箱的集油器全部更换，个别抱轴瓦进行了更换，普遍抱轴进行了刮修。DF4B 内燃机车 9577、9578、9579 机车已运行 103056公里，2009 年 9 月-12 月，到宝鸡检修度进行中修，经专业技术人员检查机车牵引电机抱轴轴箱的集油器全部更换，个别抱轴瓦进行了更换，普遍抱轴进行了刮修。DF10DDA0180 内燃机车已运行 102233 公里，2011年 5 月到河南新乡机车检修段中修，经专业技术人员检查机车牵引电机滚动抱轴箱滚抱轴油润、部件技术状态良好。（表 1）电机滚动抱轴具有维修方便、工艺简单、结构成熟等优势，凭借这些优势电机滚动抱轴被广泛应用在货运、调车机车转向架上。此外，牵引电动机滑动抱轴结构中存在的多种惯性质量问题，比如抱轴瓦碾瓦、抱轴油箱的漏、窜油等，在滚动抱轴结构中得到了有效解决，同时还大大改善了牵引齿轮的啮合状况，降低了齿轮磨损，客观上延长

了其使用寿命，因此，用户的首先渐渐开始倾向该结构机车。关于这一点，在东南亚、西亚及非洲的国际机车招、投标中已经充分体现出来。美国 ＧＥ 公司投标非洲刚果的窄轨货运机车，采用交流传动电机滚动抱轴结构，其运行速度为 140ｋｍ/ｈ；法国阿尔斯通公司竞标伊朗的货运机车也采用相同结构的电机悬挂装置，其速度为 150ｋｍ/ｈ。我国采用牵引电动机滚动抱轴结构的干线内燃、电力机车，其最高运行速度大约为 135ｋｍ/ｈ。

    优化成本方案和技术趋势、市场趋势等之间难以平衡，其对未来客户和市场的影响难以量化的时候。则需要总工程师和相关技术专家及市场等讨论联合决定。

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结束语

通过最近几个项目的实施，工程师逐步树立了早期的成本设计意识，并通过对标和供应商介入等，逐步建立方案成本数据库，并对于不同体系供应商优势有了更多的了解。更好地指导后续产品设计开发。从项目管理角度，也逐渐形成了和项目开发流程相匹配的价值工程工作流程，从项目收益目标设定、分解和实施评价等，使下游各业务链、供应商团队和工程团队协同工作，共同实现按成本设计。