我國鐵路運輸公司所屬鐵路專用線內(nèi),目前采用DF10DDA 內(nèi)燃機(jī)車與 DF4B 內(nèi)燃機(jī)車兩種,DF10DDA 內(nèi)燃機(jī)車牽引電動機(jī)滾動抱軸箱與牽引電動機(jī)形成一個組件,DF4B 內(nèi)燃機(jī)車牽引電動機(jī)抱軸軸承采用軸懸式,即牽引電動機(jī)的一端由兩個滑動式抱軸軸承剛性地支撐在車軸的抱軸頸上,另一端彈性地懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上。牽引電動機(jī)滑動抱軸結(jié)構(gòu)存在多種慣性質(zhì)量問題,比如抱軸瓦碾瓦、抱軸油箱的漏、竄油等,滾動抱軸結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)不僅有效解決了上述問題,還將牽引齒輪的嚙合狀況進(jìn)行了極大改善,客觀了增加了齒輪的運用壽命。牽引電動機(jī)一半的重量由抱軸軸承承擔(dān),同時抱軸軸承還承受了來自鋼軌的沖擊力,再加上潤滑條件差等原因,導(dǎo)致抱軸軸承軸瓦燒瓦故障屢禁不止。抱軸瓦碾燒后,抱軸頸容易拉傷,從而影響到輪對的正常使用,經(jīng)過摩擦后軸瓦會發(fā)熱,同時將熱量傳至齒輪和軸箱,導(dǎo)致油脂受熱失效,從而使?fàn)恳妱訖C(jī)造成嚴(yán)重的安全和生產(chǎn)事故。因此 DF10DDA 內(nèi)燃機(jī)車牽引電動機(jī)滾動抱軸箱優(yōu)越于 DF4B 內(nèi)燃機(jī)車抱軸軸箱。DF10DDA 內(nèi)燃機(jī)車牽引電動機(jī)滾動抱軸組裝時,圓錐滾子軸承的內(nèi)圈和大小擋圈在電磁感應(yīng)加熱器中加熱,溫升為 100℃,然后熱套至車軸相應(yīng)的軸頸上,大擋圈的端面貼靠從動輪齒輪轂端面,大端軸承內(nèi)圈端面貼靠大擋圈端面,小擋油圈端面貼靠小端軸承內(nèi)圈端面。組裝時保證軸承的軸向游隙在 0.15-0.25mm 范圍內(nèi),滾動抱軸箱在與牽引電動機(jī)連接之前,在輪對組裝的同時,須在專門的組裝工作臺上,采用立位安裝的方法將軸箱安裝的輪對上去,與輪對形成一個組件。DF4B 內(nèi)燃機(jī)車牽引電動機(jī)的抱軸軸承為部分式。軸承蓋(抱軸瓦油盒)用螺栓與牽引電動機(jī)機(jī)體緊固構(gòu)成一個完整的滑動軸承體。抱軸式懸掛是指牽引電動機(jī)一側(cè)懸掛在機(jī)車轉(zhuǎn)向架上;另一側(cè)通過抱軸軸承抱在機(jī)車動輪軸上。該懸掛方式結(jié)構(gòu)簡單,其組成部分主要包括集油器、潤滑油盒、軸承蓋、軸瓦等。牽引電動機(jī)一半的重量由抱軸軸承承擔(dān),同時抱軸軸承還承受了來自鋼軌的沖擊力,再加上潤滑條件差等原因,導(dǎo)致抱軸軸承軸瓦燒瓦故障屢禁不止。抱軸瓦碾燒后,抱軸頸容易拉傷,從而影響到輪對的正常使用,若未及時采取有效的處理措施,軸瓦由于摩擦而發(fā)熱,同時將熱量傳至齒輪和軸箱,會導(dǎo)致油脂受熱失效,從而使?fàn)恳妱訖C(jī)造成嚴(yán)重的安全和生產(chǎn)事故。
1 抱軸軸箱燒瓦的原因分析
1.1 抱軸瓦潤滑不良
①由于牽引電動機(jī)一半的重量由抱軸軸承承擔(dān),同時抱軸軸承還承受了來自鋼軌的機(jī)械沖擊力,使得潤滑油膜極易遭到損害。
②應(yīng)將抱軸瓦與軸頸的徑向間隙控制在 0.3-0.8mm范圍內(nèi),該數(shù)值過大或者過小都無法實現(xiàn)潤滑油膜建立。
③潤滑油的使用性能被破壞,比如被污染,乳化和稀釋等,導(dǎo)致其粘度大打折扣,不利于油膜的建立。
④人為因素未及時檢查和補(bǔ)充潤滑油位,導(dǎo)致缺油問題出現(xiàn),影響到潤滑條件。
⑤由于集油器等設(shè)備因素導(dǎo)致潤滑動力不足,無法滿足潤滑油膜建立條件。
1.2 抱軸軸箱內(nèi)抱軸瓦質(zhì)量存在問題
①抱軸瓦內(nèi)側(cè)圓弧面合金層選材不當(dāng),存在金屬塊剝離或者龜裂問題。
②抱軸瓦內(nèi)側(cè)圓弧面合金攪拌不均勻,造成部分金屬過高,合金層變軟,使用過程中合金層順著軸頸運動方向涌動,產(chǎn)生烏金堆積在軸頸與軸瓦之間,破壞了軸瓦的表面物理形態(tài)。
③抱軸瓦內(nèi)側(cè)圓弧面合金層材質(zhì)與瓦背結(jié)合強(qiáng)度不夠。
④牽引電動機(jī)的瓦底孔與抱軸瓦瓦背的接觸面積要求不小于 70%牽引電動機(jī)使用一個或一個以上大修周期后,電動機(jī)的機(jī)殼往往會發(fā)生變形,其底孔也容易發(fā)生銹蝕,不小于 70%接觸面面積的要求就難以達(dá)到,超限嚴(yán)重就會造成抱軸瓦與瓦座的接觸面不良,這樣就會導(dǎo)致抱軸瓦的散熱不良,甚至導(dǎo)致抱軸瓦較大的變形。
1.3 針對抱軸軸箱出現(xiàn)的以上問題解決方法及對策
①嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)組裝抱軸軸箱,并安排專人負(fù)責(zé)測量和記錄相關(guān)參數(shù),確保符合標(biāo)準(zhǔn)。
②在原來輪對磨合 120min 的基礎(chǔ)上,再將輪對磨合時間延長 30min 軸瓦和軸頸的表面狀態(tài)。
③嚴(yán)格把關(guān)日常機(jī)車抱軸軸承的油位檢查和補(bǔ)油工作,安排專人做好記錄工作。
④臨修打開抱軸瓦油盒加油孔蓋進(jìn)行外觀查看,集油器壓裝不止時打開檢查須更換時進(jìn)行更換處理;輔修、小修機(jī)車時對集油器進(jìn)行拆檢,當(dāng)發(fā)現(xiàn)吸油毛線磨損時應(yīng)更新。
⑤在攪拌軸瓦合金層過程中必須嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),改進(jìn)合金層成份,改進(jìn)合金噴鍍工藝,將合金層中鉛的比例適當(dāng)減少,從而提高合金層與瓦背的結(jié)合強(qiáng)度。
2 滾動抱軸箱的檢查與維護(hù)
運用時要經(jīng)常檢查聯(lián)接緊固大、小端蓋的螺栓、抱軸箱與牽引電動機(jī)之間的聯(lián)接螺栓是否有松動。在每運行30 萬公里給每個軸承補(bǔ)充 150g 潤滑脂,只在中修時檢查抱軸箱軸承的軸向游隙,抱軸箱與車軸的相對位移應(yīng)小于1mm。外觀檢查滾動抱軸箱的狀態(tài)應(yīng)良好,軸承腔的溫升不超過 55℃。
3 滾動抱軸箱與抱軸軸箱實踐運用差別
DF4B 內(nèi)燃機(jī)車 7708、7709 機(jī)車已運行 103068 公里,2008 年 10 月-12 月到河南新鄉(xiāng)機(jī)車檢修段中修,經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員檢查機(jī)車牽引電機(jī)抱軸軸箱的集油器全部更換,個別抱軸瓦進(jìn)行了更換,普遍抱軸進(jìn)行了刮修。DF4B 內(nèi)燃機(jī)車 9577、9578、9579 機(jī)車已運行 103056公里,2009 年 9 月-12 月,到寶雞檢修度進(jìn)行中修,經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員檢查機(jī)車牽引電機(jī)抱軸軸箱的集油器全部更換,個別抱軸瓦進(jìn)行了更換,普遍抱軸進(jìn)行了刮修。DF10DDA0180 內(nèi)燃機(jī)車已運行 102233 公里,2011年 5 月到河南新鄉(xiāng)機(jī)車檢修段中修,經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員檢查機(jī)車牽引電機(jī)滾動抱軸箱滾抱軸油潤、部件技術(shù)狀態(tài)良好。(表 1)電機(jī)滾動抱軸具有維修方便、工藝簡單、結(jié)構(gòu)成熟等優(yōu)勢,憑借這些優(yōu)勢電機(jī)滾動抱軸被廣泛應(yīng)用在貨運、調(diào)車機(jī)車轉(zhuǎn)向架上。此外,牽引電動機(jī)滑動抱軸結(jié)構(gòu)中存在的多種慣性質(zhì)量問題,比如抱軸瓦碾瓦、抱軸油箱的漏、竄油等,在滾動抱軸結(jié)構(gòu)中得到了有效解決,同時還大大改善了牽引齒輪的嚙合狀況,降低了齒輪磨損,客觀上延長
了其使用壽命,因此,用戶的首先漸漸開始傾向該結(jié)構(gòu)機(jī)車。關(guān)于這一點,在東南亞、西亞及非洲的國際機(jī)車招、投標(biāo)中已經(jīng)充分體現(xiàn)出來。美國 GE 公司投標(biāo)非洲剛果的窄軌貨運機(jī)車,采用交流傳動電機(jī)滾動抱軸結(jié)構(gòu),其運行速度為 140km/h;法國阿爾斯通公司競標(biāo)伊朗的貨運機(jī)車也采用相同結(jié)構(gòu)的電機(jī)懸掛裝置,其速度為 150km/h。我國采用牽引電動機(jī)滾動抱軸結(jié)構(gòu)的干線內(nèi)燃、電力機(jī)車,其最高運行速度大約為 135km/h。
優(yōu)化成本方案和技術(shù)趨勢、市場趨勢等之間難以平衡,其對未來客戶和市場的影響難以量化的時候。則需要總工程師和相關(guān)技術(shù)專家及市場等討論聯(lián)合決定。
結(jié)束語
通過最近幾個項目的實施,工程師逐步樹立了早期的成本設(shè)計意識,并通過對標(biāo)和供應(yīng)商介入等,逐步建立方案成本數(shù)據(jù)庫,并對于不同體系供應(yīng)商優(yōu)勢有了更多的了解。更好地指導(dǎo)后續(xù)產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)。從項目管理角度,也逐漸形成了和項目開發(fā)流程相匹配的價值工程工作流程,從項目收益目標(biāo)設(shè)定、分解和實施評價等,使下游各業(yè)務(wù)鏈、供應(yīng)商團(tuán)隊和工程團(tuán)隊協(xié)同工作,共同實現(xiàn)按成本設(shè)計。