聶鳳池

　　【摘　要】論文針對SS4型電力機車軸箱軸承故障，通過分析SS4型電力機車的軸箱接地保護裝置的特點，對軸箱軸承發(fā)生電蝕的原因進行了分析，提出了防止電蝕發(fā)生的針對性措施。

　　【關(guān)鍵詞】軸承；電蝕；分析；對策

　　1　軸承故障統(tǒng)計
　　2016年10月至2017年10月，太原機務(wù)段SS4型電力機車共發(fā)生機車軸箱軸承故障4起，見表1。

　　故障軸承解體后檢查發(fā)現(xiàn)，4起軸承故障中，疲勞剝離2件，另外2件呈現(xiàn)電蝕現(xiàn)象，占全部軸承故障的50%。
　　2　電蝕原因分析
　　2.1SS4型電力機車受流的路徑
　　SS4型電力機車通過機車受電弓從變電所引出的接觸網(wǎng)上獲得電流，通過主斷路器引入機車主變壓器原邊，原邊的接地點在車體上。然后通過安裝在輪軸上的接地裝置，使電流通過車軸、輪對，引入鋼軌回流到變電所。具體的路徑是：接觸網(wǎng)→機車受電弓→主斷路器→機車主變壓器原邊→車體固定接地點→軟編織線→軸箱接地裝置→車軸→輪軌接觸點→鋼軌回到接觸網(wǎng)工區(qū)。由此看出車軸是接地電流的必經(jīng)部件，而軸箱軸承套裝在車軸軸頸上。如何Z大限度杜絕流經(jīng)軸箱軸承的電流，從而防止軸承電蝕對保證機車輪對質(zhì)量的安全可靠具有重要意義。
　　2.2電蝕的基本原理
　　，電蝕是軸承失效故障的常見形態(tài)之一，其形成的原因主要有兩個。一是當(dāng)電流通過軸承時，由于滾柱與軸承內(nèi)套之間的相對運動，造成導(dǎo)電體（外圈、內(nèi)圈、滾柱）接觸不穩(wěn)定，會在滾柱與內(nèi)外圈間發(fā)生電閃絡(luò)。該現(xiàn)象與機車入檢修庫，使用牽車幫牽車時，輪軌間放電，產(chǎn)生火花的現(xiàn)象類似。二是軸承滾柱與內(nèi)外圈間有一層潤滑油膜，當(dāng)電流通過時，電流擊穿油膜產(chǎn)生電閃絡(luò)。兩種因素的電閃絡(luò)都會產(chǎn)生高熱，在電弧和高熱的作用下，內(nèi)外圈和滾柱接觸面產(chǎn)生熔鎦、疤結(jié)或弧坑。第二，軸承電蝕的形態(tài)特征，軸承電蝕后，一般會在軸承滾柱和內(nèi)外圈滾道上產(chǎn)生不規(guī)則的熔鎦、疤結(jié)或弧坑，嚴重時會造成剝離。第三，軸箱軸承電蝕的危害。軸箱軸承電蝕程度取決于通過軸承電流的大小、時間長短，電流越大，作用時間越長，電蝕越嚴重。如果機車安裝了走行部監(jiān)控裝置，當(dāng)電蝕發(fā)生時，系統(tǒng)會發(fā)出1級報警。如果不采取措施，隨著機車的運行，電蝕產(chǎn)生的損傷會迅速擴大，導(dǎo)致2級報警。此時，軸箱內(nèi)軸承溫度急劇上升，潤滑脂會汽化和碳化，變黑，變硬，Z終導(dǎo)致軸承散架，固死。極端嚴重時，造成切軸事故。
　　3　SS4型電力機車軸箱的結(jié)構(gòu)特點及軸承電蝕原因分析
　　3.1SS4型電力機車軸箱結(jié)構(gòu)及作用
　　SS4型電力機車軸箱裝設(shè)在車軸兩端的軸頸上，用于安裝軸承，對車軸進行定位。軸箱將車體、轉(zhuǎn)向架和牽引電機的部分重量經(jīng)輪對傳遞給鋼軌，并將來自輪對的牽引力或制動力經(jīng)軸箱拉桿傳給轉(zhuǎn)向架。此外，軸箱還傳遞輪對與轉(zhuǎn)向架間的橫向作用力和縱向作用力。
　　SS4型電力機車軸箱由軸箱體、前后端蓋、圓柱滾子、密封環(huán)、軸承接地裝置等組成。軸箱內(nèi)部并列安裝2盤圓柱滾子軸承。軸承外圈與軸箱內(nèi)孔是過渡配合，軸承內(nèi)圈與軸頸是過盈配合。
　　3.2SS4型電力機車的軸箱接地裝置
　　為防止機車軸箱軸承電蝕，SS4型電力機車設(shè)有軸箱接地裝置。以使接地電流通過接地裝置、車軸、輪軌接觸點回流，避免了接地電流通過軸承。
　　接地裝置：SS4型電力機車每臺轉(zhuǎn)向架的一、三車軸的右端，二、四車軸的左端軸箱內(nèi)安裝有接地裝置，接地裝置主要由下列部件組成：接地線、接地電刷、電刷彈簧等。
　　3.3SS4型電力機車軸箱軸承電蝕原因分析
　　根據(jù)觀察，機車在檢修和運用時，時常存在下列情況，接地裝置失效，不能發(fā)揮作用，使得電流通過軸箱軸承，造成軸承電蝕。
　　，軸箱接地線維護不當(dāng)，銅質(zhì)的軟編織接地線彎曲下垂，搭在軸箱體上，分流了接地裝置的接地電流，這種現(xiàn)象非常普遍。正常情況下，流過軸箱接地裝置的接地電流的路徑是：車體固定接地點→接地軟編織線→軸箱接地裝置接地線固定點→接地刷辯→接地電刷→車軸端面→車輪→輪軌接觸點。當(dāng)銅質(zhì)的軟編織接地線彎曲下垂，搭在軸箱體上后，接地電流被分流，軸承有電流流過。接地電流的路徑是：車體固定接地點→接地軟編織線→軸箱體與軟編織線接觸點車體固定接地點→接地軟編織線→軸箱體車體固定接地點→接地軟編織線→軸承外圈→滾柱→軸承內(nèi)圈→車軸→車輪→輪軌接觸點。第二，軸箱接地裝置不良，不能發(fā)揮接地作用。SS4型電力機車由2臺完全相同的車節(jié)組成，每節(jié)車有一臺獨立的主變壓器和2個轉(zhuǎn)向架。每節(jié)車的車體上有4個固定接地點。分別連接對應(yīng)轉(zhuǎn)向架車軸上的接地裝置。即機車從接觸網(wǎng)獲得的電能是通過安裝在每根車軸上的接地裝置回流到接觸網(wǎng)工區(qū)的。如果機車某節(jié)車的接地裝置不良，則接地電流將通過車體支撐裝置（摩擦減震器、垂向油壓減震器）→轉(zhuǎn)向架側(cè)梁→軸箱拉桿→軸箱體→軸承外圈→滾柱→軸承內(nèi)圈→車軸→車輪→輪軌接觸點。全部經(jīng)過軸承，造成軸承電蝕。第三，電焊使用不當(dāng)造成電蝕。機車回庫檢修作業(yè)，轉(zhuǎn)向架部件焊修時，如焊修軸箱吊桿，甚至違規(guī)用電焊切割軸箱大蓋螺絲，不按照焊修工藝要求連接回流線，而是將回流線手把搭在鋼軌上或夾在轉(zhuǎn)向架上，使得電焊機的電流經(jīng)過軸箱軸承，造成電蝕。此種情況的電蝕電流的路徑是：電焊機焊把→焊件→軸箱拉桿→軸箱體→軸承外圈→滾柱→軸承內(nèi)圈→車軸→車輪→輪軌接觸點→電焊機回流線。第四，感應(yīng)電流造成電蝕。電力機車上的主型電器均是儲能部件，如：主變壓器、牽引電動機等，尤其是主變壓器及各種電源的副端即接地點都接在車體上，這些因素勢必造成感應(yīng)電流。這些感應(yīng)電流Z終都要通過輪軸傳到鋼軌上。如果軸箱接地裝置故障或作用不良，就會使感應(yīng)電流流經(jīng)軸承，造成電蝕。
　　4　防止軸承電蝕采取的措施
　　鑒于目前電力機車的供電方式以及電力機車本身的帶電特性，若要徹底消除