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[摘 要]铜矿峪矿运输二队承担着530水平运输矿石、排放废石的工作,10吨电机车和14吨电机车是主要运输设备,而牵引电机的保养维护,故障分析、维修是保证电机车正常运行的关键。本文针对牵引电机的故障分析以及处理提出了解决的方法。牵引电机是驱动机车车辆动轮轴的主电机,是电传动机车的主要部件。我队10吨电机车和14吨电机车使用的主电机是ZQ-24和ZQ-52型。在日常工作中,受振动、摩擦、高温以及自然老化等原因使机车电机性能总处于自然磨损状态,超过一定限度就会发生故障,影响机车的正常运行。
[关键词]牵引电机 保养维护 故障分析 维修
中图分类号:TK31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)01-0016-01
牵引电机常见的故障:
1.轴承故障
这是发生在机械方面的最主要的故障,而且问题往往较复杂,还能导致别的故障的发生。牵引电机工作条件恶劣,其轴承常见故障症状有保持架铆钉松动、断裂或外围挡边偏磨,滚珠及滚道剥离、灼痕、拉伤、裂纹、歪磨或径向间隙增大,内圈松动或咬死。轴电流电蚀及润滑脂变质,轴承甩油箱松动变形等。因此往往引起振动及噪声增大,导致小齿轮碰撞摩擦、绕组绝缘损伤、联接线断裂、换向不良、引起接地或环火、甚至发生转子咬死难于转动而裂轴等恶性事故。处理方法:(1)轴承损坏。更换轴承。(2)轴承与轴过松或过紧。过松时在轴承上镶套,过紧时重新加工轴到标准尺寸。(3)电机两端端盖或轴承未装平。将端盖或轴承止口装平、旋紧螺栓。
2.主附级绕组接地
原因:基座内面尖棱、焊瘤、凸台及线圈护罩和弹簧垫板压伤绝缘,更多的情况是主附
级线圈在运行过程中受到频繁的振动冲击,致使线圈或紧固螺栓松动,引起绝缘磨损及绕组短路。有时还发生线圈联线绝缘卡破接地,少数情况也有因定子绝缘受潮、油污或过热损坏绝缘所致。处理办法:认真清理机座安装线圈的凸台面,并对整个线圈加装环氧酚醛玻璃布垫。各线圈压弧和装配时,都要注意不损伤线圈绝缘,对线圈引线头和铁芯间的间隙要用绝缘板垫紧。对于加装了弹簧垫板还不能从根本上解决主附级绕组的接地问题,宜取消线圈护罩和弹簧垫板,实行环氧树脂浇注或上胶聚酯纤维毡压绝缘结构一体化。
3.主附级联线及引出线断裂
原因:线圈引线接头焊接不良,联线接触不好发生过热,引出线拐弯处应力集中。更主要的是联线悬空过长及振动冲击疲劳断裂,其中影响最大的是传动齿轮啮合不良和磁极紧固螺栓松动引起振动冲击,此外,引出大线电缆的接头处开焊或振动磨破外表绝缘也时有发生。
处理办法:对定子线圈引线头采用压弯出线工艺,并注意控制引接线的拐弯圆角和弯制后退火处理以消除内应力,对联线各接头可采用高频电流焊接或其它确保联接质量的办方法,各接头处的绝缘填充剂包扎要注意做到紧密,对于联线的固定,推行用外橡胶缓振绝缘垫,再用绝缘卡压强力固定。并要求各支撑点间距离不超过15厘米,对引出大线电缆接头压接后要采用锡焊接,并且也应该增加出线口处固定支点与改善绝缘环境。实际运行证明软联线对减少联线断裂是行之有效的。
4.定子、转子铁芯故障检修
定、转子都是由相互绝缘的硅钢片叠成,是电动机的磁路部分。定、转子铁芯的损坏和变形主要由以下几个方面原因造成:(1)轴承过度磨损或装配不良,造成定、转子相擦,使铁芯表面损伤,进而造成硅钢片间短路,电动机铁损增加,电动机温升过高,这时应用细锉等工具去除毛刺,消除硅钢片短路,清洗干净后涂上绝缘漆,并加热烘干。(2)拆除旧绕组时用力过大,使导槽歪斜向外张开。此时应用小嘴钳、木榔头等工具予以修整,使齿槽复位,并在不好复位的有缝隙的硅钢片间加入青壳纸、胶木板等硬质绝缘材料。(3)因受潮等原因造成铁芯表面锈蚀,应用砂纸打磨干净,清理后涂上绝缘漆。
5.电动机不能启动或带负载运行时转速低于额定值
(1)电源未接通。检查线路上的接头是否有油污,灰尘;接线头松脱时,须将螺栓旋紧,检查开关的触点,如不能修复应更换新开关。(2)熔断器的熔体熔断,按设备容量计算,更换新熔体。(3)定子绕组中有一处断裂。用万用表,绝缘电阻表等检查定子的断路处。(4)定子或转子绕组断路。当个别绕组发生局部短路时,电机还是能启动的,这时只能引起熔体熔断,如果短路严重,电动机的绕组很快冒烟,这时电机必须更换绕组。(5)轴承损坏。拨动转子,检查轴承是否损坏。
6.电动机有不正常的振动或响动
(1)电动机的底座不平,安装不符合要求。检查底座及电机的安装情况,加以纠正。(2)转子与定子摩擦。校正转子中心线,锉去定子、转子内外圆的硅钢片的突出部分,更换轴承。(3)转子不平衡。将转子在车床上用千分尺找正后,针对具体情况将转子铁芯或轴加以修复。(4)滚动轴承在轴上装配不良或轴承损坏。检查轴承的装配情况或更滑新轴承。
7.电机升温过高或冒烟
(1)定子绕组有短路或接地现象。打开电机,检查定子线圈,用目测、耳闻、手摸检测短路处。(2)转子运转时和定子铁芯相摩擦,致使定子局部过热,检查定子铁芯是否变形、轴是否弯曲,校正好转轴中心线;更换磨损的轴承。
8.牵引电机环火
(1)电弧环火。将换向器端头部分车出较大圆角,端头部分的云母沟用锉刀开大,以阻止电弧的形成。(2)对换向片出现的铜毛刺情况,应立即清除外,还应检查产生的原因,如果是碳刷跳动引起的,应合理调整电刷压力和预防电刷严重磨损,及时更换磨损的电刷。(3)对于换向情况不好而经常发生环火的电机,应加强换向器的维修,防止换向恶化。(4)在刷架之间安装挡弧隔板,减少电弧飞越的可能。
9.窜油及密封不良
原因:油封不良及电机本身结构不合理
处理:首先改进传动齿轮罩的工艺,如增强齿轮罩分箱面接触的刚度,采用聚硫橡胶粘接其接缝处,并可以考虑适当提高齿轮润滑车轴油的粘度。对电枢滚柱轴承的油封,应减少与转轴的间隙,并在有油封迷宫入口处圆周涂抹密封胶或设置塑料甩油环。在传动端端盖的筋条上设置多个通气孔,以抵消后端盖中心部的负压吸入作用。对抱轴承,则在轴瓦内面和领圈上设回油沟,油箱上设回油孔,并增设油封外挡板,防止齿轮箱油与抱轴润滑油相窜。
10.电刷故障
电刷跳动火化大:(1)有铜刺和尖棱,需要重新倒角。(2)电刷压力太小,需要调整压力或更换弹簧。
电刷过热:(1)电刷压力太大,需要调整压力或更换弹簧。(2)各电刷压力不均造成负载分配不均。需要更换不等高电刷,调整个别电刷的压力。
11.磁极绕组过热
(1)并励磁场线圈部分短路,可用电桥测量每个线圈电阻,检查阻值是否相等或接近,电阻值相差较大的应更换。
(2)电机气隙太大,拆开调整气隙。
(3)電机转速太低。提高转速。
参考文献
[1] 《电力机车电机》,张龙.中国铁道出版社,2008.
[2] 《电力机车检修基础》张中央.中国铁道出版社,2006.
[关键词]牵引电机 保养维护 故障分析 维修
中图分类号:TK31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)01-0016-01
牵引电机常见的故障:
1.轴承故障
这是发生在机械方面的最主要的故障,而且问题往往较复杂,还能导致别的故障的发生。牵引电机工作条件恶劣,其轴承常见故障症状有保持架铆钉松动、断裂或外围挡边偏磨,滚珠及滚道剥离、灼痕、拉伤、裂纹、歪磨或径向间隙增大,内圈松动或咬死。轴电流电蚀及润滑脂变质,轴承甩油箱松动变形等。因此往往引起振动及噪声增大,导致小齿轮碰撞摩擦、绕组绝缘损伤、联接线断裂、换向不良、引起接地或环火、甚至发生转子咬死难于转动而裂轴等恶性事故。处理方法:(1)轴承损坏。更换轴承。(2)轴承与轴过松或过紧。过松时在轴承上镶套,过紧时重新加工轴到标准尺寸。(3)电机两端端盖或轴承未装平。将端盖或轴承止口装平、旋紧螺栓。
2.主附级绕组接地
原因:基座内面尖棱、焊瘤、凸台及线圈护罩和弹簧垫板压伤绝缘,更多的情况是主附
级线圈在运行过程中受到频繁的振动冲击,致使线圈或紧固螺栓松动,引起绝缘磨损及绕组短路。有时还发生线圈联线绝缘卡破接地,少数情况也有因定子绝缘受潮、油污或过热损坏绝缘所致。处理办法:认真清理机座安装线圈的凸台面,并对整个线圈加装环氧酚醛玻璃布垫。各线圈压弧和装配时,都要注意不损伤线圈绝缘,对线圈引线头和铁芯间的间隙要用绝缘板垫紧。对于加装了弹簧垫板还不能从根本上解决主附级绕组的接地问题,宜取消线圈护罩和弹簧垫板,实行环氧树脂浇注或上胶聚酯纤维毡压绝缘结构一体化。
3.主附级联线及引出线断裂
原因:线圈引线接头焊接不良,联线接触不好发生过热,引出线拐弯处应力集中。更主要的是联线悬空过长及振动冲击疲劳断裂,其中影响最大的是传动齿轮啮合不良和磁极紧固螺栓松动引起振动冲击,此外,引出大线电缆的接头处开焊或振动磨破外表绝缘也时有发生。
处理办法:对定子线圈引线头采用压弯出线工艺,并注意控制引接线的拐弯圆角和弯制后退火处理以消除内应力,对联线各接头可采用高频电流焊接或其它确保联接质量的办方法,各接头处的绝缘填充剂包扎要注意做到紧密,对于联线的固定,推行用外橡胶缓振绝缘垫,再用绝缘卡压强力固定。并要求各支撑点间距离不超过15厘米,对引出大线电缆接头压接后要采用锡焊接,并且也应该增加出线口处固定支点与改善绝缘环境。实际运行证明软联线对减少联线断裂是行之有效的。
4.定子、转子铁芯故障检修
定、转子都是由相互绝缘的硅钢片叠成,是电动机的磁路部分。定、转子铁芯的损坏和变形主要由以下几个方面原因造成:(1)轴承过度磨损或装配不良,造成定、转子相擦,使铁芯表面损伤,进而造成硅钢片间短路,电动机铁损增加,电动机温升过高,这时应用细锉等工具去除毛刺,消除硅钢片短路,清洗干净后涂上绝缘漆,并加热烘干。(2)拆除旧绕组时用力过大,使导槽歪斜向外张开。此时应用小嘴钳、木榔头等工具予以修整,使齿槽复位,并在不好复位的有缝隙的硅钢片间加入青壳纸、胶木板等硬质绝缘材料。(3)因受潮等原因造成铁芯表面锈蚀,应用砂纸打磨干净,清理后涂上绝缘漆。
5.电动机不能启动或带负载运行时转速低于额定值
(1)电源未接通。检查线路上的接头是否有油污,灰尘;接线头松脱时,须将螺栓旋紧,检查开关的触点,如不能修复应更换新开关。(2)熔断器的熔体熔断,按设备容量计算,更换新熔体。(3)定子绕组中有一处断裂。用万用表,绝缘电阻表等检查定子的断路处。(4)定子或转子绕组断路。当个别绕组发生局部短路时,电机还是能启动的,这时只能引起熔体熔断,如果短路严重,电动机的绕组很快冒烟,这时电机必须更换绕组。(5)轴承损坏。拨动转子,检查轴承是否损坏。
6.电动机有不正常的振动或响动
(1)电动机的底座不平,安装不符合要求。检查底座及电机的安装情况,加以纠正。(2)转子与定子摩擦。校正转子中心线,锉去定子、转子内外圆的硅钢片的突出部分,更换轴承。(3)转子不平衡。将转子在车床上用千分尺找正后,针对具体情况将转子铁芯或轴加以修复。(4)滚动轴承在轴上装配不良或轴承损坏。检查轴承的装配情况或更滑新轴承。
7.电机升温过高或冒烟
(1)定子绕组有短路或接地现象。打开电机,检查定子线圈,用目测、耳闻、手摸检测短路处。(2)转子运转时和定子铁芯相摩擦,致使定子局部过热,检查定子铁芯是否变形、轴是否弯曲,校正好转轴中心线;更换磨损的轴承。
8.牵引电机环火
(1)电弧环火。将换向器端头部分车出较大圆角,端头部分的云母沟用锉刀开大,以阻止电弧的形成。(2)对换向片出现的铜毛刺情况,应立即清除外,还应检查产生的原因,如果是碳刷跳动引起的,应合理调整电刷压力和预防电刷严重磨损,及时更换磨损的电刷。(3)对于换向情况不好而经常发生环火的电机,应加强换向器的维修,防止换向恶化。(4)在刷架之间安装挡弧隔板,减少电弧飞越的可能。
9.窜油及密封不良
原因:油封不良及电机本身结构不合理
处理:首先改进传动齿轮罩的工艺,如增强齿轮罩分箱面接触的刚度,采用聚硫橡胶粘接其接缝处,并可以考虑适当提高齿轮润滑车轴油的粘度。对电枢滚柱轴承的油封,应减少与转轴的间隙,并在有油封迷宫入口处圆周涂抹密封胶或设置塑料甩油环。在传动端端盖的筋条上设置多个通气孔,以抵消后端盖中心部的负压吸入作用。对抱轴承,则在轴瓦内面和领圈上设回油沟,油箱上设回油孔,并增设油封外挡板,防止齿轮箱油与抱轴润滑油相窜。
10.电刷故障
电刷跳动火化大:(1)有铜刺和尖棱,需要重新倒角。(2)电刷压力太小,需要调整压力或更换弹簧。
电刷过热:(1)电刷压力太大,需要调整压力或更换弹簧。(2)各电刷压力不均造成负载分配不均。需要更换不等高电刷,调整个别电刷的压力。
11.磁极绕组过热
(1)并励磁场线圈部分短路,可用电桥测量每个线圈电阻,检查阻值是否相等或接近,电阻值相差较大的应更换。
(2)电机气隙太大,拆开调整气隙。
(3)電机转速太低。提高转速。
参考文献
[1] 《电力机车电机》,张龙.中国铁道出版社,2008.
[2] 《电力机车检修基础》张中央.中国铁道出版社,2006.