机车牵引电机传动端渗油原因分析及处理

2016-03-09熊文浩杨下沙

轨道交通装备与技术 2016年3期

熊文浩杨下沙

(中车株洲电机有限公司湖南株洲 412001)

1 问题的提出

机车牵引驱动单元采用润滑油飞溅润滑的方式，部分机车的牵引电机传动端轴承与传动齿轮副采用共油润滑。为了防止齿轮箱油过多或泄油槽回流较慢，内油封分别设计了径向迷宫槽和端面迷宫槽，在径向迷宫槽底部又设计了回油孔，将溢出到径向迷宫槽中的油再流回到齿轮箱中。但部分机车在运行过程中，驱动装置中的润滑油还是从端面迷宫槽溢出到电机内部，造成电机电磁线圈表面油污和齿轮箱油位下降，影响到机车的安全运行，主要表现为：(1)润滑油从牵引电机传动端内油封与传动端转子压圈组成的迷宫中溢出到定子线圈上；(2)润滑油从传动端端盖与传动端内油封结合面溢出；(3)润滑油从传动端端盖回油油路中溢出。

2 故障分析

2.1 定子线圈表面存在大量润滑油

机车在运行过程中，润滑油进入牵引电机传动端润滑系统内，当不能顺利地流回齿轮箱时，润滑油就从内油封和转子D端压圈之间的迷宫间隙渗出，一部分经转动的转子部件甩至电机线圈上，另一部分随着内油封壁流至端盖表面乃至小齿轮箱表面(见图1)。

图1 牵引电机传动端渗油

分析认为，导致渗油的原因主要有以下几点：

(1)机车在运行过程中，由于强迫通风出现异常，齿轮箱箱体内压力维持为正压，而牵引电机D端内油封腔室内出现负压，第4腔室(见图2)内的润滑油无法及时流回齿轮箱(见图3)，导致润滑油从第4腔室和转轴间的间隙不断外渗；

图2 齿轮箱简图

图3 驱动单元润滑系统简图

(2)驱动装置的主从动齿轮、牵引电机轴承采用一体式的润滑密封结构，润滑油从齿轮箱进入电机传动端润滑系统，再流回齿轮箱。传动副(特别是齿轮副)运转过程中会产生磨损，磨损的金属粉末进入电机D端回油油路，在电机D端端盖上与D端内油封组成的回油油路中设计有1个磁性螺栓(见图4)，当润滑油流至此处时，磁性螺栓会将润滑油中的金属粉末和粘有金属粉末的粉尘等吸附住，当金属粉末和粉尘颗粒物堆积至一定量时，会堵塞润滑油的回油通道，导致油路不畅，最终润滑油从牵引电机D端内油封和转子D端压圈组成的迷宫之间的间隙中流到定子线圈上；

(3)驱动装置中的齿轮箱与从动齿轮轮毂之间组成的迷宫及电机D端内油封与转子D端压圈组成的迷宫(见图5)，由于粉尘、油泥阻塞，造成整个齿轮箱内的压力不平衡(内部压力大)，当内部压力大于外部压力时齿轮箱润滑油会从D端内油封迷宫中喷出，漏到电机定子线圈上。

图4 牵引电机传动端端盖简图

图5 驱动单元润滑系统简图

2.2 D端端盖底部有大量润滑油

定子线圈表面有少量润滑油，但是D端端盖底部有大量润滑油，造成这种现象通常有以下几种原因：(1)D端端盖加工偏心，导致D端内油封中的O形密封圈不能完全压紧，起不到密封作用导致漏油；(2)D端内油封端面未正确涂抹密封胶，造成漏油；(3)D端轴承盖与D端内油封紧固的M10×100内六角螺钉紧固安装不到位或部分螺钉未紧固，造成密封不良而漏油；(4)D端内油封中的回油孔工艺焊接板焊接不良出现气孔，或焊接部位开裂造成漏油；(5)D端端盖、D端内油封回油油路中出现贯穿性砂眼气孔导致漏油；(6)在我国运行条件较为恶劣的西北地区，由于高海拔、昼夜温差大及风沙大等原因，使得润滑油的黏度变化大，回油流速差。由于风沙影响了齿轮箱与从动齿轮组成的迷宫及电机D端内油封与转子压圈组成的迷宫间隙，使整个润滑油路不畅导致牵引电机传动端出现渗油现象。