HX_D3型机车轴箱轴承电腐蚀故障原因分析与预防措施_温世湖

据预防性检修和更正性检修理论公式计算出来。 （ 3） 备件的数量计算结果的准确性取决于输
入数据的准备性，否则会与实际有所偏离。速列车修程修制技术［J］． 中国铁路， 2010．
［2］ 池毓敢，周力． 时速 200 km 动车组修程修制的建议方案［J］． 铁道车辆，2005．
分析该车 2014 年 11 月开始的走行部 车载监测 装 置 数 据，发 现 有 3 个 数 据 特 征： 一是报警浏览显示 2014 年 11 月 29 日 开始出现轴承预警，自 12 月 5 日开始轴 承报警呈发展趋势，至 12 月 6 日发展成 为二级报警，如图 4 所示； 二是单样本数 据反映，自 11 月 11 日开始存在明显的 3、 6 位轴承外环故障冲击信息，冲击特征明
3 预防措施
（ 1） 重视轴承一级报警信息的分析。该故障 暴露出机务段对和谐型机车轴承报警信息敏感性 不强，没有根据报警信息进行图谱分析，从而提前 预判机车故障隐患。该机车 2014 年 12 月 5 日回 库预报轴承一级报警并且故障图谱特征明显，而检 修人员未认真分析就直接放行，导致故障进一步加 剧。为此，针对加装走行部车载监测装置或 6A 系 统的和谐型机车，要做好走行部车载监测装置数据 的转储、分析，发挥作业人员、车间、技术科三级分 析网络作用，发现轴承一级报警，要对冲击样本进 行重点分析，并上报技术管理部门，根据分析情况 做出妥善处置，及时消除故障隐患，防止故障扩展。
HXD3 型机 车 每 根 轮 轴 端 设 置 回 流 接地装置，接 地 装 置 主 要 由 碳 刷 组 件、弹 簧、刷架及 其 他 附 件 组 成，其 作 用 是 实 现 网侧电路从电网到钢轨的回流，保证机车 可靠的接地性能，同时保护机车轮对轴承 不受电蚀。正常的回流通路是电流从主 变压器原边接地端通过回流接地装置，再 从轮对回 流 至 钢 轨，最 后 经 钢 轨 流 入 地。 如果接地装置与轴箱体之间的绝缘材料 破坏，如碳刷和接地铜棒接触状态不良造 成正常回流通路断路，电流就会在构架处 产生分流，经过轴箱体及轮对轴承，再从
机务段组织对 0048 号机车第三位驱动装置落 车分解，重点对轮对轴箱轴承、接地装置及相关部 位进行了检查。分解检查接地装置，碳刷、弹簧、轴 头压盖导电铜棒状态正常，碳刷连线紧固良好； 轮 对踏面无擦伤、剥离。解体轴箱轴承，齿侧轴箱轴 承外圈、保持架、滚子、内圈状态正常，非齿侧轴箱 轴承外圈外侧滚道有一处长约 43 mm、宽约 10 mm 的带状剥离，周围呈现大面积的碾压凹坑，外侧轴 承内圈滚道及滚子表面分布大量芝麻粒大小的凹 坑，保持架状态良好，内侧轴承状态良好（ 见图 1— 图 3） 。从 分 解 检 查 情 况 看，是 外 侧 轴 承 内 圈、外 圈、滚子表面不良引起的故障报警。
1 故障情况
1． 1 故障概述
收稿日期： 2014-12-30 作者简介： 温世湖 （ 1980—） ，男，山西孝义人，工程师。
HXD3 型机车加装机车走行部车载监测装置以 来，共发生 3 起轴箱轴承故障报警，引起专业人员 的高度重视。2014 年 12 月 6 日，HXD3 型 0048 号 机车担当 K464 次列车牵引任务，在运行途中 3、6 位轴箱轴承发生振动一级、二级报警，机车维持运 行至终点随即进入机车整备作业点。地检作业人 员对该车走行部车载监测装置数据进行转储分析， 发现该车 3、6 位轴箱轴承二级报警 1 次，一级报警 4 次，随即扣车处理。 1． 2 分解检查
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铁道机车与动车
2015 年
螺栓及连 线 固 定 螺 栓 紧 固 良
好，弹簧无裂纹变形。
（ 3） 严控机车电焊作业。
机车电 焊 作 业 时，禁 止 将 钢 轨
作为电 焊 回 线，必 须 把 电 焊 回
线接到 焊 接 点 附 近，避 免 焊 接
图 8 接地装置正常、非正常回流通路
电流流过轴承。电焊回地线必
第 6 期（ 总第 496 期）
铁道机车与动车
2015 年 6 月
HXD3 型机车轴箱轴承电腐蚀故障 原因分析与预防措施
温世湖
（ 上海铁路局 机务处，上海 200071）
摘要： 针对一起 HXD3 型电力机车轴箱轴承故障，从走行部车载监测装置数据分析、轴箱轴承 解体检查等方面入手进行原因分析，并提出相应的强化措施，对确保走行部质量安全具有一定的指 导作用。
关键词： 轴箱轴承； 报警； 电腐蚀； 数据分析
中图分类号： U264． 82 文献标识码： B 文章编号： 2095-5901（ 2015） 06-0039-04
HXD3 型电力机车是为满足货运重载需要，由 中国北车集团大连机车车辆有限公司设计并制造 的大功率交流传动货运电力机车，机车轴输出功率 7 200 kW，最 高 运 行 速 度 120 km / h。上 海 铁 路 局 （ 以下简称我局） 自 2007 年开始配属使用 HXD3 型 电力机车，期间经过机车调拨，截至 2011 年，仅剩 21 台在担当客运任务。机车走行部的质量状态对 机车的正常安全运行至关重要，机务段过去主要依 靠轴承感温贴片对 HXD3 型机车走行部轴承运行 品质进行监控，通过检查感温贴片的变色情况判断 轴承运行温度变化状况。2013 年，为进一步确保 客运机车走行部安全，我局为 HXD3 型机车加装了 JK11430 机车走行部车载监测装置，实现了对机车 走行部轴箱轴承、牵引电机轴承、抱轴轴承、传动齿 轮及轮对踏面的动态安全监测，变感温贴片的事后 监控为车载装置的提前预防。通过对走行部车载 监测装置记录数据的分析，机务段及时发现了踏面 不良、电机轴承过热及轴箱轴承故障等故障，为及 时消除故障隐患，防止走行部安全事故起到了积极 作用。
（ 2） 做好接地装置日常检查修理。季检及以 上修程时，应开盖清扫异物，检查接地装置碳刷、压 紧弹簧及相关连接线状态，确保碳刷无断裂、磨耗 不超限，连 接 线 断 损 率 不 超 10% ，接 地 装 置 固 定
4 结语
HXD3 型机车在我局运用以来，在客、货运输方 面发挥了重要的作用，而走行部车载监测装置的加 装对预防走行部故障起到了积极作用。但仅靠装 置预警远不能满足走行部安全需要，关键还是要抓 好源头质量及日常质量控制，首先要按标准检修机 车，二年检检修单位要严格按规程进行修车，严格 按标准进 行 轴 承 的 检 测，重 新 加 注 规 定 牌 号 的 油 脂，机务段日常检修整备要按范围进行检车，其次 要提高车载数据分析人员业务技能，充分发掘数据 所蕴涵的故障信息，提前预判故障隐患。
图 3 滚子表面麻点
显且连续性强，故障谱线清晰突出，并伴随高阶突 出现象，如图 7 所示； 三是故障冲击 dB 值趋势反 映，3、6 位轴承外环故障冲击趋势连续存在，自 12 月 5 日开始冲击 dB 值存在明显的发展趋势，如图 5 所示。该车 12 月 6 日运行数据显示 3、6 位轴箱 轴承发生 4 次一级报警，1 次二级报警，温度情况 正常，最高 温 度 22℃ （ 见 图 6 ） ，二 级 报 警 发 生 在 21： 33： 38。 2． 3 综合分析
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表 6 三级检修期间内的备件种类及数量
零部件 名称
空气弹簧 （ 不可修）
垂向 减振器
横向 减振器
抗侧滚 扭杆
数量
1 010
171
116
38
2 结语
综合上面分析，得到如下结论： （ 1） 目前不同的速度等级动车组执行相同的 检修周期是有不妥的。 （ 2） 备件的确定不仅需要经验，更要科学地根
参考文献：
［1］ 铁总运〔2014〕9 号 中国铁路总公司关于发布《HXD3 型电力 机车二年检规程》的通知［Z］． 2014．
［2］ 北京唐智科技发展有限公司． JK11430 机车走行部车载监测 装置简介与应用情况说明［Ｒ］． 2012．
［3］ 中国北车集团大连机车车辆有限公司． HXD3 型大功率交流 传动电力机车维护保养手册［Z］． 2006．
2 原因分析
2． 1 故障轴承运行履历 HXD3 型 0048 号机车于 2006 年 12 月 27 日由
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铁道机车与动车
2015 年
图 1 外圈滚道剥离
图 2 内圈滚道麻点
大连厂新造，新造后走行 13. 8 万 km，2012 年 2 月 由大连厂进行二年 检，二 年 检 后 走 行 6. 4 万 km。 机车第 3 位驱动装置车轴编号Ⅶ09 － 2064，二年检 修理时间为 2011 年 12 月，轴承型号 801804，轴承 编号 10156，轴承制造厂家为 FAG。该轴承二年检 之前履历无法查询，按照《HXD3 型电力机 车二年检规程》规定，HXD3 型机车二年检 检修周期为 45 万 ～ 60 万 km，且 HXD3 型 机车第一次二年检检修公里均接近上限， 照此 计 算，该 轴 承 累 计 运 行 至 少 120 万 km。该轴承 在 二 年 检 修 理 时 应 按 照 相 关 技术标准进行检测，并按定量要求重新加 注规 定 的 油 脂，从 分 解 情 况 看，轴 承 内 部 润滑脂无过热，油润状态正常。 2． 2 走行部车载监测装置数据分析
轴承电腐蚀是指轴承表面间有较大 电流通过造成的电腐蚀。一般轴承都使 用润滑脂润滑，轴承内部润滑脂可以在轴 承内圈、外圈、滚子之间产生约 0. 005 mm 厚的薄油膜，电流可以击穿轴承内部的油 膜，造成轴承内圈、外圈、滚子之间的直接 接触，在接 触 的 表 面 会 产 生 电 击，对 轴 承 的滚动表面造成损伤，从而引起轴承早期 失效，这是电腐蚀的基本机理。当轴箱轴 承以及内外套产生电灼伤或电腐蚀后，对 轴承的损伤程度是逐步积累的。当内外 圈滚道出现小点灼伤后，由于该点的接触 电阻增大，使 该 点 的 周 围 产 生 放 电，进 一 步扩大了灼伤面积，致使轴承滚道逐步出 现表面剥 离、凹 凸 损 伤，轴 承 滚 子 出 现 不 均匀点状损伤。轴承滚子与内外圈之间 滚动受阻，最终致使轴承损坏。