戚小龍　袁波　佘寶瑛　言宏武
（南車株洲電機有（yǒu）限公司，湖南株洲　412000）

　　摘　要：HXN5機車5GEB32B1型（xíng）牽引電機在2012年發生了數（shù）起非傳動端軸承故（gù）障，嚴（yán）重影響HXN5機車的（de）運用和（hé）產品形象，並帶來了巨大的經濟損失。通過深入研究分析，Z終將軸承故障（zhàng）歸結為軸承潤滑（huá）失（shī）效，並給出了（le）糾正預（yù）防措施，取得了良好的效果。

　　關鍵詞：HXN5機（jī）車；牽引電機；軸（zhóu）承故障；潤滑失效
　　概述
　　HXN5型柴油機車，是（shì）中國鐵路的幹線客（kè）、貨運柴油機（jī）車車種之一。該機車使用交流（liú）傳動，由美國通用電氣（GE）研製（zhì），牽引電機通過技術轉移的方式由南車成都機車車輛（liàng）引進，型號為5GEB32B1。目前該型機車主要配屬於哈局哈段、京局懷段，烏局庫（kù）段，沈局吉段，西局新段等機務段（duàn）。
　　5GEB32B1交流電機（jī）非（fēi）傳動端軸承為6418型深溝球軸承，使用型號為UNIREXN3的潤滑脂，設計為免維護軸承，軸承配置中沒有潤滑脂加（jiā）注和排脂通道。傳動端軸承使用的是圓柱滾子軸承，采用飛濺方式進行油潤滑。
　　一、軸承故障現象
　　2011年至2012年期間，在中（zhōng）國東（dōng）北地區（主要為哈爾濱鐵路局）出現了數起HXN5機（jī）車牽引電（diàn）機非傳動端軸承（chéng）故障（zhàng），主要表現為：軸承固死、軸承保持架破裂、軸承滾道麵剝離、軸承保持（chí）架磨損（sǔn）嚴重（潤滑脂中銅含量嚴重超標）、潤滑脂基礎油流失引（yǐn）起速度傳（chuán）感器信號異常（cháng）等。故障電機解體後（hòu），軸承損壞的（de）典型現象如下圖所示：

　　二、軸（zhóu）承故障統計分（fèn）析
　　為分（fèn）析（xī）軸承故障的原因，對牽引電機失效的軸承從走行公裏數、配屬路局、配屬機務段、故障時間等方麵分別（bié）進行（háng）了統計分析，分析結果如下：
　　1、按走行公裏數統（tǒng）計
　　發生牽（qiān）引電（diàn）機（jī）軸承故障的機車走行公（gōng）裏數主（zhǔ）要集中在30萬公裏以上，占總故障數的93%，而30萬公裏以下發生（shēng）牽引電機軸承故障的機車台數隻占（zhàn）據（jù）到（dào）了7%。
　　2、按配屬路局統計
　　在HXN5機車配屬的幾個鐵路局（哈局、京局，烏局，沈局，西局（jú））中，軸承故障主要集中在哈爾（ěr）濱鐵路局，比例達96%，沈（shěn）陽鐵（tiě）路局和烏魯木齊鐵路局一共隻有4起非端軸承失效。北（běi）京鐵路局和西安鐵路局未發生軸（zhóu）承故障。
　　3、按機務段統計
　　在HXN5機車（chē）配屬哈爾濱鐵路局的4個機務段（齊齊哈爾機務段、哈爾濱機務段、牡丹（dān）江機務段、佳木斯（sī）機務段）中，對牽引電（diàn）機軸承故障進行統計，齊齊哈（hā）爾機務段發生（shēng）故障（zhàng）Z多，占比37%，哈爾濱機務段次之，占比29%，佳木（mù）斯（sī）Z少，占（zhàn）比11%。
　　4、按故障年份（fèn）統計
　　軸承故障先（xiān）隨著（zhe）年份增長而增多，以（yǐ）2010至2013年發（fā）生的故障電機數為總數，2010年發生故障占其2%，2011年占其10%，在2012年達到頂峰，占比75%，自2012年後，對（duì）故障原因進行調查、分析，采取相（xiàng）應前期改善措施後（hòu），在2013年，軸承（chéng）故障現象明顯下降，占比13%。
　　5、按（àn）故障月份統計（jì）
　　故障發生比例超過10%的月（yuè）份為12月、1月、2月、3月，其中12月Z高，12月份占比26%，1月次之，占比18%。在機車配屬的北方區域是12月，1月是環境（jìng）溫度Z低的時期。
　　根據以上數據統計知：軸承失效主要發生在運行30萬公裏以上的電機，且主要發（fā）生在冬季（jì）溫度Z低的哈爾濱鐵路局的齊齊哈爾機務段，故障主要發生時間為12月，1月，2月和3月4個溫度Z低的月份。
　　三（sān）、故障原因分析
　　通過對軸承的製造、裝配（pèi）、運用維護、檢修全過程的分析，造成上述軸承故障可能的主要原因如（rú）下：
　　①軸承的配合（hé）應（yīng）力過（guò）大；②滾道麵磨蝕；③運行負載過大；④極大的衝擊載荷和振動；⑤軸承材料的缺陷；⑥軸承裝配問題（tí）；⑦軸承潤滑不良。
　　經過對軸（zhóu）承配合公差、軸承（chéng）裝配、軸（zhóu）承材料、運行工況等方麵排查後，結合從走行公（gōng）裏數、配屬路局、配屬（shǔ）機務段（duàn）、故障時間（jiān）等方麵的（de）統計結果，將故障的Z終將軸承失效（xiào）主要（yào）原因歸（guī）結為潤滑潤滑不良（liáng）。非傳動端軸承（chéng）潤滑脂采用UNIREXN3，潤滑脂的低溫潤滑性能（工（gōng）作溫度-30℃-+150℃）和使用環境不匹配，在低（dī）溫運行時發生（shēng）嚴重的潤滑不（bú）良的現象。
　　通過對齊齊哈爾機務段（duàn）HXN5機（jī）車主（zhǔ）要運行區（qū）域滿洲裏地區2012年溫度Z低月份（12月、1月、2月）的溫度情況的分析，結果顯示當地Z低（dī）環境溫度達（dá）-41℃，超出了軸（zhóu）承潤滑脂Z低工作溫度限值-30℃，並且低於-30℃天數占比三分之二。同時對滿洲（zhōu）裏地區4年中的1月份的Z低溫度進行了對比分析，結果顯示在2010年到2013年4年中，2012年和2013年1月份環境溫度Z低，Z低溫（wēn）度達到-41，同時2012年和2013年也是HXN5機車牽引電機N端軸承故障（zhàng）Z多的2年，可知溫度和潤滑（huá）脂的不匹配（pèi）可能是（shì）非傳動端軸承故障主要原因。
　　針對HXN5機車牽引電（diàn）機潤滑脂與運用溫度不（bú）匹配的問題，對UNIREXN3潤（rùn）滑脂的（de）基礎油和稠化（huà）劑的成分進行了分析，確認UNIREXN3潤滑脂基礎油中含蠟成分，在低溫時蠟析出形成網狀（zhuàng）結構導致其喪失流動性而致（zhì）潤滑（huá）脂失效，而UNIREXN3潤（rùn）滑脂良好潤滑性能的Z低使用溫度為-30℃。
　　四、改善（shàn）措施
　　經過對已在其他車型上（shàng）成熟運用的（de）潤滑脂的綜合性能（主（zhǔ）要（yào）為（wéi）低溫性能）的分析和對比，選擇了一款低溫性能優異的潤滑脂美孚SHC100潤滑脂。通（tōng）過對SHC100潤滑脂的錐入度、粘度、滴（dī）點、運用（yòng）業績等方麵進行綜合評判，能滿足HXN5機車5GB32B1牽引電機對東北運用環境下的要求，其Z低使用溫度可達-40℃，可進行裝車考（kǎo）核。
　　自2013年起，針對軸（zhóu）承失效的原因，製定了糾正預防措施：
　　對（duì）於哈爾濱鐵路（lù）局運（yùn）行於極低溫度（dù）地區（-35℃以（yǐ）下）的機車（chē）牽引電機將UNIREXN3潤滑（huá）脂更換為美孚SHC100潤滑脂。
　　五、實施效果
　　通過實施以上改善措施，HXN5機車牽引電機非傳動端軸承故障明顯得到控製。2014年6月到2015年8月HXN5機車牽引電機在哈爾濱鐵路局各機務段隻發生（shēng）了1起非傳動端（duān）軸（zhóu）承失效，極大改善了HXN5機車牽引電機的運用狀況，優化方案取得了明顯的效果。通過（guò）兩年的實際運營考核確認了優化方（fāng）案的可靠性，可繼（jì）續在全國範圍內推廣實施。
　　參（cān）考文獻
　　[1]楊振中，梅榮海（hǎi），阮鴻芳（fāng）.機車牽引電動機油潤滑軸承失效分析與對策[J].軸承，2014，1：45-47.
　　[2]朱延彬.潤滑（huá）脂技術大（dà）全[M].中國石化出版社，2005.
　　[3]劉澤九.滾動軸承應（yīng）用[M].北京：機械工業出版社，2006.

來源：《中國科技博（bó）覽》2016年第14期（qī）