聶鳳池

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

　　【關(guān)鍵詞】軸承；電蝕；分析；對(duì)策

　　1　軸承故障統(tǒng)計(jì)
　　2016年10月至2017年10月，太原機(jī)務(wù)段SS4型電力機(jī)車共發(fā)生機(jī)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(jī)車受流的路徑
　　SS4型電力機(jī)車通過機(jī)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(jī)車主變壓器原邊，原邊的接地點(diǎn)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(duì)，引入鋼軌回流到變電所。具體的路徑是：接觸網(wǎng)→機(jī)車受電弓→主斷路器→機(jī)車主變壓器原邊→車體固定接地點(diǎn)→軟編織線→軸箱接地裝置→車軸→輪軌接觸點(diǎn)→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(duì)保證機(jī)車輪對(duì)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(gè)。一是當(dāng)電流通過軸承時(shí)，由于滾柱與軸承內(nèi)套之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成導(dǎo)電體（外圈、內(nèi)圈、滾柱）接觸不穩(wěn)定，會(huì)在滾柱與內(nèi)外圈間發(fā)生電閃絡(luò)。該現(xiàn)象與機(jī)車入檢修庫，使用牽車幫牽車時(shí)，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(shí)，電流擊穿油膜產(chǎn)生電閃絡(luò)。兩種因素的電閃絡(luò)都會(huì)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(huì)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(yán)重時(shí)會(huì)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(shí)間長短，電流越大，作用時(shí)間越長，電蝕越嚴(yán)重。如果機(jī)車安裝了走行部監(jiān)控裝置，當(dāng)電蝕發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出1級(jí)報(bào)警。如果不采取措施，隨著機(jī)車的運(yùn)行，電蝕產(chǎn)生的損傷會(huì)迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致2級(jí)報(bào)警。此時(shí)，軸箱內(nèi)軸承溫度急劇上升，潤滑脂會(huì)汽化和碳化，變黑，變硬，Z終導(dǎo)致軸承散架，固死。極端嚴(yán)重時(shí)，造成切軸事故。
　　3　SS4型電力機(jī)車軸箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及軸承電蝕原因分析
　　3.1SS4型電力機(jī)車軸箱結(jié)構(gòu)及作用
　　SS4型電力機(jī)車軸箱裝設(shè)在車軸兩端的軸頸上，用于安裝軸承，對(duì)車軸進(jìn)行定位。軸箱將車體、轉(zhuǎn)向架和牽引電機(jī)的部分重量經(jīng)輪對(duì)傳遞給鋼軌，并將來自輪對(duì)的牽引力或制動(dòng)力經(jīng)軸箱拉桿傳給轉(zhuǎn)向架。此外，軸箱還傳遞輪對(duì)與轉(zhuǎn)向架間的橫向作用力和縱向作用力。
　　SS4型電力機(jī)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(jī)車的軸箱接地裝置
　　為防止機(jī)車軸箱軸承電蝕，SS4型電力機(jī)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(diǎn)回流，避免了接地電流通過軸承。
　　接地裝置：SS4型電力機(jī)車每臺(tái)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(jī)車軸箱軸承電蝕原因分析
　　根據(jù)觀察，機(jī)車在檢修和運(yùn)用時(shí)，時(shí)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(hù)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(diǎn)→接地軟編織線→軸箱接地裝置接地線固定點(diǎn)→接地刷辯→接地電刷→車軸端面→車輪→輪軌接觸點(diǎn)。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(diǎn)→接地軟編織線→軸箱體與軟編織線接觸點(diǎn)車體固定接地點(diǎn)→接地軟編織線→軸箱體車體固定接地點(diǎn)→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(diǎn)。第二，軸箱接地裝置不良，不能發(fā)揮接地作用。SS4型電力機(jī)車由2臺(tái)完全相同的車節(jié)組成，每節(jié)車有一臺(tái)獨(dú)立的主變壓器和2個(gè)轉(zhuǎn)向架。每節(jié)車的車體上有4個(gè)固定接地點(diǎn)。分別連接對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)向架車軸上的接地裝置。即機(jī)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(jī)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(diǎn)。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(jī)車回庫檢修作業(yè)，轉(zhuǎn)向架部件焊修時(shí)，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(jī)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(jī)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(diǎn)→電焊機(jī)回流線。第四，感應(yīng)電流造成電蝕。電力機(jī)車上的主型電器均是儲(chǔ)能部件，如：主變壓器、牽引電動(dòng)機(jī)等，尤其是主變壓器及各種電源的副端即接地點(diǎn)都接在車體上，這些因素勢(shì)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(huì)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(jī)車的供電方式以及電力機(jī)車本身的帶電特性，若要徹底消除