1、1JD160A 交流异步牵引电动机两年检轴承异音及其原因分析摘要：本文描述了 HXD1C 机车交流异步牵引电动机（JD160A 型）两年检修时在入厂试验过程中出现的轴承异音现象，并对电机出现的轴承异音现象进行分析，确定产生异音的根本原因；并将异音现象和异音原因进行分类对应，从而指导生产，通过改进提升产品质量，减少损失，提高电机运行的可靠性和稳定性。 关键词：JD160A 型交流异步牵引电动机；轴承异音；分类；异音原因 中图分类号：U264.1+3 文献标识码：A 文章编号： 前言 HXD1C 电力机车是中国南车集团与德国西门子公司合作，引进消化技术并进行国产化的新一代交流传动机车，机车牵引动力
2、由 JD160A 交流异步牵引电动机产生1。 随着公司 JD160A 型两年检电机的增多，目前在入厂例行试验时发现了各种的电机轴承异音现象，判断电机轴承有无故障至关重要，因为轴承是电机运转是否良好的一个重要指标，如果电机轴承出现问题没有发现，可能电机再次运行过程无法坚持到下一个两年检便出现轴承故障。 2JD160A 交流异步牵引电动机共有 2 个轴承，非传动端为深沟球轴承，属于脂润滑，传动端为圆柱滚子轴承，属于油润滑，润滑油和机车齿轮箱的润滑油共用。 1-非传动端端盖； 2-定子； 3-转速传感器； 4-转子； 5-非传动端轴承；6-传动端轴承；7-主动齿轮；8-传动端端盖 我们听异音的方法一
3、般是直接站在试验台运转的电机旁听声音，如果还无法分辨，可以通过听诊器接触在电机轴承的周围进行听声音；更先进的是通过轴承震动检测系统检测异音源的震动来分析异音。 JD160A 型交流异步牵引电动机在例行试验时出现的轴承异音原因及现象： 油脂过少或油脂过冷 此种异音出现在电机非传动端，常表现为高频的“鸣叫声” ，是金属摩擦声，通常多出现在电机初始试验时，也是例行试验时出现最多的状况。 当油脂过冷时，持续的“鸣叫声”电机在开始空转时便出现，随着电机空转时间的持续， “鸣叫声”开始断断续续，一般约 1 分钟3 分钟后消失。如果在短时间内“鸣叫声”无消除，异音产生的原因可能属于轴承内的油脂过少，此时只要
4、通过注油嘴向电机轴承内注入油脂(油脂不超过 200g)，直至电机的“鸣叫声”消除为止。如果注油过程中注油超过 200g， “鸣叫声”还未消除，停止注油，让电机持续空转， “鸣叫声”便会消除。 3油脂过少的原因为机车运行过程中保养不良造成，没有定期补充油脂； 如果油脂缺少，长期得不到补充，轴承长期发热严重，使轴承表面的材质发生变化，会导致轴承出现早期的剥离现象，如果还为及时发现，会导致轴承固死现象。 配件同轴度或轴承室圆柱度超差 此种异音出现在电机两端轴承都会出现，常常表现为低沉的“轰隆隆” ，类似强对流天气打雷的低沉“轰隆声” 。此种异音表现为持续的“轰隆隆”声或者时无时有“轰隆隆”声音。 此
5、种异音产生的具体原因为:轴承室圆柱度超差严重；电机两端端盖止口同轴度严重超差；电机机座止口同轴度严重超差；由于端盖止口同轴度和机座止口同轴度超差导致的积累误差过大；装配问题。处理以上问题，如果异音出现在电机非传动端，首先应将轴承座螺丝松下后重新用力矩扳手对称紧固；如果继续异音，解体电机后，检查电机两端端盖的止口同轴度、定子两端止口同轴度和轴承室的圆柱度；如果属于轴承室圆柱度超差，则要更换轴承座；如果机座止口同轴度和端盖止口同轴度超差比较小，可以通过两个电机互换配件的方式重新组装，通过减少积累误差的方式消除同轴度严重超差导致的异音问题。 轴承疲劳剥离 此种原因导致的轴承异音在电机两端都会出现，电
6、机异音表现为：“咚咚”的声音，而且震动较大，随着电机转速的加大，异音会越来越4大，震动越来越大。如果遇到此种情况，电机应停止试验，防止轴承在试验台上烧死。 当电机出现异音时，必然存在异音的震源，所以我们也可以通过震动的手段检测轴承的异音现象，通过轴承震动学分析. 下图为 JD160A 传动端轴承外圈轻微剥离时通过 JL601 轴承震动检测系统在电机 1860rpm 时，检测到的轴承外圈故障频率 0.0878n=163HZ（n为电机转速）： 轴承剥离形成的机理为：轴承的内外滚道和滚动体交替进入和退出承载区域，这些部件因长时间承受交变载荷的作用，首先从接触表面以下最大交变切应力处产生疲劳裂纹，继而
7、扩展到接触表面在表层产生点状剥落，逐步发展到大片剥落，称之为疲劳剥落。疲劳剥落往往是滚动轴承失效的主要原因，一般所说的轴承寿命就是指轴承的疲劳寿命。 轴承疲劳剥离的早期原因有很多：轴承热处理不当；轴承材质不当；轴承结构的缺陷；轴承的油脂或者润滑油中存在杂质；轴承负荷过大；轴承异常高温导致轨道面硬度下降；过载的应力；电蚀；装配不当，由于装配不当而导致的轴承失效往往较难检验和分析，因为进行失效分析时轴承都已经退卸并分解，装配不当的效果已经被破坏，所以此类问题的根源容易被误判，要正确判断其原因需要进行大量的理论研究和理论分析，并进行必要的模拟实验等，在这里我们不做分析。在 JD160A 型电机中，导
8、致轴承早期剥离的主要原因为轴承结构5的缺陷和轴承的润滑油或者润滑脂中存在杂质所致。 运输中轴承损伤 此种原因导致的轴承异音表现为有规律周期性的“蹬蹬”声，更轻微的表现为“嚓嚓”声。并且异音随着电机转速的增加而加快。 形成的机理为：电机被长途汽车运回检修或者机车驱动单元被长途汽车运回检修，在长途运输过程中汽车要经过减速带或者凹凸不平的路，电机的转子会因为汽车的颠簸通过轴承的滚柱将轴承外圈和内圈表面砸伤，在检修的过程中也常见到。 电机运输的时候一定要安装运输保护装置，保证转子相对定子在运输过程中不能相对运动；驱动单元单元整体运输时也要安装运输保护装置。 轴承拆下后，将轴承内外圈分解：可以在轴承内外
9、圈看到两浅一深的三道压痕，如下图： 轴承或者油脂中有异物。 此种原因导致的异音表现为时有时无，一般出现在电机的非传动端轴承，是杂质进入轴承内外圈的轨道面并滚柱挤压所致。 异物进入轴承的方式有很多，一个原因为早期轴承装配时轴承内部不清洁或者油脂不清洁。另外一个原因为杂质通过油封间隙进入轴承内部，此种异音出现的情况在 JD160A 电机中非传动端出现的情况较多，传动端几乎听不到此种异音，传动端轴承为油润滑，润滑后润滑油会直接流入齿轮箱，再次循环润滑，杂质一般很难处于滚子和外圈之间，故一6般无法听到杂质时有时无的声音。 2 结束语 以上的现象为 JD160A 交流异步牵引电动机两年检修过程中在试验台例行试验时导致轴承异音的主要原因。这些异音的原因也可以平移到其他型号同类型的交流异步牵引电动机，用来解决我们遇到的困惑。 通过以上分析，使我们对 JD160A 型电机两年检修过程中出现的异音和出现的原因有了很清楚的了解，通过对试验员工的培训，很大程度上方便了轴承故障状况的处理。 参考文献： 1邓日江.JD160A 型变频异步牵引电机.电力机车与城轨车辆，2012（3）.
