浅析SS6B型机车牵引电机故障分析及改进

　　摘要：针对SS6B型机车牵引电机环火、窜油等造成的故障，结合牵引电机的结构特点与实际运用情况进行分析，并提出确实可行的改进方案，从而降低SS6B型机车牵引电机故障率，提高机车运用效率。

　　关键词：SS6B型电力机车；牵引电机；故障分析；改进

　　1 问题的提出

　　武汉铁路局襄阳机务段配属SS6B型电力机车115台，占全段配属机车总数的1/3，主要担当襄阳至江岸、襄阳至张家界的货运列车牵引任务。SS6B型机车牵引电机采用型号为ZD114脉冲直流串励电动机，自提速重载以来，SS6B型机车牵引电机受制于自身结构，加之其运行条件和使用环境十分恶劣，随着机车使用寿命的增长，在近年来的现场运用中，故障频发。2014年因SS6B型机车牵引电机故障，共发生临修253件，占SS6B型机车总临修的48%，因此降低SS6B型机车牵引电机故障率迫在眉睫。

　　2 原因分析

　　通过对襄阳机务段2014年SS6B型机车牵引电机故障进行统计分析，发现其故障主要表现为电机环火、窜油、漏电流超标、轴承报警和接地等，而电机环火、窜油占到了故障总数的82.3%，成为SS6B型机车牵引电机的主要故障。

　　1）牵引电机环火故障

　　造成牵引电机环火的因素很多，如刷盒压指压力不合适、电刷混装同一电机电刷型号不统一、电刷偏离中心线等。但结合因环火而落修的牵引电机实际情况进行综合分析，确定造成SS6B型机车牵引电机惯性环火的根本原因是换向器磨耗超标和电刷设计缺陷。

　　SS6B型机车检修工艺规定，换向器不规则磨耗≯0.5mm，但通过实际测量，发现环火牵引电机的换向器不规则磨耗量绝大多数超过了0.5mm，甚至达到了0.62mm，用手触摸即可感觉到沿换向器轴向方向两组电刷轨痕之间有明显的凸台存在。

　　由于换向器的不规则磨耗，在两组电刷之间产生了凸台。牵引电机在正常运转过程中，电枢轴不可避免地会发生允许范围内的轴向窜动，这时电刷的宽度方向边缘就会与凸台的顶点接触，此时电刷接触面下各点的接触压力瞬间就会发生很大变化，各点的电流密度也会发生相应变化，电刷在与凸台的顶点突然发生接触时还会产生大幅跳动，从而在电刷与换向器之间产生火花，这一过程反复作用，严重时就可引起环火。

　　SS6B型机车牵引电机使用的电刷有多个厂家，数种型号（大修、中修回段的牵引电机电刷型号与本段所使用的不同），但落修的牵引电机电刷断辫这一现象普遍存在，即刷辫在刷辫与电刷连接的根部折断，此外还不同程度地存在电刷卡滞和电刷与换向器接触面边缘掉块现象，这充分说明电刷在结构设计上存在严重缺陷。

　　2）牵引电机窜油故障

　　在SS6B型机车牵引电机驱动端轴承压盖下方外侧设计有一排油孔，用于将轴承室内溢出的污油排出电机。由于该排油孔靠近电机冷却出风口，机车在运行中如关闭了通风机，则排出的污油将被吹入电机绕组内部，污染电机的同时还会影响到电机的绝缘性能。

　　SS6B型机车牵引电机齿轮箱使用TG-4齿轮脂对牵引电机主动小齿轮和轮对从动大齿轮进行润滑，经现场对窜油故障电机进行齿轮箱油脂检查并解体分析，TG-4齿轮脂粘稠、流动性差，易造成外油封回油孔堵塞，进入外油封内的齿轮脂无法回流到齿轮箱，直至窜入电机内部，稀释电机轴承润滑脂，影响电机驱动端轴承润滑的同时，还会污染电机，这说明该油脂存在缺陷。

　　3 改进措施

　　针对SS6B型机车牵引电机环火、窜油而造成的故障，结合ZD114型牵引电机的结构特点与实际运用情况，经过反复实践探讨，最终探索出一套行之有效的改进方案：

　　1）牵引电机环火改进方案

　　对换向器不规则磨耗≯0.5mm的牵引电机，利用段已有设备不落轮镟床对凸台进行打磨消除。将待修电机的轮对牵上镟轮床后，开动镟轮床低速运转，让两个摩擦轮带动轮对，轮对再驱动牵引电机旋转，然后即可对凸台打磨和抛光处理，最终达到工艺要求的换向器磨耗量，避免了牵引电机落修。

　　针对牵引电机电刷断辫、卡滞、掉块故障，通过与摩根公司技术人员商讨，吸取内燃机车牵引电机D374B型电刷压块的优点，对CE64型电刷进行改进：

　　①因断辫处发生在连接根部，通过观察发现连接处的倒角容易造成刷辫根部在自由状态下的开度太大，易与刷盒摩擦，加上电机运用中的振动造成断辫，因此取消刷辫与电刷连接处的倒角，采用直角连接；

　　②给刷辫与电刷连接部位腾出足够的空间，取消带有挡边的压块，改为无挡边圆弧状压块，并缩短压块长度。

　　将经过上述改进的电刷装配机车长时间运用观察，证明效果显著，同时因电刷材质的改善，也使换向器不规则磨耗得到有效控制，最终使牵引电机环火故障得到可靠解决。

　　2）牵引电机窜油改进方案

　　针对牵引电机排油孔排油外窜污染电机故障，经过商讨论证，在排油孔处设计加装排油管。即首先使用φ16×2.5mm的丝锥对牵引电机排油孔进行攻丝，然后使用φ16×50mm空心铁管，一端加工成φ16×2.5×20mm长的丝扣，将其装入攻好丝的排油孔，另一端连接φ16×500mm长的软管，连接处采用喉箍紧固。经过这样处理后，牵引电机排油孔排出的污油由软管引出电机端盖，远离电机，防止污染发生。

　　针对TG-4齿轮脂粘稠、流动性差，易造成外油封回油孔堵塞，进入外油封内的齿轮脂无法回流到齿轮箱，易窜入电机内部故障，经查阅资料，最终选用粘稠度更低，流动性明显优于TG-4牵引齿轮脂的8K牵引齿轮油代替TG-4牵引齿轮脂。经过先期对10台牵引电机换装8K牵引齿轮油，并持续跟踪新型牵引齿轮油工作状态，证明试用的8K牵引齿轮油在运用中的流动性能、润滑性能良好，齿轮箱甩油及电机窜油现象大幅减少。

　　4 结束语

　　SS6B型机车在襄阳机务段运用已有多年，上述故障经过本段技术人员的努力攻关、持续改进，最终使故障得到逐步解决。现在，上述改进措施已纳入日常的检修办法在全段范围内广泛推广应用，不但从根本上消除了惯性故障，减少了牵引电机临修件数，而且大幅减少了机车检修停时和职工工作量，提高了机车检修质量，节约了大量材料费用，经济效益和社会效益显著。

　　参考文献：

　　〔1〕刘友梅．韶山6B型电力机车［M］．北京：中国铁道出版社，2003

　　梁景涛