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摘要：文章針對城軌車輛整車非鐵路運輸至業主現場后出現電機軸承異響的問題，分析軸承產生假性布氏壓痕的原因，提出電機軸承防護的原理及措施，并設計出可靠的軸承防護裝置，保證了運輸后城軌車輛的可靠性及運行壽命。

關鍵詞：城軌車輛；電機軸承；運輸；防護

引言

軸承是列車旋轉運動的主要部件，一旦軸承出現故障，必將危及行車安全。城軌車輛整車運輸可采用公路、海運、空運等方式，運輸工具常采用大型平板車，在運輸過程中，未對電機軸承進行運輸防護，導致電機軸承在運輸過程中發生假性布氏壓痕，進而引起列車運行時電機軸承存在批量異響問題，嚴重影響軸承壽命及列車行駛安全。本文分析電機軸承在運輸中產生假性布氏壓痕進而導致電機軸承異響的原因，提出可靠解決此問題的措施，使車輛運輸到業主現場后產品質量得到很好的保障。

1電機軸承異響原因分析

城軌車輛整車非鐵路運輸時未對電機軸承進行防護，到達業主現場運行或運行一段時間后，出現批量電機軸承異響問題。經調查，電機外觀無明顯損傷，將其解體后發現圓錐滾子軸承外觀也無異常，內外圈配合面正常。軸承解體后發現其內外圈滾子在承載區有非常明顯的壓痕（凹痕），如圖1所示，壓痕以滾動體間距分布且與端面垂直，壓痕的長度與滾動體長度相近，滾動體無明顯壓痕。深溝球軸承從外部看無異常，內外圈配合正常。軸承解體后，發現其外圈滾道有輕微壓痕（凹痕），如圖2所示，內圈和滾動體無明顯損傷。圖1、圖2中軸承的壓痕為假性布氏壓痕，電機軸承的假性布氏壓痕是在車輛整車非鐵路運輸中振動沖擊造成的。牽引電機轉子（約170kg）通過軸承支撐在定子外殼上，軸承除支撐作用外，還能承受一定的軸向載荷。軸承的軸向和徑向留有游隙，以保證軸承內外圈能夠有微量位移。整車非鐵路運輸時，電機轉子靜止，軸承滾動體與內外圈軌道相對靜止。當承受外界（如來自安裝座）復雜的沖擊振動時，滾動體會沿軸承的軸向和徑向游隙在內外圈軌道接觸面上做微幅運動。由于滾動體材料硬度大于內外圈軌道面硬度，而在車輛非鐵路運輸中潤滑油膜未建立，因此經過一定時間或者振動次數后，滾動體會在內外圈軌道接觸面上留下假性布氏壓痕。車輛運營時，滾動體經過壓痕時產生振動并發出異常聲音，振動和異常聲音通過轉子傳遞并放大后傳遞至外部，就是所聽到的電機異常噪聲。這種噪聲的頻率和幅度隨著轉速變化，如果不采取措施，繼續運營可能會導致電機破壞，甚至產生更嚴重的后果。

2電機軸承防護理論分析

城軌車輛整車在平板車上非鐵路運輸時，有效防止牽引電機軸承損壞的方法是：保證在受到外界沖擊振動時，電機軸承內部不產生相對運動或振動。城軌車輛整車非鐵路運輸狀態下，電機軸承具有較小游隙，存在徑向或軸向兩種形式的相對運動。運輸時由于外界振動，電機軸承須通過剛性約束來消除軸承間的間隙，防止軸承內部的相對運動或振動，徹底解決軸承發生假性布氏壓痕的問題。

3電機軸承防護措施

目前城軌車輛整車非鐵路運輸電機軸承防護方案主要有以下兩種：1）安裝運輸鎖。有些電機供應商在設計階段已經考慮到運輸過程中的防護問題，因而會在電機的非傳動端安裝運輸鎖。運輸鎖由六角螺釘和六角螺母組成（見圖3），先擰緊六角螺釘，再反向擰緊六角螺母，可防止轉軸在運輸過程中的轉動及軸向竄動。2）解耦聯軸節。將電機側聯軸節與齒輪箱側聯軸節脫開，用防水袋將兩側聯軸節完全包裹住，并收緊、系好。把電機運輸防護壓板塞入兩側聯軸器之間，并將電機自身的螺孔安裝拉桿旋緊到位圖4位置。齒輪箱側聯軸節用鎖緊帶豎直穿過電機運輸防護壓板與齒輪箱側聯軸器中間的縫隙，并繞齒輪箱一圈，使得鎖緊帶壓住半個聯軸節，然后用鎖緊帶的棘輪鎖緊裝置鎖緊，如圖5所示。運輸鎖安裝簡單易操作，但要求電機供應商在設計電機結構時考慮。目前國內外大多數牽引電機制造商并無該方面的經驗與認知，無法在設計階段考慮電機運輸軸承防護的細節，造成防護困難。解耦聯軸節的防護措施操作復雜，而且需要借助電機上其他部位進行固定，對電機本身結構有要求。另外，對于聯軸節間隙小的車輛，無空間操作，無法使用該方案進行電機軸承防護。鑒于以上問題，本文設計一種自適應式電機軸承防護裝置，該裝置自適應強，通用性好，任何裝車電機只要有很小的安裝空間即可完成電機軸承防護裝置的安裝。該電機軸承運輸防護裝置以電機軸定位，用兩塊專用設計的夾板夾住電機軸承，并通過夾板上的孔和螺紋自緊固。夾板上另開有4個螺紋孔，通過4個螺釘頂在電機外殼上，擰緊螺釘，從而對電機軸產生一個向外的拉力。軸承間的游隙在一定的拉力下被消除并貼合在一起。當外界產生振動時，電機、電機軸承及電機軸在該裝置的作用下可視為一個剛性體，部件之間不會產生相對運動，從而對電機軸承產生保護作用，不會產生假性布氏壓痕。電機軸承防護裝置如圖6所示。夾板由上下兩半部分組成，在兩端位置開有緊固螺釘的孔，其中一半開設螺紋孔，另一半開設光孔，緊固螺釘通過兩個孔進行自緊固但不會對裝置進行定位。夾板中間開設圓弧，用于夾緊電機軸并用電機軸使其定位，圓弧中間在厚度方向上貼有橡膠墊，用于保護電機軸不被損壞、自適應電機軸上的臺階，且能在緊固螺釘緊固時產生彈性的扭緊力矩，防止緊固螺釘在運輸過程中松懈。通過測量電機軸的尺寸開設夾板的圓弧，圓弧中間留一定的間隙，在裝卸過程中可自適應電機軸上的小斜度及小臺階。墊板墊在電機外殼上，通過增大受力面積防止頂緊螺釘在電機殼上產生損傷。同時墊板一端彎曲向上，一方面便于裝卸，另一方面防止脫落。環氧樹脂硬紙板貼在近聯軸節一側，防止在裝卸過程中碰撞聯軸節。頂緊螺釘通過施加一定的扭轉力矩從而產生一定的頂緊力，通過電機軸使電機軸承的間隙消除并產生一定的貼合力，使其在外界振動等因素作用下不產生相對運動。此時的電機、電機軸、電機軸承近視為一個剛性體，只能產生整體的運動，從而避免電機軸承產生假性布氏壓痕。在運輸到海外的城軌車輛整車非鐵路運輸中，將電機軸承防護裝置夾板插入到牽引電機與接頭的縫隙中，并用內六角圓柱頭螺釘（M10×70）緊固兩處夾板，用內六角圓柱螺釘（M10×40）頂住電機（非網格部分），用墊板防止電機油漆刮傷。緊固兩邊夾板，使兩夾板無間隙（見圖7）。按照以上要求進行電機軸承防護，車輛運往海外業主現場運行后，未出現電機軸承批量異響等問題。

4結束語

本文總結分析了電機軸承防護措施的特點，設計出消除城軌車輛電機軸承游隙的通用裝置，解決了電機軸承因受外界沖擊振動而損毀的問題，保證了城軌車輛的運輸質量。本裝置的保護效果在中車株機公司城軌車輛發運中得到有效驗證，后續發運的產品無電機軸承異響情況發生，服務意識和售后保障贏得業主的好評。

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作者：黨春梅 羅美清 黃明高 單位：中車株洲電力機車有限公司