王永明

（山西潞安礦業(yè)集團(tuán)鐵路運(yùn)營公司機(jī)務(wù)段， 山西 長治 040031）

1 項(xiàng)目概況

山西潞安礦業(yè)集團(tuán)鐵路運(yùn)營公司有3 臺(tái)DF4D型內(nèi)燃機(jī)車，牽引電動(dòng)機(jī)車是DF4D 型內(nèi)燃機(jī)車的主要電氣設(shè)備。DF4D 型內(nèi)燃機(jī)車動(dòng)力室內(nèi)安裝有16V240ZJD 型柴油機(jī)、TQFR-3000E 型主發(fā)電機(jī)柴油發(fā)電機(jī)組以及為它工作服務(wù)的空氣濾清器、燃油輸送泵、啟動(dòng)機(jī)油泵、冷卻水系統(tǒng)、機(jī)油和燃油濾清器、油水熱交換器、各類管路和閥類、膨脹水箱等[1-2]。

柴油發(fā)電機(jī)組的功率輸出經(jīng)彈性法蘭通過萬向軸與啟動(dòng)變速箱連接，啟動(dòng)變速箱通過2 個(gè)輸出軸帶動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)、前轉(zhuǎn)向架牽引電動(dòng)機(jī)通風(fēng)機(jī)及測速發(fā)電機(jī)。柴油機(jī)自由端經(jīng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)靜液壓變速箱，由靜液壓變速箱驅(qū)動(dòng)2 個(gè)靜液壓泵，由泵打出的高壓油輸送給靜液壓馬達(dá)。靜液壓變速箱中間軸的下方輸出經(jīng)尼龍繩連接軸帶動(dòng)后轉(zhuǎn)向架牽引電動(dòng)機(jī)通風(fēng)機(jī)[3]。

2 DF4D 型內(nèi)燃機(jī)車牽引電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

DF4D 型內(nèi)燃機(jī)車采用ZD109D 型牽引電動(dòng)機(jī)，為軸懸式雙側(cè)斜齒輪傳動(dòng)，它用來驅(qū)動(dòng)大功率干線電力機(jī)車。當(dāng)機(jī)車在牽引工況運(yùn)行時(shí)，它作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；當(dāng)機(jī)車在制動(dòng)工況運(yùn)行時(shí)它作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。

由于牽引電機(jī)的運(yùn)行條件要比普通電機(jī)惡劣。所以，對(duì)電機(jī)電磁參數(shù)的選擇、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和絕緣材料的選用，都要考慮其工作特點(diǎn)，使電機(jī)具有調(diào)速范圍廣、啟動(dòng)性能好并有較高的過載能力、良好的換向性能和通風(fēng)散熱條件。各部件必須具備較高的機(jī)械強(qiáng)度、較高的絕緣等級(jí)材料和可靠的絕緣結(jié)構(gòu)，并具有較好的防塵、防潮、防油污的能力，從而提高電機(jī)運(yùn)行的可靠性。

ZD109D 型牽引電機(jī)是由定子、電樞、刷架、前后端蓋、封環(huán)及油箱等部件組裝而成。機(jī)車上裝有8臺(tái)ZD109D 型牽引電機(jī)，在電機(jī)換向器室上方有一個(gè)強(qiáng)迫通風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，冷卻風(fēng)從換向器室分二路進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部[4]。一路從換向器表面進(jìn)入磁極和電樞間的間隙以及磁極線圈間的間隙后，經(jīng)電樞線圈和補(bǔ)償線圈后端部從后端蓋的網(wǎng)狀蓋板出去；另一路從前端蓋與換向器壓圈間隙穿過換向器套筒筋條間風(fēng)道進(jìn)入電樞鐵芯通風(fēng)孔道、電樞后支架筋條風(fēng)道，然后從后端蓋網(wǎng)孔蓋板出去，從而達(dá)到降低電機(jī)內(nèi)部各部件溫升的目的。

3 DF4D 型內(nèi)燃機(jī)車牽引電機(jī)的工作特點(diǎn)

1）牽引電機(jī)的工作環(huán)境惡劣，牽引電機(jī)安裝在車體下面，時(shí)常受到外界環(huán)境的雨水、積雪、水霧的影響，同時(shí)礦區(qū)的大量粉塵也會(huì)進(jìn)入到電機(jī)內(nèi)部，對(duì)電機(jī)的正常工作產(chǎn)生影響，并使得其發(fā)生故障，降低使用壽命。

2）牽引電動(dòng)機(jī)的尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)絕緣材料、導(dǎo)電材料和導(dǎo)磁材料的要求高。

3）機(jī)車在運(yùn)行過程中，因撞擊產(chǎn)生的動(dòng)力沖擊會(huì)傳遞給電動(dòng)機(jī)，使其會(huì)受到很大的沖擊和振動(dòng)。

4）負(fù)載分配不均勻。該機(jī)車上的數(shù)臺(tái)牽引電機(jī)之間采用并聯(lián)連接，電機(jī)通過車輪與鋼軌間的黏著作用相互耦合在一起。但是會(huì)基于空轉(zhuǎn)、滑行等原因造成負(fù)載分配不均，過載和欠載時(shí)有發(fā)生，機(jī)車牽引力發(fā)揮不充分?；谝陨显?，DF4D 型機(jī)車牽引電機(jī)會(huì)在運(yùn)行過程中發(fā)生各類故障，必須進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)急處理。

4 DF4D 型機(jī)車牽引電機(jī)的故障分析與處理

4.1 軸承故障

牽引電機(jī)軸承發(fā)生故障后，一般表現(xiàn)為振動(dòng)及噪聲增大，引起接地或環(huán)火，危害非常大。軸承故障發(fā)生的原因主要有：保持架鉚釘松動(dòng)、斷裂或外圍擋邊偏磨，內(nèi)圈松動(dòng)或咬死，軸承甩油箱松動(dòng)變形，滾珠及滾道剝離、歪磨或徑向間隙增大等[5-6]。

牽引電機(jī)軸承故障的處理方法：軸承損壞時(shí)更換軸承；將電機(jī)兩端端蓋或軸承裝平，旋緊螺栓；軸承與軸配合過松時(shí)，在軸承上鑲套過緊時(shí)重新加上。

4.2 電機(jī)異常振動(dòng)或響聲

當(dāng)牽引電機(jī)發(fā)生異常的振動(dòng)或響聲時(shí)，就說明出現(xiàn)故障了。主要原因是：轉(zhuǎn)子與定子摩擦；轉(zhuǎn)子不平衡；電動(dòng)機(jī)的地基不平；電動(dòng)機(jī)安裝不符合要求；動(dòng)軸承在軸上裝配不良或軸承損壞等。

處理方法：校正轉(zhuǎn)子中心線，銼去定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)外圓的硅鋼片突出部分；將轉(zhuǎn)子找正后，修復(fù)其鐵芯或軸；檢查地基及電機(jī)的安裝情況，旋緊松動(dòng)的地腳螺栓螺母；檢查軸承的裝配情況或更換新軸承。

4.3 主電路接地故障

主電路接地故障主要表現(xiàn)為：運(yùn)行中接地?zé)袅粒裼蜋C(jī)卸載。原因分析：牽引電機(jī)正負(fù)端接地，主發(fā)交流側(cè)接地，牽引電機(jī)環(huán)火。

處理方法：解鎖DJ 提手柄，不接地為瞬間接地，不處理；再接地，解鎖DJ 將DK 置接地位，提手柄，不接地，為負(fù)端接地，不處理，繼續(xù)運(yùn)行；又接地，為正端接地，解鎖DJ，用1～6GK 逐個(gè)甩電機(jī)，直到把接地電機(jī)甩掉為止；查找不到接地點(diǎn)，DK 置中立位，解鎖DJ，低手柄維持運(yùn)行。

4.4 提手柄卸載燈不滅引發(fā)的故障

提手柄卸載燈不滅，機(jī)車不帶載故障主要表現(xiàn)為：主手柄提至“1”位，卸載燈不滅，機(jī)車不帶載。故障原因：LLC、1C～6C、LC 未發(fā)生吸合動(dòng)作，導(dǎo)致控制電路發(fā)生故障導(dǎo)致。

處理辦法：首先檢查換向是否正常，如出現(xiàn)問題則采用手動(dòng)換向；換向正常時(shí)，將“走車故障應(yīng)急開關(guān)”置“LLC”或“LC”位運(yùn)行；當(dāng)1C～6C 某個(gè)不動(dòng)作時(shí)，將相應(yīng)的故障開關(guān)至“故障”位，維持運(yùn)行。

4.5 提主手柄卸載燈滅且無電流無壓的故障

該故障主要表現(xiàn)為：主手柄提至“l(fā)”位時(shí)，卸載燈滅，但主發(fā)電機(jī)無電流電壓輸出。該故障主要發(fā)生在勵(lì)磁回路部分，機(jī)車勵(lì)磁回路如圖1 所示。

勵(lì)磁機(jī)L 電樞系統(tǒng)故障原因：LC 觸頭虛接、2ZL二級(jí)管反向擊穿、主發(fā)勵(lì)磁繞組開路。測速發(fā)電機(jī)CF 勵(lì)磁及電樞電路故障原因：Rlcfl 開路、功能電阻Rgt 故障、649～598 的LGC 反聯(lián)鎖虛接、LLC 主觸頭虛接、CF 故障等；主發(fā)電機(jī)F 電樞電路故障原因：1ZL 二級(jí)管反向擊穿、主發(fā)機(jī)電故障等。

圖1 機(jī)車勵(lì)磁回路圖

處理辦法：打開電器柜門，檢查勵(lì)磁脫扣2DZ是否跳開，如跳開重新閉合；檢查測速發(fā)電機(jī)皮帶是否斷，或CF 換向器是否環(huán)火，若CF 故障，立即使用故障勵(lì)磁；如使用故障勵(lì)磁，也無流無壓，拿下LC滅弧罩，檢查LC 主觸頭接觸狀態(tài)，如接觸不良或動(dòng)觸頭丟失可短接577～595 號(hào)線；檢查主發(fā)滑環(huán)是否環(huán)火，若環(huán)火為電刷與滑環(huán)接觸不良所致，可下壓主發(fā)電刷，若滑環(huán)灼傷，可用砂紙打磨；裝有ZY2000型微機(jī)控制系統(tǒng)的機(jī)車如發(fā)生無流無壓現(xiàn)象，可斷開機(jī)控2K，將信號(hào)箱上牽引轉(zhuǎn)換開關(guān)由“勵(lì)調(diào)器”位，打至“油馬達(dá)”位，用“油馬達(dá)”勵(lì)磁，如用油馬達(dá)勵(lì)磁也無流無壓，將開關(guān)打至“0”位，使用故障勵(lì)磁。

4.6 機(jī)車制動(dòng)缸壓力緩不到0 故障

機(jī)車制動(dòng)缸壓力緩不到0 故障：自、單閥運(yùn)轉(zhuǎn)位，機(jī)車制動(dòng)缸還保留50 kPa 左右壓力，單閥手柄置緩解位壓力下降，但手柄移回運(yùn)轉(zhuǎn)位，壓力又上升，機(jī)車不緩解。原因分析：作用閥總風(fēng)供氣閥口漏泄，總風(fēng)直接進(jìn)入制動(dòng)缸。

處理辦法：將作用閥總風(fēng)供給塞門關(guān)閉，用扳手將作用閥上壓力開關(guān)接頭螺母松開，或者將某個(gè)機(jī)車制動(dòng)缸來風(fēng)管接頭松開即可，牽引列車制動(dòng)時(shí)，列車制動(dòng)，機(jī)車不制動(dòng)，單機(jī)運(yùn)行時(shí)，控制速度，使用手制動(dòng)機(jī)停車，或者接上接頭螺母，需要停車時(shí)，單閥置制動(dòng)區(qū)，緩慢開放總風(fēng)供給塞門，機(jī)車制動(dòng)。