HXN5型机车走行部常见故障及对策研究

HXN5型机车走行部常见故障及对策研究

王立敏

哈尔滨大功率机车检修段哈尔滨150500

摘要：伴随着HXN5机车在运行线路上，运用地位的逐步提升。给HXN5机车的运用水平提出了更高的要求。本文通过研究HXN5型机车走行部基本结构和性能特点，对哈尔滨大功率机车检修段在检修过程中走行部发生的主要故障进行分析探讨，针对HXN5型机车走行部日常检修、提高机车走行部运用可靠性、检查工作提出了可行的应急对策。

关键词：HXN5机车；走行部；原因分析；解决对策

作为国产大功率内燃机车，HXN5机车具有大功率交流传动和卓越的防空转滑行功能，轮周效率和轮轨黏着利用率高，采用机车微机网络控制和柴油机燃油电子喷射等显著特点，投入运用以来在高坡区段具有机车燃油消耗经济性高、长大坡道起动加速快和运行速度明显提高的优势。但随着运用时间的延长，HXN5型机车走行部在机车设计、配件材质、加工工艺、动态监测等方面逐步暴露出其设计及质量方面的缺陷，近几年，在哈尔滨大功率机车检修段检修的中，发生了走行部轴承缺乏监测手段、中间轴位闸瓦贴轮、轮对轮缘踏面磨耗、走行部部件裂损等一系列走行部质量问题。当机车发生走行部故障后，势必造成机车区停，特别是在高坡区段停车后，机车救援存在巨大的安全隐患，同时也严重影响了铁路运输正常秩序。另外，由于该型机车走行部轮对部件昂贵，故障恢复成本较高，增加了机车检修成本支出;并且机车故障恢复周期较长，在短期内无法投入运用，影响机车利用率。针对此问题，哈尔滨大功率检修段通过对机车走行部特点研究、故障原因分析，对配件材质、安装工艺等的写实、验证，有针对性地采取措施进行改进、整治，消除了HXN5型机车走行部质量隐患，确保了机车在的运用安全和质量稳定。

一、HXN5机车走行部常见的问题的原因分析

HXN5型内燃机车转向架是在2006年从美国GE公司进口的用于青藏铁路的NJ2型内燃机车转向架基础上改进而来。根据大功率交流传动技术平台的特点，结合中国铁路对机车的要求，对HXN5型内燃机车转向架进行适应性设计，采用滚动轴承抱轴结构的轴悬式交流电机单独驱动，牵引电动机顺置排列，采用导框式轴箱定位、焊接组合转向架构架、三点橡胶旁承支撑二系悬挂、牵引中心销结构，是具有25t轴重的高黏着、具备整体起吊功能的三轴转向架。其由转向架构架、电机轮对驱动装置、轴箱及其定位结构、一系悬挂装置、二系悬挂装置、减振器、基础制动装置、轮轨润滑装置、撒砂及轨面清扫装置、起吊装置、牵引装置、空气管路系统等部件组成。

1、走行部构架及附件裂损断裂

(1)HXN5型机车从配属运用后出现车钩导框螺栓断裂现象，导框通过4条螺栓固定，而发生断裂的螺栓均为分别布置在导框两侧的一条螺栓，通过检查发现导框两侧面与座不密贴、不垂直，有缝隙，不符合螺栓连接工艺要求导致断裂。

(2)机车运用轴箱弹簧断裂，并呈加速上升趋势。弹簧设计和工艺存在不足，再加上轮对长期运用后的失圆现象导致走行部振动加剧，易造成弹簧的断裂。机车一系弹簧结构断裂后导致两侧轴重受力不均转向架偏斜，影响机车的正常运用。

(3)机车转向架扫石器安装座和砂管支架裂损问题。运用两年半后因配件结构强度和焊接工艺的问题，转向架第1、6轴位扫石器及安装座、第3、4轴位砂管支架集中出现裂损问题，存在脱落隐患，危及行车安全。

(4)机车中心支撑垫黏结部位出现撕裂故障。机车二系悬挂采用三点支撑垫支撑，转向架与车体间的位移需通过支撑垫橡胶层与金属隔板的位移来实现，机车持续在小半径曲线线路上运用，支撑垫橡胶层与金属隔板的位移长期处于受力最大状态，造成中心支撑垫的橡胶层与金属隔板的黏结部位出现撕裂故障。

2、中间轴位闸瓦贴轮

HXN5型机车投入运用以来陆续发生中间轴位闸瓦异常磨耗问题，故障表现为在机车走行部中间轴位闸瓦上部发生贴轮磨耗，造成轮对踏面异常温升易引发踏面剥离故障和踏面拉伤等问题，同时闸瓦磨耗后制动面积减小1/3，闸瓦使用寿命周期缩减，影响机车制动效果，造成材料配件浪费。针对该问题，我段通过对异常机车安装摄像装置进行监测。通过对采集的机车牵引运行时闸瓦制动和缓解动作的视频资料分析发现，异常机车在缓解后运行一段时间，闸瓦上部向轮对踏面贴靠，发生异常接触。进一步分析，因单元制动器结构限制，第2、

5轴位闸瓦与轮对踏面间距的均匀度通过四连杆机构调节实现，一旦单元制动器的平衡杆阻尼发生失效等问题，随着走行部振动冲击的影响，闸瓦在缓解状态下与踏面上下间隙的均匀度调整发生偏移，导致该问题的发生。

3、走行部轴承运用质量缺乏实时监测

机车走行部滚动抱轴承、牵引电机轴承、轴箱轴承由于材质、制造工艺、安装使用、运行振动等各种因素影响不可避免地会产生剥离、擦伤、烧附、热变色、腐蚀、压痕、拉伤、裂损、电蚀等缺陷，在机车运行中若不及时发现就会直接导致轮对锁轴卡死擦伤，甚至切轴等恶性故障，严重危及机车走行部行车安全。

二、HXN5机车走行部整治对策分析

1、明确转向架构架及附件裂损断裂整治措施

(1)针对车钩导框螺栓断裂问题，对导框两侧面与座的贴合状态进行普查，开展了专项整治，一是通过加垫调整的方式消除了导框两侧面与座的间隙，防止了螺栓断裂问题;二是从彻底解决该问题出发，在机车二年检时对导框进行了改造。

(2)针对轴箱弹簧断裂问题，一是结合轮对镟修踏面深度的时机，修复踏面外形和轮对不圆度，减小机车振动;二是在机车二年检时将弹簧全部更新为改进强度产品。

(3)针对扫石器及安装座裂损问题，主要是对扫石器安装座进行加固和焊修整治调整受力结构，并对扫石器进行减重。

(4)针对第3、4轴位砂管支架裂损问题，一是进行镟修修复轮对不圆的问题;二是对裂损支架的底座平齐度进行测量，并集中焊修裂损的砂管支架或更新;三是采取防脱措施，防止裂损后发生部件脱落。

(5)针对二系悬挂中心支撑垫撕裂的问题，因机车入库整备或检修时受停放线路曲线及空间位置的影响不易发现问题，明确检查方法进行定期普查，对裂纹长度和深度接近限度的两台机车进行了更换，同时将问题进行反馈，对支撑垫的结构和加工工艺进行改进。

2、对单元制动器惯性问题集中整治针对第2、5轴位单元制动器四连杆机构中的平衡杆阻尼失效问题，主要对异常机车单元制动器

更换单元制动器平衡杆，调整弹簧基础压力，修正闸瓦托受力平衡区域，确保闸瓦与轮对踏面间距的均匀度符合要求。

3、建设先进检测技术体系

制定轴承状态的监测方案。针对加装走行部监测装置需要调整设计一时难以实施的问题，我段一是通过调研首先在轴承安装座处黏贴测温

条装置感应轴承运用中最高温度，同时安装温度记录仪跟踪监测转载分析牵引电机轴承温度变化趋势，进一步对轴承状态实施检测。温度记录仪温度采集周期及温度变化值标准可设定转储，除不具备在线报警功能外完全实现了JZJ-2000型轴温监测装置功能。并为每台机车配备了点温仪，用于对温度异常轴位的复测，从而实现实时检测、阶段性检查的目的。二是开展入库机车顶轮检测工作。通过使用振动检测技术设备采集检测基本数据，修订完善了HXN5型机车走行部轴承精密诊断各项参数、故障门限值。通过解决HXN5型机车外接交流

驱动电源，制作顶轮检测的机车辅助工具，实现机车库内顶轮检测、轴承精密诊断。日常我段安排在每次修程、临修更换和落修大部件及测温条温度显示异常时进行顶轮动态检测，准确掌握走行部各轴承工作状态。

参考文献

［1］中国南车戚墅堰机车有限公司．HXN5型大功率内燃机车［Z］．2010．

个人简历

王立敏；1968年2月18日；北京交通大学机车车辆专业；大专学历；助理工程师；从事专业：和谐内燃机机车配件检修调度工作。