李风会
中国铁路太原局集团有限公司永济机车监造项目部 山西 运城 044500
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，轨道交通具有运能大、可靠性高、污染少、能耗低等优势，牵引电动机是电力机车的动力源，其大修时间间隔与滚动轴承使用寿命直接关联。本文从机车车辆的运行特点、牵引电动机轴承异音的产生原因等方面进行分析，提出牵引电动机装配工艺要求，总结轴承异音的抑制措施、注意事项等。
关键词：机车车辆、异步牵引电动机、电机装配
引言
电机装配过程中出现的轴承异音现象，提出了一种辅助卧式装配的工艺方法。该方法通过固定转子与端盖的平衡度，控制传动端滚柱轴承与轴承内圈的相对倾斜运动，可有效避免轴承异音的产生，从而提高电机装配合格率，降低检修时长，节约生产成本。而消除电机装配异音最关键的工艺参数是转子装配时的水平量、定子与转子装配时固定螺栓的定位顺序、保持转子的垂直度以及定子和转子的相对定位。实际装配作业中，卧式装配具有装配工具简单、可操作性强以及装配效率较高的特点，因此常被采用。但是，因为卧式装配的可控因数具有多变性，所以电机装配的异音率较高。
1轨道车辆运行特点
城市轨道车辆运行在每站区间内，一般分为牵引加速区、惰行区和制动减速区。对于较长的站间运行车辆，在牵引加速区与制动减速区之间除惰行区外还可能有恒速(或限速)运行区域。车辆必须具备3种基本的牵引特性:恒力矩特性、恒功率特性和自然特性;牵引电机必须满足车辆的牵引力(或制动力)—时间特性曲线。制动力特性是对应于单独采用电气制动方式的情况。电机牵引和制动特性曲线，对于干线机车或长距离运行的动车组的交流电动机。对于城轨电动车(组)，电传动系统一直工作在瞬变过程中，负载变化强烈，大部分时间中电机处于过载状态，故其额定工作点及额定参数仅用于电机的考核。
2牵引电动机轴承空转异音问题
异步牵引电动机进行空转试验时，给电动机通电，空载运行10-20分钟，以保证轴承充分初始润滑以后升高电压或频率，电动机在额定状态下空载运行一段时间，其目的就是检查、评定轴承的运行状况，主要有两个方面:一是轴承温升，脂润滑不超过55K，用测温仪测量，简单易操作;二是轴承声音，要求轴承运转均匀，无明显杂音。导致异音的主要原因可能有:(1)轴承本身质量问题;(2)轴承或润滑脂中有异物;(3)电机两端轴承对中性不好，同轴度超差导致转子旋转过程中出现负游隙，轴承滚子受挤而出现异音;(4)润滑不良，轴承长期发热严重，使轴承表面材质发生变化，轴承出现早期剥离现象，导致异音;(5)轴承端面的安装受压不均匀，出现偏压，使得轴承滚子旋转过程中轴向受力不均匀而出现异音。出现异音问题分析判断比较复杂，尤其对于新轴承，没有剥落、塑性变形、断裂等典型故障特征，需从轴承装配的结构及其组装工艺等方面进行分析，找到产生空转异音的原因并加以解决。
3牵引电动机轴承空转异音措施
3.1绕组形式的选择
异步交流电动机的安装方式导致该电机轴向尺寸紧张，另一方面由于整车驱动方式，该电机的转速较低。
根据以上两点，该电机适用于采用分数槽集中绕组，分析如下(1)电机转速低，可以采用高的极对数，以提高电机功率密度，降低电机有效部分体积，分数槽集中绕组每极每相槽数q＜1，这种电机可以很容易的实现很高的极对数，而对于q＞1的传统分布绕组，高极对数将导致定子槽数的增加，这将增加电机的加工难度，同时由于多槽数导致电机槽绝缘材料的增加，不但导致电机成本增加，而且降低定子槽的利用率。(2)由于极数的增加，分数槽集中绕组每极磁通很小，扩大电机的气隙半径和定子槽面积，提高电机的转矩密度，提高电机空间的利用率。相比相等槽数的传统分布绕组，集中绕组电机电枢端部长度只有传统绕组的三分之一，可以有效减小电机的用铜量和电枢电阻，降低电机的成本和发热。
3.2定子和转子装配受力分析
牵引电动机定子与转子在卧式合装过程时，转子与定子的受力源于相对运动。转子在吊装工具的配合下，以近似匀速运动的方式进入定子传动端止口面。当转子到达定子传动端固定位置后，定子非传动端以一定力拉装转子，以实现转子与定子的固定。电机装配过程中，转子进入定子内部时相对水平度超差，同时伴随有大冲击力矩，造成轴承滚柱与轴承内圈相互划伤，随即出现轴承损伤。
3.3电机异音
电机异音与振动往往是同时发生的，先根据振动特征查找振动原因。如果振动问题解决了仍有异音，或者电机仅有异音并无振动，则按照先易后难、逐步排查的原则，第一步先判定电机轴承油脂润滑情况，若油脂过少，需边转动边添加油脂；第二步再检查与轴承装配相关的配件（如：端盖止口、端盖轴承室、机座止口等）尺寸，判断两端轴承外圈径向和轴向是否压紧；第三步检查轴承滚柱和内圈是否损伤；第四步对电机重新拆解装配或更换轴承。异音问题均可以得到解决。
3.4装配工艺优化
牵引电动机采用卧式装配方式进行定子与转子合装时，为避免轴承内圈与滚柱轴承发生相对倾斜而划伤轴承内圈，采用辅助卧式装配的工艺方法进行优化。辅助卧式装配工艺方法通过固定轴承滚柱与轴承内圈以及转轴与传动端端盖的相对运动，确保定子与转子合装中受力均匀，而不会发生相对倾斜运动。装配过程中，固定定子与转子的装配相对水平。当转子进入定子时，通过校正吊装角度来固定轴承内圈的相对倾斜间隙，同时以匀速运动方式进入定子传动端止口面，以两端端盖螺栓紧固的方式将转子固定在定子上，即完成辅助卧式装配。
为保证机座、端盖、 转轴以及轴承室的同轴度，在定转子总装时，在机座传动端和转子装配非传动端安装导向杆，同时要求操作时对称紧固两端固定螺栓，从而保证在装配过程中将轴承啃伤程度降至最低。
结语
交流牵引电机的检修中，总装是关键工序，电机装配质量不好，不仅会影响按期交付，而且返工过程中的多次拆装会对电机造成二次伤害。因此，有必要对总装工序典型故障进行原因分析，并采取预防性措施，提高产品一次交验合格率。对于轴承在安装后进行运转试验中出现的异音，应结合实物与模型进行分析。能固定转轴与传动端端盖的相对运动，从而有效校正定子与转子合装时的水平度与相对间隙，使定子与转子合装过程平稳可靠，避免轴承内圈划伤，消除电机装配异音，节约生产成本。
参考文献:
［1］TB/T3315－2013．交流传动机车异步牵引电动机［S］．中华人民共和国铁道部，2018．
［2］单国庆．机车牵引电机产生轴承异音的原因分析及解决措施［J］．轨道交通装备与技术，2017(2):35－37．