神华号hxd1型电力机车受电弓典型故障分析

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1、神华号HXD1型电力机车受电弓典型故障分析　　摘要：文章针对神朔铁路运用三年以来神华号HXD1型电力机车TSG15B型受电弓出现的三种典型故障进行了原因分析，并以降本增效为理念，采用价格低廉的材料和简单有效的方式，提出了相应的改进措施，取得了良好效果。　　关键词：TSG15B型受电弓；滑板；弓头悬挂　　1概述　　神朔铁路自2013年1月起陆续引进神华号HXD1型八轴大功率交流电力机车，该型电力机车由神华集团和南车株洲电力机车有限公司共同研制生产。神朔铁路交流电力机车万吨重载牵引模式采取“2+1或3+0”组合牵引模式运营，极大提高了运输效率，为神朔铁路完成每年运量任

2、务提供了可靠的运力保障。本文针对交流电力机车安装的TSG15B型受电弓的特点以及在机车运用、维护中所体现出的问题进行分析，并提出相应的改进措施，为以后TSG15B型受电弓安全稳定的运行和可控的维护保养奠定基础。　　2TSG15B型受电弓简介　　2.1装车情况　　TSG15B型受电弓是装配于和谐系列大功率机车的干线受电弓，在HXD1、HXD1B、HXD1C、HXD1D、神华机车、HXD3、HXD3B、HXD3C等电力机车上都有成熟应用，目前已装车7000余架，分布在国内各铁路运行。　　2.2受电弓构成及原理　　TSG15B型受电弓是由中车株机电力机车有限公司设计的单

3、臂式气囊受电弓。该受电弓由底架、下臂杆、上框架、平衡杆、弓头悬挂、托架、滑板、气囊、升弓钢丝绳、阻尼器、快排阀和车内气阀板等构成。　　升弓过程为：电磁阀得电，压缩空气进入气囊，气囊膨胀驱动升弓钢丝绳拉动下臂杆沿轴向上转动，通过拉杆将上框架拉起；降弓过程为：电磁阀失电，升弓装置排出气囊压缩空气，受电弓靠自重降下，落于止挡。　　受电弓在工作时，气囊升弓装置一直被供以压缩空气，弓头采用悬挂装置，具有一定的自由度。接触网高度方面较小的差异通过弓头悬挂装置进行补偿，较大的差异，通过铰链系统进行补偿，因此受电弓可随接触网的不同高度而保持接触压力基本恒定。　　3出现的故障和问题

4、　　TSG15B型受电弓潜在的一些问题均在机车运行中逐渐显现，这些问题与受电弓的设计、维护理念有关。自2013年神朔铁路配属神华号HXD1型电力机车以来，该型受电弓先后出现过三种典型故障，下面就出现的三种典型故障分别说明。　　3.1止挡杆与滑板铝制托架干涉　　TSG15B型受电弓在使用中，弓头框架自由运动，通过接触网连接，弓头被保持在正确位置。平衡杆由顶管和止挡杆组成，在升降弓时，平衡杆阻止弓头的四处倾斜，通过平衡止挡杆控制使弓头保持大致的水平位置。因此，平衡杆止挡杆在调整弓头位置的过程中，会与滑板铝制底架不断触碰摩擦。　　神华号HXD1型电力机车在神朔铁路配属运

5、用17个月的期间内，出现了因滑板气道泄漏引起的自动降弓，入库检查发现滑板铝制底架被过度磨损，滑板内气道泄漏（如图1所示）。　　通过对现场情况进行分析，可以判定为止挡杆在对滑板起到支撑作用的同时，不断地与滑板同一位置碰磨，最终造成滑板铝制底架过度磨损。　　3.2滑板掉块裂纹　　TSG15B型受电弓弓头悬挂支撑由两个橡胶扭矩元件和两个V型链接器构成。链接器被装在扭矩条的末端，扭矩条将橡胶元件和链接器连接在一起。橡胶弹簧元件上方的调节板被安装在弓头托架，扭矩条被安装在上框架的长横管的免维护轴承上，这种结构允许弓头尽可能地在上框架的顶管周围沿垂直方向和水平方向自由运动。在

6、工作期间，对于受迫频率，悬挂弹簧表现出一个增加的刚度和较低的惯性阻尼，它的各向弹性允许进行误差补偿，并且吸收侧向振动。　　随着机车运用时间的增长，该装置中弹性元件会缓慢老化，弹性下降，导致弓头高度相对降低。降弓时，在下臂杆与上框架未能完全降落的前提下滑板先落于底架止挡，导致下臂杆与上框架的重力作用在滑板上。最为重要的是运行中该弹性支撑装置对滑板的缓冲作用大幅减小，滑板在通过接触网导线的硬点时，造成滑板冲击掉块以及产生碰撞裂纹，使得滑板并未正常磨耗到限位极限却被大量更换，造成极大的材料浪费。　　3.3滑板固定螺栓过热　　2016年7月6日，HXD17118机车在运行

7、中受电弓滑板固定螺栓处发红；2016年7月11日，HXD17022、7110、7009、7096、7024、7092机车分别在运行中出现受电弓滑板固定螺栓处发红现象。机车入库后，检查滑板固定螺栓紧固情况，拆下滑板后发现，滑板与托架接触面电腐蚀现象严重（如图2所示）。　　TSG15B型受电弓的弓头是由滑板与弓角组成的一个框架结构，这种设计保证弓头结构精巧，部件尽可能少，易维护。托架采用碳钢材质，表面镀锌，滑板底架为铝合金材质。滑板两端与托架分别通过固定螺栓连接，滑板与托架的接触面作为滑板-托架的唯一导电途径。因神华号HXD1型电力机车在满载运行时，原边电流可达到38

8、4A，如此