周國芳

摘?要：鐵路行業(yè)的快速發(fā)展，為國民經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升帶來了重要保障作用。本文提出了GMC16A鋼軌打磨列車打磨頭YTM112L-2型三相異步電動機的設(shè)計方案，該電機采用三軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保其耐高沖擊的特點，電機性能優(yōu)良，技術(shù)經(jīng)濟指標好。

關(guān)鍵詞：鋼軌打磨列車;YTM112L-2型電動機;打磨列車磨頭

目前我國高鐵運營里程和運行速度大幅度增加，這也對高鐵線路養(yǎng)護提出了更高要求。

鋼軌養(yǎng)護基本存在換軌和打磨兩種模式，其中打磨養(yǎng)護模式費用低，并能延長導(dǎo)軌養(yǎng)護后的使用時間，因此在世界大部分國家普遍采用?，F(xiàn)在國際上公認鋼軌打磨對保證線路質(zhì)量、提高安全系數(shù)、降低運營成本起關(guān)鍵作用。高鐵線路在開通前進行鋼軌預(yù)打磨，開通后進行鋼軌預(yù)防性打磨及保養(yǎng)性打磨是保證高鐵運行的重要手段。

美國、瑞士等國家的鋼軌打磨技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，瑞士Speo公司、美國Loram公司、美國HTT公司，相繼推出了自己的鋼軌打磨列車，我國在鋼軌打磨列車方面主要以在引入、消化吸收的基礎(chǔ)上，逐步實現(xiàn)鋼軌打磨列車的合作化和國產(chǎn)化。

GMC16A鋼軌打磨列車可以修正軌道波浪狀磨損、軌道擦傷，糾正內(nèi)外軌傾斜變形和休整輪軌接觸面等各種由于列車在鋼軌上行駛而產(chǎn)生的鋼軌缺陷，進行鋼軌的預(yù)防性維修，

通過鋼軌打磨技術(shù)可以實現(xiàn)：

1）消除鋼軌的表面損傷（如波磨、剝離、壓潰）進而降低軌道的不平順度，減少了輪軌間的振動，降低軌道不穩(wěn)定性，延長鋼軌的使用壽命。

2）消除鋼軌表面細小裂紋以及RCF，防止其進一步產(chǎn)生剝離。

3）消除鋪設(shè)鋼軌在加工和運輸中產(chǎn)生脫碳層、缺陷、銹皮、劃傷和傷損。

4）使鋼軌獲得最佳廓形，達到共形接觸，改善粘著，減小滾動阻力，減小能耗。

5）降低了車輛與軌道的噪聲和振動，改善旅客的舒適度。

1 設(shè)計要求及設(shè)計原則

1.1 設(shè)計要求

根據(jù)用戶技術(shù)規(guī)格書要求，YTM112L-2型三相異步電動機用于GMC16A鋼軌打磨列車。

1.2 設(shè)計原則

（1）工作環(huán)境高溫度、高濕度、濺水等，設(shè)計采用更高要求的防護等級IP65;

（2）440V/60HZ

異電壓變頻電機，要求絕緣提高到H級，漆包線和絕緣材料、絕緣漆等選用H級;

（3）結(jié)構(gòu)強度大，電動機運行時軸向竄動小，軸承選用推力軸承組合，潤滑油脂特殊要求耐高溫;

（4）電動機軸向正壓力不低于2000N，切向力不低于500N，軸頸較大且調(diào)質(zhì)處理;

（5）電動機高速運行，對轉(zhuǎn)子平衡要求高;

（6）運行時沖擊力較大，電機過載能力強，最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)大于3。

2 電磁優(yōu)化設(shè)計

針對國內(nèi)電機運行時效偏低，定子溫升高導(dǎo)致線圈易燒損特點，本電機優(yōu)化了定轉(zhuǎn)子槽配合和繞組結(jié)構(gòu)型式，本電機既能滿足在變頻電源下帶載啟動又能滿足正弦波電源下空載啟動。

（1）定子轉(zhuǎn)子槽型選用：為了改善其啟動性能，抑制啟動電流，采用凸形底槽，以容納更多的漆包線和鑄鋁，進而有效的控制定轉(zhuǎn)子的損耗;

（2）槽配合選?。簽楸苊庹译娫闯霈F(xiàn)同步附加轉(zhuǎn)矩，定子轉(zhuǎn)子槽數(shù)選取48/36;

（3）定子采用雙層散嵌繞組，轉(zhuǎn)子采用鑄鋁鼠籠式結(jié)構(gòu)，氣隙為0.7mm;

（4）電動機溫升問題：設(shè)計時降低定子、轉(zhuǎn)子銅耗，增強通風，便于將熱量從機座散出去。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

目前國外鋼軌打磨列車電動機的整機密封效果不好，會導(dǎo)致軸承固死，本電機優(yōu)化了前后軸承密封結(jié)構(gòu)，傳動端軸承采用軸向迷宮密封結(jié)構(gòu)，非傳動端采用全密封結(jié)構(gòu)。

定子采用外壓裝結(jié)構(gòu)，嵌線定子熱套壓入機座內(nèi)，三相電纜穿過密封圈后進入定子接線盒內(nèi)。轉(zhuǎn)子由鑄鋁轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸組成，鑄鋁轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸采用熱套工藝裝配，鑄鋁轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子沖片和鋁端環(huán)組成，轉(zhuǎn)軸采用優(yōu)質(zhì)合金鋼調(diào)質(zhì)處理。

電機機座加工工藝主要考慮要如何保證同軸度等形位公差以及機座止口、內(nèi)腔的變形控制。

4 結(jié)語

鋼軌打磨技術(shù)正在向更高更快方向發(fā)展，對于技術(shù)的要求和設(shè)備的要求越來越高。鋼軌打磨研發(fā)機構(gòu)及經(jīng)營企業(yè)應(yīng)運用現(xiàn)有的成果和經(jīng)驗，對鋼軌打磨技術(shù)不斷改進，以不斷滿足鐵路運輸?shù)囊?。YTM112L-2鋼軌打磨列車電動機采用創(chuàng)新設(shè)計，各項電氣指標均優(yōu)于其他打磨列車，實驗結(jié)果滿足設(shè)計要求，符合用戶需要。

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