浅析矿用电机车常见电气及机械故障
胡建
（淮北朔里矿业有限责任公司；安徽淮北 235052）
【摘要】矿用电机车是矿井水平巷道长距离运输的一种主要运输工具，在矿井煤炭运输及辅助运输中占有重要位置，它具有成本低、运输能力大、使用操作方便、具有非工作储备系统等优点，电机车运输目前在我国煤矿应用最为广泛。
但在实际使用中也会出现不同类型的故障，对故障能够准确的判断和处理，对确保矿井运输安全有着至关重要的作用。
【关键词】电机车；电气故障；机械故障；产生原因
1 引言
目前在低瓦斯矿井生产过程中，使用架线电机车作为牵引运输工具，实现矿生产运输矸石、物料以及人员运送工作，就以ZK10-6/250型直流架线电机车常见故障产生的原因进行简要的分析。
2 常见的电气故障及原因
我矿井下电机车目前主要使用IGBT脉冲调速装置，它具有无级调速、能耗低、闭环电制动功能，体积小，安装简便，制动效果好，车辆起动、加速平稳，消除了换流噪音，提高了车辆的运行质量等优点，但在实际使用中由于种种原因在电气系统方面也会出现一些故障，在这里简单的介绍一下：
2.1 合上自动开关立即跳闸
其原因为：自动开关本身接地（静触头触点接地，吸弧线圈接地，输出电源线接地）。
2.2 控制器闭合后，自动开关跳闸
闭合后开关跳闸主要是由于电气线路某些部位的短路、接地产生过电流而引起的。
容易造成短路和接地的部位有：①电气回路接地或电动机绝缘老化击穿接地引起过电流，造成自动开关跳闸。
②电机车的制动电阻接地。
③IGBT模块单元元件击穿。
④在更换电位器时，1号线和3号线接线错误造成自动开关跳闸。
⑤换向器某一触头接地造成自动开关跳闸。
⑥脉冲控制板单元元件击穿或短路造成自动开关跳闸。
2.3 电机车不能起动运行
造成电机车不能起动运行主要是由于电气线路某些部位断路所引起的。
容易造成断路的部位有：①集电弓的断路：它主要是由于集电弓碳素板没有与架空线接触，或是电源线折断、接线端子松脱而造成电机车无电压，此时电机无照明灯不亮，主控制器手柄调速的各个档位都不能开车。
②自动开关的断路：主要是由于接触触头烧损、脱落，电源导线折断，接线端子脱落，这时机车照明灯亮，但是主控制器手柄调速的各个档位都不能开车。
③控制器应该导通的部分断路：它主要由于调速器的接近开关没有接收到指令。
④电位器轴与主架脱落、过位、断轴或卡住。
⑤调速器低压部分（DC12V）无电源。
⑥电机车主回路的断路：它可能调速器主体箱与机车接地线路断路，或是轮对与轨道接触不良。
⑦电动机内部及外部连接电缆出现断路。
2.4 电机车起动速度快
①电动机激磁绕组发生短路故障。
②调速器的脉冲控制板元件出现故障，造成起动速度快。
③电位器固定架松动造成调速间隙位置偏大。
④接近开关的指令板提前闭合导致起动速度快。
2.5 电机车起动运行速度慢
①自动开关动静触头出现灼伤，导致接触头不良。
②电网电压低于调速器工作电压。
③调速器电容出现损坏造成起动速度慢。
③轨道的回流不好。
2.6 换向器故障
换向不良，表现为换向火花增大，换向器表面灼伤。
应对换向器进行定期维护，根据换向器表面凸凹程度的不同采取相应的措施，避免更严重问题发生。
造成换向器灼伤的主要原因是：在换向时有火花产生，甚至产生环火所致。
换向器产生火花的原因主要有机械原因和电磁原因两类：1）换向器火花产生的机械原因：换向器表面不清沽，主要有污垢、电刷磨损粉末；换向器表面不光洁，主要有换向片突出、换向片间云母绝缘突出、换向器表面太粗糙；各换向极的气隙不均匀；转子平衡不好，出现电刷在换向器上跳动。
2）换向器火花产生的电磁原因：①当换向绕组补偿线圈极性错误时，将使换向元件中合成电势增加，并使电枢反应造成主磁场波形畸变加剧，从而使电机产生强烈火花，即使电机空载运行火花也是很大。
②当主极、换向极、补偿绕组短路或接反时，由于换向磁场
消弱，将使电动机换向火花加大。
③当检修电机后电刷几何中心线错位时，由于换向元件不在中性区换向而进入主极区，换向元件切割主磁通，这时会产生空载火花。
④当电机突然过载时，换向磁通滞后，严重的负载使换向饱和、电刷跳动、换向器表面破坏等等，都会引起严重的火花。
⑤当电机重绕和更换换向器时，没有弄清铁芯槽与和换向器铜片或云母片中心之间的定位关系，因为这个问题没搞清造成偏差，那就是相当于电刷偏离了几何中心线，它的偏差加剧了磁场的畸变及各支路电势的不均匀度，引起了换向火花。
2.7 电机主磁极和电枢绕组故障
主磁极、电枢绕组的故障有绕组短路、断路、接地等几种形式：①工作环境。
电机车牵引电动机的工作条件比较恶劣，常有潮气侵入电动机内，使主磁极绕组和电枢绕组绝缘受潮，绝缘阻值降低；由于电动机密封不是很严密，常有粉尘进人电动机内部，电刷与换向器摩擦产生的碳粉和可导电的铜粉也遗留在电动机内部，这些混合物具有吸潮的作用，会引起绝缘电阻值的进一步下降，最终导致绕组接地故障。
②绕组绝缘空气隙。
电机车在正常电压运行时，牵引电动机绕组绝缘在电磁力的作用下会发生磨损，长期磨损会使绝缘层内产生空气气隙，在空气隙内产生少量电子，当电压达到一定程度时，这些电子与原子相互碰撞使绝缘中带电的电子增多，增多到一定数量时，产生气隙放电侵袭绝缘层，使绝缘层逐渐变薄，最终导致绝缘击穿。
③绝缘老化。
电动机外部积尘较厚，内部粉尘较多，使绕组散热不良；经常过负载运行，使电动机长时间在温度较高的情况下工作。
这些都会使电动机绝缘热老化，导致绝缘性能下降。
由于安装牵引电动机采用吊挂式，电机车轮对过轨道接口、传动齿轮的间隙、电动机承受冲负载都会产生各种机械振动和电磁振动。
这些振动和电动机内部的电磁力作用于电枢和磁极上而引起电动机振动，导致绝缘结构产生磨损，发生龟裂。
2.8 电机轴承故障
轴承故障会导致抱死、电枢拉伤和损坏等。
主要原因是轴承缺陷、轴承磨损严重、轴承缺油或是使用不合格的润滑油，因此日常维修中必须及时检查轴承的润滑情况。
3 常见的机械故障及原因
3.1 列车制动距达不到要求
①手轮闸及闸瓦动作不灵活。
②手轮闸超过二圈，超过二圈要进行调整手轮丝杆限位装置，减少制动时间过长的问题。
③闸瓦磨损后未及时调整，造成松闸状态闸瓦与车轮踏面间隙超过5mm。
④更换新的闸瓦和车轮踏面接触面积变小。
⑤制动闸上的各个连接杆上的所有销子是否有缺失的和磨损超限。
⑥司机开车速度快；未按规定牵引负载，超载严重。
⑦轨面上有泥、水，下坡运行。
3.2 齿轮传动有异响
主要原因有：①齿轮磨损超限或断齿。
②齿轮罩歪斜与齿轮或轮对摩擦。
③齿轮罩固定螺栓松动，振动出声，严重时螺栓丢失齿轮罩掉下。
④齿轮轴，使齿轮的啮合不好。
3.3 轮对轴承温度过高
主要原因有：①轴承缺油或损坏。
②轴承间隙不合适。
③轴承外盖歪斜卡轴承。
④轴承外套与轴承箱松动，发生相对转动。
3.4 撒砂装置效果不好
①砂箱里的砂子潮湿不干燥。
②使用没经过筛选的砂子，可能混入大颗料砂子或其它杂物堵塞撒砂。
③撒砂机构不灵活,砂箱联杆固定不牢靠,联杆各活动关节螺丝配制不合格，撒砂嘴打开或关闭才能更好的切换。
④砂管歪斜未对准轨面。
3.5 在行驶中电机车易发生脱轨现象
①电机车轮轴上四个减震板弹簧是否有断裂失效的或长期使用弹性减退的。
②固定板弹簧的销子是不是串出或者丢失，从而造成板弹簧的不平衡。
③电机车轮对四个轴承箱的滑键固定螺丝有没有松动和缺少，滑键与轴承箱间隙不应少于2mm。
④打开四个轴承箱端盖,观察其轴承状况，是否有破碎的，否则会造成四个车轮不对称，并且同一轮对的轴线发生错位不在同一轴线上。
⑤道床质量问题。
4 结束语
了解和掌握矿用电机车在日常使用中常见的故障、产生原因，有利于我们更好的在使用中能够及时、准确的排除各种故障，解决实际问题，提高了机车工作效率，对矿井的安全运输起到积极的作用。