第一節(jié) 產品定義、性能及應用特點

電力機車變壓器油泵是適用于電力機車變壓器強迫循環(huán)卻系統(tǒng)中的專用油泵，冷卻方式為內循環(huán)冷卻。

相關標準JB/T10112-1999《變壓器油泵》、Q/CED05-1999《電力機車變壓器油泵》。

第二節(jié) 發(fā)展歷程

1892年狄賽爾發(fā)明了柴油機，柴油機用燃料裝置源于1893年魯道夫，狄賽爾發(fā)明的煤粉噴射裝置。

為了獲得更好的燃油經濟性、操縱性和乘坐舒適性，柴油機對噴射裝置提出了更高的要求。為此，人們正在 研究 引入電控噴油油泵。80年代出現了電子控制噴油裝置的柴油機。

電力機車變壓器油泵在過去的幾十年里有了突飛猛進的發(fā)展。以前它被認為僅僅是一個可更換的常規(guī)維護部件，而現在則被廣泛地認為是“強制油冷卻”變壓器的一個重要部件—這種部件需要精設計、高質量以及系統(tǒng)化的預防性維護。

第三節(jié) 上游 行業(yè) 發(fā)展狀況 分析

2008年，中國鋼鐵工業(yè)經歷了歷史上最為嚴峻的考驗。上半年國內連續(xù)遭受罕見的自然災害，鋼鐵生產所需大宗原燃材料大幅上漲，帶動鋼材價格攀上歷史最高價位。下半年，金融危機席卷全球，鋼鐵 行業(yè) 遭受沉重打擊。由于內需不振、外需疲軟，國內鋼材市場價格一度大幅跳水，部分鋼材品種價格甚至創(chuàng)下2005年以來的最低水平。生產運行演繹了歷史上最為慘烈的大起大落。

1、生產增速大幅下降。2008年全國累計產粗鋼、生鐵和鋼材50049萬噸、47067萬噸和58177萬噸，同比增產559萬噸、-74萬噸和2000萬噸，增長1.1%、-0.2%和3.6%，增幅同比回落14.6、15.4和19.1個百分點。

全國29個產鋼省份中，12個省負增長，累計減產1075萬噸，17個省增產1635萬噸。

重點鋼鐵企業(yè)產鋼39209萬噸，占全國產量比重同比下降0.8個百分點。

2、鋼鐵產品出口下滑。全年累計出口鋼材5923萬噸，同比減少342萬噸，下降5.7%，出口鋼坯129萬噸，減少643萬噸，下降80%。進口鋼材1543萬噸，下降8.8%，進口鋼坯25萬噸，增長3.9%。折合成粗鋼，全年凈出口粗鋼4764萬噸，同比減少726萬噸，下降13.5%。

3、 行業(yè) 利潤增幅回落。1-11月鋼鐵 行業(yè) 利潤1475億元，同比減少234億元，下降13.7%。虧損企業(yè)虧損額187億元，同比增長3.1倍。

4、投資保持較高增速。1-11月，鋼鐵 行業(yè) 完成投資2859億元，同比增長27.1%。增幅同比上升11.9個百分點。

5、市場價格急劇下滑。12月末，全國鋼材價格綜合指數103.3點，同比下降21.8點，與今年高的162.26點相比，下跌59點，下降36.3%。其中∮6.5mm普通線材平均價格3589元/噸，比今年最高點下跌2318元/噸；∮12mm螺紋鋼平均價格3820元/噸，比今年最高點下跌2015元/噸；6mm中厚板平均價格4396元/噸，比今年最高點下跌2699元/噸；2.75mm熱軋板卷平均價格3804元/噸，比今年最高點下跌2256元/噸；0.5mm冷軋薄板平均價格4668元/噸，比今年最高點下跌2805元/噸。

第四節(jié) 下游產業(yè)發(fā)展情況 分析

下游產業(yè)——機車 行業(yè)

中國的鐵路車輛制造 行業(yè) 發(fā)展歷史悠久，1880年，唐山胥各莊機修廠成立。次年，制造出“龍?zhí)?rdquo;蒸汽機車。建國后，在國家的大力扶持下，我國機車車輛工業(yè)從無到有，迅速成長為國民經濟中的一支重要力量。2000年，中國的機車車輛工業(yè)管理體制發(fā)生了歷史性的變革，壟斷的局面有所改變，中國鐵路機車車輛工業(yè)總公司與鐵道部脫鉤后，分立重組為中國北方機車車輛工業(yè)集團公司和中國南方機車車輛工業(yè)集團公司。從而被推向市場，這樣就將形成國內鐵路機車車輛市場的競爭性格局。

入世后國際知名的機車車輛制造企業(yè)或以政府貸款為優(yōu)惠條件，或以租賃經營為手段，或以合資合作為跳板，將聯手把產品、資金、技術推入國內市場，這對中國的機車車輛工業(yè)勢必將帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。

中國目前可以自己設計、生產、維修各種機車，并在1988年結束了制造蒸汽機車的歷史，進入以內燃機車和電力機車牽引火車的時代。

目前世界上的火車已主要由內燃機車或電力機車牽引，火車運行速度也大大提高。最先進的磁懸浮列車利用磁力使列車懸浮在鐵軌上，速度最高能達到每小時500多千米，而且還將繼續(xù)提高。盡管今天汽車和航空運輸已獲得了巨大的發(fā)展，火車仍占有不可忽視的地位。

鐵路是我國國民經濟和社會發(fā)展的大動脈。在我國五大交通運輸方式中一直處于首要地位。經過50多年的發(fā)展和進步，三次歷史性的重大技術突破，目前我國鐵路運營里程已達7。19萬km，位居世界第三，亞洲第一。其中復線鐵路2。38萬km，電氣化鐵路1。83萬km，均居亞洲第一。我國鐵路以7萬多km線路完成換算周轉量2萬億km，已成為世界上鐵路運輸強度最大，運輸效率最高的國家。鐵路機車車輛配件制造業(yè)為鐵路運載設備提供了必要的零件和支持，因此具有重要地位。

未來10年，我國鐵路機車車輛配件制造業(yè)正處于技術升級換代的時期從2000年起，10年內要完成內燃，電力機車的直流傳動向交流傳動的過渡，要從準高速發(fā)展到高速。"先鋒號"和具有完全自主知識產權的"中華之星"先后創(chuàng)造了292km/h和321。5km/h的時速記錄，同時國家已經開始著手時速330km動力分散型高速動車組和接觸網系統(tǒng)的 研究 。

隨著中國加入WTO，促進國民經濟更快，更健康的發(fā)展，鐵路運輸對機車車輛裝備的需求將快速增加。目前我國的機車轉向架制造能力是1300臺/年，數量基本能滿足國內市場需求，但出口量尚低。與發(fā)達國家相比，在技術性能，制造工藝，質量及品種方面尚有相當大的差距。而且我國機車車輛配件工業(yè)在 行業(yè) 結構方面未臻合理，全 行業(yè) 的元器件，部件，組件專業(yè)化分工不夠細。因此，工藝落后，精度不高，制造水平低，良好的設計難以在產品中體現出來。

我國三年內鐵路基礎建設的計劃投資將超3.5萬億元。鐵道部發(fā)展計劃司司長楊忠民介紹，為了平和經濟波動，加大鐵路基建將對拉動國民經濟以及相關產業(yè)鏈的增長起到積極作用。

未來4年內將根據客貨運輸需要和新建鐵路投產情況，計劃安排機車車輛購置投資5000億元。平均每年用于機車車輛購置投資約1250億元。

第五節(jié) 產品技術發(fā)展現狀

當變壓器油泵正常運轉時，它能保證最大的冷卻效率從而保證變壓器全速工作。而油泵的損傷會導致斷電故障，造成嚴重損失并可能對變壓器造成災難性破壞。如果使用了設計或制造有缺陷的油泵，很難發(fā)現和預防這種損傷。

在解決這些問題方面美國的變壓器油泵商通過改進設計和不斷創(chuàng)新而處于世界領先水平，比如他們通過使用超聲波傳感器來監(jiān)測軸承的狀況。一些大型公司通過使用可靠的換熱、機械、密封、電子和流體系統(tǒng)來提高變壓器油泵的性能。

軸承和葉輪的磨損可能會把磨損產生的金屬顆粒通過油泵、冷卻器和變壓器帶進變壓器油的循環(huán)中，這樣會導致油和絕緣部件的絕緣性能變差，可能有產生電弧的危險。此外還可能降低輸送效率和壓力從而降低冷卻性能。

插線盒和密封表面處的泄漏除了會使變壓器油流到外部環(huán)境中外，還可能會損害油泵性能，讓水汽進入油路。

目前最先進的油泵通過提高軸承設計、使用超聲波監(jiān)測軸承狀況和提高制造質量降低上述風險。

對軸承設計的唯一的也是最重要的改進是用銅套筒軸承代替了滾珠軸承。

變壓器油不適合用作滾珠軸承的潤滑油。實際上，滾珠軸承只有在使用重油或者油脂潤滑的時候才可用。當使用黏度較低的變壓器輕油時這種軸承會縮短使用壽命。

不連續(xù)運轉的滾珠軸承泵常常因為變壓器振動引起的壓痕狀磨耗或對流引起的微流動而失效。當大多數固定軸承只受到振動載荷時，潤滑劑會被擠出承載區(qū)。然而，因為軸承滾動的距離很小，就不會隨時填補擠出的潤滑劑。由此產生的摩擦雜質會氧化形成一種研磨化合物進一步加速軸承的磨損。所有的美國制造商都不再在變壓器油泵中使用滾珠軸承了。北美最大的變壓器油泵制造商和再制造商俄亥俄州Salem的CardinalPumps&Exchangers是UnifinInternational下屬的一家公司，該公司使用特定的銅套筒徑向/推力軸承和硬化鋼推力環(huán)，對所有滾珠油泵進行改裝。

軸承需要有良好的表面拋光和準確定位的滾道來傳輸潤滑油，從而在任何情況下都保持充足的潤滑膜。

變壓器油泵長期可靠地運轉不僅依賴于軸承和液壓設備，還依賴于是否能提前監(jiān)測到磨損，從而確保冷卻系統(tǒng)有效運轉并保護油泵和變壓器防止損壞和故障的發(fā)生。J.W.Harley/TecSonicsInc.公司在1984年研制了一種專利超聲波軸承磨損監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)的根據聲音、振動和油垢來監(jiān)測變壓器油泵磨損情況方法的缺點。

超聲波軸承磨損監(jiān)測系統(tǒng)可以進行預警。通過記錄歷史紀錄，監(jiān)測系統(tǒng)可以提供磨損率的情況，這樣可以幫助確定是否要進行預防性維護，從而保護設備、避免故障并對維護及預算進行優(yōu)化。

在推力軸承和徑向軸承的關鍵點上安裝了6個精確超聲波傳感器，一個固定安裝的壓電換能器發(fā)射高頻聲波并精確測量回音時間從而確定傳感器和軸承面的距離，可以精確到0.0002英寸。然后跟基線傳感器讀數進行對比以確定軸承是否發(fā)生了磨損。在任何情況下，不論油泵是否在運轉，對傳感器的讀數都進行了溫度補償，也無需拆開油泵。轉軸觀測塞用于檢查觀轉軸/推進葉片的運轉是否正常。

制造油泵應該采用高硬度的鑄鐵作為油泵材料（外殼、馬達保護殼和推進葉片）以保證油泵的長使用壽命。為了保護外表面免受腐蝕，應該采用高性能/高質量涂層（底漆和表面漆）。

所有的套筒軸承泵在中心點之間都應該有支承軸頸和推力面，以保證共軸和表面拋光。油泵的所有轉軸、推進葉片和馬達都應該通過動態(tài)平衡保證長期、抗振的運轉。

耐用的電源線可以承受紫外線、油、水和極端天氣情況的考驗，保證了變壓器油泵的可靠性。

第六節(jié) 產品工藝特點或流程

電力機車變壓器油泵運行于運動中的電力機車上，要求抗沖擊和防振動性能強，防護等級高，一般為戶內使用。

電力機車變壓器油泵為油泵與電動機組合一體的結構形式。油泵部分：采用離心式泵，葉輪直接安裝在電機軸端，靠葉輪旋轉的離心力作用產生壓差。泵殼將工作輪排出的高速匯流動能轉化成壓力迫使變壓器油進行循環(huán)。電動機部分：采用潛油結構，并進行特殊設計，以平衡電壓、電流、頻率的波動所帶來的不良影響，并按軸功率配用電機，并能在入口油溫不超過80℃的熱變壓器內長期運行，電機熱量一部分經油將熱量傳給機殼，機殼再將熱散發(fā)到周圍的空氣中，但主要部分經泵殼的高壓力區(qū)由前軸承座上的幾個進油孔將油壓入機殼內，而后油受葉輪負壓作用經軸中心回油孔至前軸承流回葉輪入口處，從而使油周而復始進行循環(huán)冷卻，保證散熱性能良好。殼體與機座采用特種鋼板材質焊接加工成型，防滲漏能力強。電磁線采用航空用特種電磁線，軸承采用E級滾動軸承，前后端均為E308Z，使用壽命長。

電力機車變壓器油泵結構簡單，性能可靠，使用方便，為電力機車變壓器強循環(huán)冷卻配套產品之首選。

電力機車變壓器油泵機構圖

第七節(jié) 國內外技術未來發(fā)展趨勢 分析

新的電力機車變壓器油泵技術的發(fā)展將趨于高精、高效、柔性及自動化方向。

1、開展實用的、低成本、高效率的制造技術 研究 。當前的電力機車變壓器油泵制造或多或少的都存在著制造成本高、效率低、裝置復雜、操作不易掌握等局限性，所以開發(fā)低成本、高效率、適應性廣、工業(yè)化應用程度高的電力機車變壓器油泵技術已成當務之急。

2、開發(fā)電力機車變壓器油泵的在線檢測、監(jiān)控、故障自診斷技術。利用聲信號來判斷工況，對油泵質量進行評估，應用計算機對制造過程進行控制，開發(fā)檢測、處理、質量評估、控制一體化的制造系統(tǒng)。

3、應用自適應控制技術和專家系統(tǒng)技術、實現油泵的智能化制造。模糊數學、數據庫、以范例和模型為基礎的決策系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等理論與技術的發(fā)展及其在制造業(yè)中的成功應用，為電力機車變壓器油泵技術的智能化提供了可靠的技術基礎。

4、開發(fā)遠程控制系統(tǒng)。應用網絡技術對制造過程進行遠程操作、管理、臨控與診斷。

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