張省偉 王曉琴

（西安鐵路職業(yè)技術(shù)學院 陜西 西安 710026）

引言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，鐵路運輸任務也在大幅提升，為保證運輸安全，提高機車運用率及提升效益，機車檢修的任務也日加繁重。因此，在機車的檢修任務中存在著時間緊，任務重，人員短缺，需求量大等困難。在日常檢修中，齒輪箱故障一直是各型機車常見故障之一，其故障主要表現(xiàn)為齒輪箱漏油，所以，分析齒輪箱的構(gòu)造和潤滑機理并對其防漏油技術(shù)進行研究是節(jié)約成本，提高質(zhì)量，提升效率的有效手段。

1 齒輪箱構(gòu)造

在各型機車轉(zhuǎn)向架中，為了保證小齒輪和大齒輪正確嚙合工作，均設計了齒輪箱結(jié)構(gòu)，將大小齒輪密封在齒輪箱內(nèi)，以便起到潤滑、防塵、防砂石的作用[1-2]。齒輪箱通常由上箱體和下箱體組成，采用低碳鋼焊接結(jié)構(gòu)，齒輪工作過程中會使箱內(nèi)溫度和壓力升高，為保證齒輪箱內(nèi)外部氣壓平衡，一般在上箱體焊裝有氣管或透氣孔（呼吸孔），在下箱體的底部安裝用來放油或加油的螺堵和油嘴，油嘴上部設置具有良好密封性能的閥蓋以及油尺，為保證上下箱體合口處的密封，一般采用在箱體周圍設置內(nèi)外擋板，安裝毛氈條，在大領(lǐng)圈和小領(lǐng)圈處設置擋油槽或橡膠圈，并使用粘結(jié)性能好，耐油、耐磨、耐老化的合成材料等辦法以達到密封效果，上下箱體一般采用螺栓固定于電機端部的外殼上，使它們之間不能發(fā)生相對位移，齒輪箱的構(gòu)造及其裝配結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示。

圖1 齒輪箱的構(gòu)造

圖2 齒輪箱裝配結(jié)構(gòu)

齒輪箱底部儲存有一定量的潤滑油，傳動大齒輪底部大約有一個齒高的深度是處于潤滑油中的，工作時，快速旋轉(zhuǎn)的大齒輪各齒帶動潤滑油飛濺起來，將潤滑油帶到齒輪嚙合部對齒輪工作面進行潤滑，也使得齒輪箱內(nèi)壁涂滿潤滑油[3-4]。

2 齒輪箱漏油故障問題的提出

齒輪箱檢修要求檢查上下箱體合口結(jié)合面直線度，大領(lǐng)圈和小領(lǐng)圈圓柱度，呼吸孔、回油孔、給油孔是否通暢，更新潤滑油及密封件，組裝后測量齒輪箱與車輪輪轂間距。檢修的目的均是為了最大限度地減輕齒輪箱漏油，保證齒輪正常工作。

某機務段全年齒輪箱檢修統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，年均臨修齒輪箱316余副。單月平均臨修齒輪箱26.3副，其中：大領(lǐng)圈漏油56副，占下車比例17.7%；合口平面漏油56副，占下車比例17.7%；裂紋漏油112副，占下車比例35.4%；毛氈條側(cè)漏油72副，占下車比例22.8%；回油槽漏油22副，占下車比例6.96%。經(jīng)了解，齒輪箱漏油故障在各機務段配屬的各車型均時有發(fā)生，屬于常見典型故障。檢修一副齒輪箱（2個）從引車入庫、分解、架車、處理、落車到高低壓試驗共需花費大約7 000元，不但使得機車檢修工作任務加重，而且占用機車檢修資源，同時會加劇庫內(nèi)整備股道擁擠[1]。

3 齒輪箱漏油故障原因分析

通過對多個機務段機車轉(zhuǎn)向架檢修現(xiàn)狀的調(diào)研，針對齒輪箱漏油故障現(xiàn)象進行統(tǒng)計，對主要漏油原因進行分析總結(jié)，結(jié)果如下：

1）齒輪箱與牽引電機及抱軸箱之間的連接方式通常采用剛性連接，無橡膠或彈簧等緩沖裝置，使得齒輪箱直接承受由輪對和牽引電機傳遞來的各種復雜的沖擊振動，齒輪箱安裝座易裂損造成漏油；

2）呼吸孔易裂損造成漏油；

3）小領(lǐng)圈處易夾斷造成漏油；

4）大領(lǐng)圈側(cè)膠條移動外竄，易斷裂造成漏油；

5）輪軸鑲套齒輪箱與領(lǐng)圈之間會因制動力、重力及沖擊力等原因出現(xiàn)相對運動，導致領(lǐng)圈焊接部位出現(xiàn)裂紋，齒輪箱內(nèi)的潤滑油沿著裂紋滲漏造成漏油；

6）毛氈條設計不合理，與毛氈條槽的寬度、高度不相符合，毛氈條質(zhì)量參差不齊，存在彈性較差問題，毛氈條易老化收縮，產(chǎn)生永久變形，使毛氈條彈力變差，不能依靠自身的彈力來彌補磨耗及收縮后的空隙導致毛氈條磨耗后漏油；

7）合口形狀不利于密封，造成合口處易漏油；

8）整體組裝方法不當，未嚴格執(zhí)行工藝流程，造成漏油；

9）油位不便于觀察，且油尺常掉落齒輪箱內(nèi)，造成大小齒輪嚙合不良，形成非正常磨耗；

10）因減震性能不良，轉(zhuǎn)向架震動太大造成齒輪箱總體工作狀況不好易加劇漏油，尤其是在曲線多、曲線半徑小的復雜路段，以及冬季因鋼軌收縮導致軌縫變大，使機車運行時沖擊加劇，齒輪箱更易受損漏油；

11）齒輪運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生高溫，使齒輪箱內(nèi)壓力增大并使飛濺的潤滑油產(chǎn)生霧化現(xiàn)象，油污堵塞呼吸孔后，齒輪箱內(nèi)壓力不能及時排出，使齒輪箱內(nèi)外壓力差增大，齒輪箱內(nèi)部油氣混合物從合口處或大小領(lǐng)圈密封處等間隙向外竄出造成漏油。

4 故障處理方法

針對存在的問題可考慮對齒輪箱局部結(jié)構(gòu)及檢修工藝進行改進或?qū)D(zhuǎn)向架部件進行適當?shù)卣{(diào)整，建議采用以下方法：

1）針對齒輪箱呼吸孔處漏油現(xiàn)象嚴重的問題，除定期檢修清理呼吸孔外，考慮在齒輪箱呼吸孔處加裝補強板，使其堅固不易裂，緩解漏油現(xiàn)象。另外，考慮在下箱體靠近大領(lǐng)圈的位置，開通略向內(nèi)側(cè)下部傾斜的通氣孔，使齒輪箱內(nèi)外壓力更容易達到平衡，該部位在潤滑油位之上和傳動大齒輪的側(cè)面，潤滑油不易濺到該通氣孔處，因此不會形成新的漏油故障。

2）針對齒輪箱上下安裝座由于震動受力較大，易裂損，造成漏油現(xiàn)象嚴重的問題，考慮將上下安裝座分別改為具有一定剛度的彈性連接方式，以起到減弱振動的作用，減少裂紋的發(fā)生，防止漏油。

3）針對齒輪箱毛氈條側(cè)回油不通暢、不及時，易造成漏油的問題，除及時疏通泄油孔外，可在齒輪箱毛氈條側(cè)打孔或擴大垂直方向泄油孔，以便于順利回油，且回油孔孔徑增大能使高壓油及時回到齒輪箱從而防止?jié)櫥拖螨X輪箱外竄出，從而防止漏油。

4）因齒輪箱合口為插入式，易變形及裂損造成漏油，將齒輪箱合口改為平面接觸，這樣便不易造成合口變形，有利于減少漏油。其次，在齒輪箱上箱處焊接擋油板或?qū)⑾鋬?nèi)壁改為防漏油波形花紋，均可顯著減輕齒輪高轉(zhuǎn)速時高壓油向合口平面的沖擊現(xiàn)象，這也有利于減少合口漏油。另外，將上下箱體的合口面寬度增大，并進行聚合金屬涂鍍和磨削處理，也可提升合口面密封效果。

5）針對齒輪箱油位不便于人員觀察，且油尺常掉落齒輪箱內(nèi)的問題，可將齒輪箱油尺改裝為油位透視鏡，代替油尺，這樣更便于觀察油位，而且還能有效地避免油尺的掉落。

6）針對齒輪箱大領(lǐng)圈側(cè)膠條易斷裂或移動外竄，造成漏油的問題，可將齒輪箱大領(lǐng)圈側(cè)膠條改為T形嵌入式膠條，這樣能有效防止膠條移動外竄和斷裂現(xiàn)象。

7）針對小領(lǐng)圈處易被夾斷造成漏油的問題，可將小領(lǐng)圈兩邊各做出適當?shù)牡菇?，這樣上下箱合口時小領(lǐng)圈不會因被擠出過多的余量而被切斷，且有光滑的倒角不易切割小領(lǐng)圈，可使漏油減少。

8）針對轉(zhuǎn)向架震動大造成齒輪箱總體工作狀況不好的問題，可對轉(zhuǎn)向架一系懸掛的圓簧以及二系懸掛的橡膠堆進行修改及選配，或?qū)M向油壓減震器、垂向油壓減震器進行試驗選型，以達到顯著減少轉(zhuǎn)向架的震動及線路的沖擊對齒輪箱總體工作狀況的影響。

9）針對齒輪箱整體組裝方法、工藝流程及配件進行統(tǒng)一調(diào)整及修改，如：用油將毛氈條充分浸泡增加毛氈條的高度和彈性后再組裝，并在毛氈槽內(nèi)部先墊一層聚胺酯膠墊，并進行定期補油和防污處理；嚴格把控耗材配件質(zhì)量，對毛氈條的寬度、高度等參數(shù)和膠皮質(zhì)量嚴格按照規(guī)定進行驗收，不合格的產(chǎn)品禁止入庫使用；強調(diào)嚴格執(zhí)行檢修工藝流程，如果發(fā)現(xiàn)齒輪箱漏油現(xiàn)象，應將齒輪箱整體拆下后進行檢修，安裝時要精確測量數(shù)據(jù)；組織統(tǒng)一培訓學習檢修工藝，以降低齒輪箱整體組裝時出現(xiàn)的漏洞。

5 結(jié)束語

本文主要分析了齒輪箱的結(jié)構(gòu)及潤滑機理，針對齒輪箱常見故障提出了處理建議，具有操作簡單，成本低，易實現(xiàn)及實施后故障復發(fā)率低等優(yōu)點，適合運用于檢修部門的技術(shù)創(chuàng)新改造，有助于減少機車故障。