嚴(yán)琦林 陳暉 李冬平

摘 要：根據(jù)分公司的近一年多的16V240C＼D型傳動(dòng)齒輪故障的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分析了故障主要原因，提出了解決問題的技術(shù)措施和改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：240柴油機(jī)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；惰輪故障原因；原因分析；解決措施；技術(shù)更新

中圖分類號(hào)：TK42 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）25-0121-02

Abstract： According to the statistical data of 16V240C＼D transmission gear failure in the past year， the main causes of the failure are analyzed， and the technical measures and improvement methods for solving the problem are put forward.

Keywords： 240C＼D diesel engine； transmission mechanism； idler theory fault cause； cause analysis； solution； technical updating

引言

16V240C＼D型柴油機(jī)傳動(dòng)齒輪故障是目前 DF4型內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)易發(fā)生的嚴(yán)重故障之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)自2011年元月至12月我公司外機(jī)車齒輪故障據(jù)不完全記錄共發(fā)生35起，其中中間齒輪故障12起，惰輪故障16起，泵傳動(dòng)齒輪3起，其他齒輪4起。破損頻率加劇，故障幅度呈上升趨勢(shì)。給正常的運(yùn)輸生產(chǎn)秩序帶來了嚴(yán)重影響。也給公司的聲譽(yù)帶來了極壞的影響。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)一經(jīng)出現(xiàn)破損故障，由于它在柴油機(jī)上受到安裝位置的限制，致使檢修恢復(fù)作業(yè)異常困難，這樣，勢(shì)必要導(dǎo)致機(jī)車擴(kuò)大修程，不僅要占用機(jī)務(wù)段的臺(tái)位，而且延長(zhǎng)了故障機(jī)車的檢修停時(shí)，降低運(yùn)用效率。同時(shí)還造成工廠人力物力財(cái)力的大量損失。因此，全面分析此類故障原因，及時(shí)采取措施，防止和減少該類故障的發(fā)生十分必要。本篇主要針對(duì)惰輪問題進(jìn)行分析并提出改進(jìn)措施。

1 構(gòu)造原理

16V240C＼D型，及DF7C，DF10D型柴油機(jī)大、小惰輪裝配的組裝技術(shù)要求是：大惰輪在油中加熱至120℃左右，套至小惰輪上，并壓靠，也可以采用液壓的方法，要求壓入行程6mm-7.5mm，過盈量在0.12mm-0.15mm。在小惰輪內(nèi)孔兩端分別壓入銅質(zhì)軸套（1）和軸套（2），軸套與小惰輪內(nèi)孔的過盈量為0.02～0.04mm將組裝在一起的大、小惰輪及軸套，套到支架軸上，軸套內(nèi)孔與支架軸軸徑之間的間隙要求為0.08～0.12mm，然后套入調(diào)整墊片（銅質(zhì)），使墊圈與軸套（1）端面間隙為0.15～0.35mm，用雙螺母進(jìn)行把緊和鎖牢。

2 故障分析

在所發(fā)生的惰輪故障中，除個(gè)別齒緩是因?yàn)橛型饨缱枇υ斐傻耐猓ū热缯f，氣門掉頭、中間齒輪軸頭螺母松脫、軸承塌架、滾動(dòng)體甩出、卡進(jìn)凸輪軸齒輪與大、小惰輪的小齒輪嚙合部等等，90%的故障現(xiàn)象是惰輪軸套燒損造成軸套與軸抱死，從而導(dǎo)致惰輪齒緩或者惰輪軸斷裂。造成這一故障現(xiàn)象的原因有如下主要幾點(diǎn)：

（1）惰輪軸套外圈與齒輪孔之間過盈量不足0.02mm-0.04mm，使軸承與齒輪發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，滑動(dòng)摩擦?xí)鸢l(fā)熱，使軸承發(fā)熱導(dǎo)致游隙減小而燒損軸承。

（2）惰輪軸套中心與齒輪同心度超差嚴(yán)重，特別是在齒輪間相互嚙合間隙較小的情況下，引起齒輪軸套承受擠壓力矩，造成軸承發(fā)熱燒損。

（3）齒輪軸套潤(rùn)滑油管堵塞造成潤(rùn)滑不良，從而導(dǎo)致軸套燒損。此現(xiàn)象是單臺(tái)車連續(xù)發(fā)生齒輪故障的主要原因。

（4）惰輪軸與安裝法蘭垂直度超差及惰輪軸與機(jī)體安裝面垂直度超差或者齒輪輪齒斜齒造成齒輪接觸面積不夠。齒輪輪齒磨損變形嚴(yán)重，造成齒輪接觸面積不夠，從而造成齒輪軸承受彎曲力矩，導(dǎo)致齒輪軸斷裂。

（5）大小惰輪壓入時(shí)接觸面積未達(dá)到80%或者接觸面未清潔干凈造成過盈量不足。從而導(dǎo)致齒緩。

（6）齒輪間隙調(diào)整不合適。

3 改進(jìn)措施

（1）加強(qiáng)齒輪軸及齒輪的探傷力度，嚴(yán)禁不良品流入下道工序。

（2）嚴(yán)格控制齒輪檢修安裝質(zhì)量，嚴(yán)格遵守檢修安裝工藝，加強(qiáng)對(duì)齒輪軸套安裝，加工的檢驗(yàn)措施，對(duì)齒輪軸與法蘭面必須進(jìn)行垂直度檢測(cè)（包括新入庫房的新品在內(nèi)），對(duì)齒輪需進(jìn)行公法線檢測(cè)并設(shè)計(jì)專用齒形檢測(cè)工裝對(duì)輪齒齒形進(jìn)行檢測(cè)。a.保證軸套與小惰輪內(nèi)孔的過盈量為0.03～0.04mm。b.要求大小惰輪壓入行程為7mm-7.5mm，過盈量在0.14mm-0.15mm（也就是盡量靠近過盈量上限組裝）。

（3）大小惰輪安裝過程中要保證安裝面的清潔度，并保證合適的接觸面積。可以進(jìn)行安裝防緩螺釘已保證其安裝質(zhì)量。在齒輪銅套加工過程中，應(yīng)該盡量保證銅套和齒輪中心孔同軸，其同軸度控制在0.04mm以內(nèi)，否則重新安裝并加工銅套。

（4）保證齒輪合適的輪齒間隙和輪齒的接觸面積。中間齒輪輪齒間隙控制在0.30mm-0.45mm，其他齒輪間隙控制在0.20mm-0.45mm。并且保證同一對(duì)相嚙合齒輪的輪齒間隙最大與最小值不超過0.10mm。齒輪接觸面積應(yīng)用紅丹粉著色檢查，并控制在工藝要求范圍內(nèi)。接觸面積在齒寬上少于60%，在齒高上少于45%。

（5）為保證對(duì)惰輪軸套與惰輪支架軸之間形成良好的潤(rùn)滑，保證其有合適的油膜厚度，特對(duì)惰輪軸承專用潤(rùn)滑油管進(jìn)行下列改造。a.加大惰輪潤(rùn)滑油管及接頭的內(nèi)孔直徑，由以前的Φ3mm改為Φ6mm，以提高潤(rùn)滑油量，利于軸套潤(rùn)滑和散熱。b.對(duì)安裝在齒輪端蓋下方的潤(rùn)滑總管末端改造一個(gè)螺紋堵，便如機(jī)務(wù)段拆卸清洗疏通潤(rùn)滑油管保證潤(rùn)滑油管的暢通。保證齒輪潤(rùn)滑油管噴嘴正對(duì)各齒輪齒面。

（6）為保證惰輪保持架無疲勞性損傷，建議DF4D惰輪保持架全部更新。

通過以上對(duì)惰輪的故障分析可以看出，DF4C＼D型齒輪故障主要是軸承的問題，軸承短壽或過早的喪失精度，有的是由于材料缺陷或制造不當(dāng)所致，但在相當(dāng)大的程度上是由于沒有嚴(yán)格按照軸承使用要求進(jìn)行安裝、維護(hù)，保養(yǎng)等或者是軸承選型不當(dāng)或?qū)嶋H載荷超過軸承本身的額定載荷等原因造成軸承的非正常損壞，例如，軸承零件的疲勞剝落在很大程度上就是因?yàn)闈?rùn)滑油中混有雜質(zhì)引起的?？梢姡雽?shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承具有更長(zhǎng)的壽命和精度保持期，除要求軸承制造廠家提高產(chǎn)品質(zhì)量外，軸承用戶也必須用科學(xué)的方法和程序使用軸承，否則，再好的軸承也會(huì)在惡劣的隨意的使用條件下夭折。自從實(shí)施以上改造后本公司近三年來只出現(xiàn)四次正時(shí)齒輪齒輪故障，而且都屬于疲勞性故障。其中大阪機(jī)務(wù)段在聽從我的建議對(duì)惰輪潤(rùn)滑油管實(shí)施改造后，傳動(dòng)齒輪故障率顯著降低（僅為以前的5%左右）。對(duì)保證車輛運(yùn)用取得了顯著效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.

[2]鐵道部大連機(jī)車車輛工廠.240/275系列柴油機(jī)原理，結(jié)構(gòu)，維修及故障處理[Z].