齒輪箱大齒輪軸承游隙測量工藝優(yōu)化

管明 郭銳 高敦升 孫慶

摘要：介紹了動(dòng)車組齒輪箱大齒輪軸承軸向游隙測量存在的問題，介紹了改進(jìn)工裝的設(shè)計(jì)方案及改進(jìn)后的效果。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組;齒輪箱;軸向游隙;測量

序言

齒輪箱裝置作為轉(zhuǎn)向架輪軸驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵組成部分，其產(chǎn)品質(zhì)量直接影響動(dòng)車組的安全運(yùn)行。軸承的安裝質(zhì)量尤其是軸承的軸向游隙，對齒輪箱性能起到至關(guān)重要的作用。CRH2型和CRH380A/AL型動(dòng)車組在進(jìn)行四、五級檢修過程中，需要對齒輪箱進(jìn)行分解檢修。在測量大齒輪側(cè)軸向游隙工序中，需要手工安裝百分表對大齒輪側(cè)軸承軸向游隙進(jìn)行測量，由于該工序要求測量精度高，現(xiàn)有安裝工藝容易產(chǎn)生測量誤差，且效率較低，因此通過設(shè)計(jì)大齒輪軸向游隙測量工裝，達(dá)到降低測量誤差，提高效率的目的。

1.游隙作用

軸承游隙的定義：其中1個(gè)軸承套圈相對于另1個(gè)軸承套圈在軸向可移動(dòng)的總距離。游隙對軸承壽命有較大影響，軸向游隙過小，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中軸承溫度及齒輪溫度不斷上升，軸體產(chǎn)生膨脹而伸長，使軸承受到過大的軸向壓力而增大摩擦，同時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，軸承溫度不斷上升，反過來又使軸體進(jìn)一步伸長，進(jìn)一步加大軸承的軸向負(fù)荷，形成惡性循環(huán)，大大縮短軸承的使用壽命。如果軸承游隙過大，則使軸承失掉應(yīng)有的定位精度，使齒輪箱在使用過程中產(chǎn)生過大振動(dòng)，出現(xiàn)噪音等異常情況。

2.問題描述

CRH2型動(dòng)車組大齒輪側(cè)軸承游隙測量時(shí)，將車軸（電機(jī)側(cè)朝上）豎直吊入專用地坑中。將兩個(gè)百分表表座呈180°吸附在車軸軸身處，表頭豎直朝下與軸承蓋端面相接觸。將車軸順時(shí)針轉(zhuǎn)10圈，逆時(shí)針轉(zhuǎn)10圈，旋轉(zhuǎn)完后兩個(gè)百分表讀數(shù)置零。用天車垂直吊起車軸，順時(shí)針轉(zhuǎn)10圈，逆時(shí)針轉(zhuǎn)10圈，旋轉(zhuǎn)后記錄2個(gè)百分表的讀數(shù)，根據(jù)2個(gè)百分表示值計(jì)算出軸向游隙的平均值。測量方法如下圖1所示.

圖1??軸向游隙測量示意圖

目前，該方法存在如下兩個(gè)問題：

a）由于軸身油漆較厚，磁力表座難以有效吸附在車軸上，生產(chǎn)過程需要反復(fù)調(diào)整，效率低下。

b）手工操作時(shí)兩個(gè)百分表表頭難以確保相對位置呈180°，且百分表表頭與軸承蓋端面不垂直，造成測量結(jié)果不準(zhǔn)確。

3.設(shè)計(jì)原理

根據(jù)車軸結(jié)構(gòu)和游隙測量要求，設(shè)計(jì)出大齒輪軸承軸向游隙工裝，設(shè)計(jì)優(yōu)化工裝分為3個(gè)部分：半圓式連接工裝、測量臂和強(qiáng)力磁鐵。具體如圖2：

圖2??工裝測量示意圖

半圓形連接工裝內(nèi)徑與車軸軸身為過渡配合，可將兩個(gè)百分表相對位置固定呈180°，兩側(cè)測量臂螺紋孔與連接工裝中心線垂直，便于調(diào)整百分表表頭與軸承蓋端面垂直。

半圓形連接工裝下平面為精加工平面，安裝有3塊強(qiáng)力磁鐵，磁鐵經(jīng)表面磨削后可保證平面度并吸附于集電環(huán)端面，確保工裝與軸身密貼。

4.工藝分析及改進(jìn)

工裝為半圓式結(jié)構(gòu)，利用3塊強(qiáng)力磁鐵黏貼在集電環(huán)上。由于集電環(huán)高度為固定尺寸（約66mm），設(shè)計(jì)兩側(cè)測量臂高度可直接將兩個(gè)百分表固定呈180°進(jìn)行測量，取消百分表安裝及對正工序，實(shí)現(xiàn)游隙的直接測量。

工裝下部三個(gè)強(qiáng)力磁鐵表面為精加工處理，與集電環(huán)端面接觸，相當(dāng)于平面中的三點(diǎn)支撐（限制了Z軸的移動(dòng)自由度和X、Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度），保證了工件的定位平衡（三點(diǎn)平衡定位原理）。另外，工裝通過磁力牢固吸附在集電環(huán)上（限制X、Y軸的移動(dòng)自由度和Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度），因此本工裝屬于完全定位，測量精度和穩(wěn)定性能夠得到有效保證。

5.效果對比

本工裝使用方便，可保證百分表相互位置呈180°，百分表表頭與接觸面呈90°及預(yù)壓值，避免因操作者的技能不足產(chǎn)生操作誤差。

經(jīng)現(xiàn)場反復(fù)批量驗(yàn)證，該項(xiàng)工藝改進(jìn)操作簡單、穩(wěn)定可靠，目前已取消百分表安裝、對正工序，可有效提高現(xiàn)場生產(chǎn)效率，減輕操作人員工作強(qiáng)度，具有較好的經(jīng)濟(jì)及推廣價(jià)值。

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