軌道齒輪箱裝配中漏油原因及解決措施

成春花，汝學(xué)斌，翟 晶

（太原重工股份有限公司 齒輪傳動分公司，山西 太原 030024）

0 引言

在軌道車輛運營過程中，其載重量大、速度快、振動大，受結(jié)構(gòu)和安裝工藝的影響，軌道牽引齒輪箱易發(fā)生漏油。經(jīng)過太原重工股份有限公司設(shè)計人員的研究和分析，將輸入軸和輸出軸的軸伸處的毛氈密封、骨架密封、橡膠密封等密封結(jié)構(gòu)改為雙層機械迷宮密封結(jié)構(gòu)，大大減少了漏油的概率。但由于軌道牽引齒輪箱為分散型驅(qū)動，漏油一旦發(fā)生不易發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重時可能因過量缺油致使軸承溫度升高而發(fā)生抱死現(xiàn)象，造成齒輪箱損壞。因此，整個齒輪箱的密封結(jié)構(gòu)及裝配過程成為最重要的環(huán)節(jié)。

1 軌道牽引齒輪箱的密封結(jié)構(gòu)

1.1 動車牽引齒輪箱迷宮密封結(jié)構(gòu)

動車牽引齒輪箱密封結(jié)構(gòu)見圖1，動車齒輪箱由上箱體和下箱體組成，采用輸入軸閉孔、輸出軸中間剖分結(jié)構(gòu)，箱體材料為鑄鋁合金。由于動車齒輪箱驅(qū)動速度最高可達380km/h，箱體潤滑油及軸承溫度高，箱體內(nèi)腔壓力大。為避免長時間運行引起橡膠件及其他件高溫失效，軸伸處的密封采用由甩油環(huán)和透蓋、軸承蓋和甩油環(huán)的配合形成的機械迷宮密封結(jié)構(gòu)，軸承蓋和箱體、透蓋和軸承蓋的平面密封均采用耐高溫的進口密封膠密封。

圖1 動車牽引齒輪箱密封結(jié)構(gòu)圖

1.2 地鐵牽引齒輪箱的迷宮密封結(jié)構(gòu)

地鐵牽引齒輪箱的密封結(jié)構(gòu)見圖2。

地鐵牽引齒輪箱的驅(qū)動速度低于動車牽引齒輪箱，其齒輪箱的結(jié)構(gòu)也區(qū)別于動車牽引齒輪箱。地鐵牽引齒輪箱箱體的材料采用球磨鑄鐵件，箱體的輸入、輸出軸孔采用完全閉孔和中間剖分結(jié)構(gòu)，輸出級設(shè)計有碳刷接地裝置。輸入級、輸出級軸伸也均采用機械迷宮結(jié)構(gòu)。

圖2 地鐵牽引齒輪箱密封結(jié)構(gòu)圖

2 軌道牽引齒輪箱的密封裝配工藝

在裝配軌道牽引齒輪箱前，先檢查齒輪箱箱體外觀，有無毛刺、磕碰劃傷，包括對箱體內(nèi)鑄造型砂以及所有潤滑通道進行檢查，確認箱體所有結(jié)合面包括軸承孔端面是否平齊，有無毛刺和污物等，檢查齒輪箱結(jié)合面平面度及粗糙度是否符合要求；確認箱體、帶齒件及其他箱體內(nèi)零件是否清洗干凈；檢查調(diào)整墊片以及密封銅環(huán)的平直度；涂密封膠時要求密封膠實體粗細均勻且直徑在Φ1.5～Φ2.5之間。為防止漏油，螺栓在裝配時首先在螺紋的頭部三分之一處沿360°方向均勻涂密封膠，然后再在頭部10mm長度涂螺紋緊固膠。箱體把合時結(jié)合面螺栓務(wù)必對稱、按順序進行緊固。所有緊固件在裝配前需用丙酮清洗，涂膠后在10 min內(nèi)緊固完成。為保證裝配質(zhì)量，裝配過程中要求做到自檢、互檢、專檢，并按照裝配操作規(guī)程中的停工檢查點、見證點以及文件記錄點填寫裝配過程操作記錄。

3 齒輪箱主要漏油部位及原因分析

齒輪箱的主要漏油部位集中在上、下箱體結(jié)合面；軸承孔端面與軸承蓋端面；軸承蓋與透蓋端面；結(jié)合面螺栓處；以及進、出油孔處。

3.1 結(jié)合面漏油原因分析

齒輪箱上、下箱體結(jié)合面，軸承蓋與軸承孔端面，軸承蓋與透蓋端面的密封均是靠平面密封膠密封。

在裝配涂膠的過程中，若涂膠量不夠、沒有確保結(jié)合面完全涂滿，合箱后結(jié)合面就不能夠完全密封，經(jīng)長時間的運行后，齒輪箱不斷振動，油霧不斷滲入到密封膠的間隙，導(dǎo)致潤滑油從縫隙中慢慢滲出，隨著時間的延長，間隙逐漸增大，最終出現(xiàn)漏油。

在裝配涂膠的過程中，若涂膠量過多也會造成齒輪箱漏油。在裝配操作過程中，操作人員都盡量多地涂密封膠，以期望能夠完全密封。但實際上，密封膠涂得過多，往往造成結(jié)合面的膠在合箱后擠出到齒輪箱的內(nèi)腔和外部。掉落在內(nèi)腔的密封膠，經(jīng)過齒輪箱內(nèi)部潤滑油的浸泡、振動、脫落，最終會導(dǎo)致回油孔堵塞。

另外，如果密封膠沒有凝固就開始試車，也可能會造成小面積的滲漏。

3.2 螺紋處漏油原因分析

結(jié)合面的螺栓緊固時，如果用力不當(dāng)，會造成局部間隙不均勻，可能導(dǎo)致潤滑油率先從間隙大的地方滲透出來，造成漏油；如果螺栓緊固時力矩不均，個別螺栓受力過大，又能導(dǎo)致其斷裂，造成結(jié)合面出現(xiàn)間隙而漏油；若螺栓上未涂密封膠和螺紋緊固膠，會造成螺栓松動出現(xiàn)漏油，或順著螺紋緊固面產(chǎn)生滲漏；如果進、出油孔處的密封螺塞擰緊時沒有填充密封繩或沒按規(guī)定力矩擰緊，也會出現(xiàn)漏油。

4 改進措施

（1）應(yīng)嚴(yán)格控制齒輪箱油位，通過定量加油裝置保證齒輪箱油量，控制油位在上、下刻度之間，嚴(yán)禁油位超過上限。

（2）應(yīng)嚴(yán)格控制齒輪箱結(jié)合面及透蓋、軸承蓋等密封結(jié)合面的粗糙度。如果結(jié)合面粗糙度太高，隨著箱體內(nèi)壓力增大，潤滑油可能從粗糙度差的地方滲出而引起漏油；如果粗糙度值太低，密封膠不宜粘接，容易引起滲油。因此，結(jié)合面的粗糙度最好控制在Ra1.6～Ra3.2之間。

（3）應(yīng)嚴(yán)格控制箱體結(jié)合面的平面度。要求合箱前檢查自由狀態(tài)下結(jié)合面間隙，用塞尺檢查，要求0.05mm不入，上、下箱合箱把合后結(jié)合面間隙0.02 mm不入。

（4）安裝時應(yīng)嚴(yán)格控制密封膠的使用量，確保不能有余膠落入箱體內(nèi)導(dǎo)致回油孔堵塞。

（5）涂膠時應(yīng)控制涂膠時間，保證在10min之內(nèi)完成，否則容易引起個別地方密封膠先凝固，合箱時厚度不均造成后期漏油。

（6）螺栓擰緊時應(yīng)嚴(yán)格按要求力矩擰緊，并且對稱、順序操作，最后再以額定力矩重新按順序均勻緊固。

（7）齒輪箱裝配完成后，應(yīng)按設(shè)計要求進行跑合試車前，其工藝等待時間必須保證6h以上，以確保密封膠完全凝固。