CRH2及CRH380A型動車組齒輪箱高級修周期間隔延長至120萬km可行性分析

鄒開

（中國鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司 青島機(jī)車車輛監(jiān)造項目部，山東 青島 266111）

動車組檢修周期分為五個等級，其中一級修和二級修為運用修，三級修、四級修和五級修為高級修。運用修和高級修周期循環(huán)如圖1。

圖1 運用修和高級修周期循環(huán)

為減少動車組的檢修時間，降低檢修成本，提高運用效率，需考慮將CRH380A(L)型動車組齒輪箱的高級修周期間隔由目前的60萬km或1.5年延長至120萬km或3年。

1 齒輪箱組成結(jié)構(gòu)與功能

齒輪箱組成是動車組轉(zhuǎn)向架的重要零部件之一。齒輪裝置的作用是將牽引電機(jī)的驅(qū)動力矩有效地傳遞到車軸從而使動車組加速，或者是將車軸的轉(zhuǎn)矩傳遞給已轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)工況工作的牽引電機(jī)從而使動車組減速。齒輪箱組成主要零部件包括大齒輪、小齒輪軸、軸承、箱體、軸承蓋、齒輪箱起吊裝置、溫度傳感器及接地裝置等，齒輪箱主要結(jié)構(gòu)如圖2。

2 現(xiàn)行檢修規(guī)程內(nèi)容

現(xiàn)行CRH2及CRH380A型動車組齒輪箱三級修為狀態(tài)修，檢修流程為：齒輪箱外觀檢查→吊桿裝置分解檢修→分解齒輪箱上蓋→大齒輪目視檢查→齒輪箱內(nèi)部清洗→接地裝置檢修→溫度傳感器安裝座檢修→小齒輪軸游隙測量→油位計視窗檢修→預(yù)加潤滑油。

檢修規(guī)程規(guī)定齒輪箱磁栓表面不得有大塊鐵粉或黑色鱗狀薄鐵皮大量粘附，小齒輪軸承的游隙為0.120～0.150mm。

圖2 齒輪箱主要結(jié)構(gòu)

3 高級修周期間隔延長方案

自2015年2月至2018年初，累計共選取97列111組CRH2及CRH380A型動車組開展高級修周期間隔延長實車驗證工作，共涉及12個鐵路局15個動車組，覆蓋典型運用環(huán)境。齒輪箱高級修周期間隔延長方案為齒輪箱在新造或四級修后運行60萬km或1.5年時不進(jìn)行三級修，在配屬鐵路局進(jìn)行專項檢修，運行120萬km或3年后進(jìn)行四級或五級檢修。

齒輪箱組成專項修時在不落輪狀態(tài)下進(jìn)行清洗并更換潤滑油，每列抽取前半列檢測齒輪箱小齒輪軸游隙，檢測接地裝置彈簧壓力。

在專項修后至下次高級修期間對齒輪箱磁栓狀態(tài)、齒輪箱溫度、齒輪箱潤滑油狀態(tài)、轉(zhuǎn)向架動力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行跟蹤檢查。

4 齒輪箱故障模式及影響

（1）故障模式。齒輪箱主要作用是傳遞牽引系統(tǒng)與輪對之間的動力，其主要的故障模式為油位視窗裂紋、齒輪箱滲油、潤滑油乳化發(fā)黑以及小軸承游隙超差等。齒輪箱油位視窗裂紋、輕微滲油不影響性能，但運行過程中易被TEDS監(jiān)測系統(tǒng)攔停，進(jìn)而影響運營秩序；潤滑油乳化發(fā)黑將影響齒輪箱潤滑效果，造成齒輪箱溫度升高，并增加運用修換油或更換輪對的工作量；齒輪箱游隙超差會加速軸承磨損，影響軸承及齒輪壽命；上述齒輪箱故障均影響運營安全。

（2）故障原因。油位視窗裂紋主要原因是視窗為有機(jī)玻璃，在采用有機(jī)溶劑擦拭時，與有機(jī)溶劑發(fā)生反應(yīng)從而產(chǎn)生溶劑應(yīng)力；齒輪箱滲油主要是因為油封潤滑脂涂抹不良，油封輕微磨損；潤滑油乳化發(fā)黑主要是因為齒輪箱密封不良；齒輪箱游隙超差主要是隨運用里程的增加，軸承滾子與內(nèi)外圈滾道之間存在正常的磨損，導(dǎo)致游隙值的增大。

（3）保障措施。一是齒輪箱采用成熟結(jié)構(gòu)，性能穩(wěn)定；二是運用修作業(yè)時及時處理按標(biāo)準(zhǔn)檢查發(fā)現(xiàn)的齒輪箱滲油及潤滑油乳化、發(fā)黑等異常；三是在專項修時對齒輪箱小軸承游隙進(jìn)行抽檢監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)超差須及時更換；四是規(guī)范油位視窗清理要求；五是運用過程中實時或熔斷軸溫系統(tǒng)可對齒輪箱軸承溫度進(jìn)行監(jiān)控，溫度異常時可發(fā)出預(yù)警或報警，司機(jī)和隨車機(jī)械師可及時處置；六是運用過程中TEDS可對齒輪箱滲油等實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)異常。

5 實車驗證評估

（1）專項修情況。對齒輪箱外觀進(jìn)行狀態(tài)檢查。全部專項修動車組齒輪箱外觀狀態(tài)良好、無漏油等異常，滿足檢修規(guī)程要求。

對現(xiàn)車齒輪箱清洗及磁栓附著物檢查。用齒輪箱沖洗裝置在現(xiàn)車不落輪狀態(tài)下對專項修動車組齒輪箱進(jìn)行內(nèi)部靜態(tài)沖洗作業(yè)。沖洗油通過齒輪箱的注油栓進(jìn)入，從箱體下方的排油栓處流出，強制循環(huán)沖洗可將齒輪箱底部雜質(zhì)清洗干凈，滿足檢修規(guī)程要求，如圖3所示。

圖3 齒輪箱沖洗示意圖

對全部專項修動車組齒輪箱磁栓進(jìn)行檢查，吸附物細(xì)膩無異常，滿足檢修規(guī)程要求。

對接地裝置彈簧進(jìn)行壓力測試。CRH2A統(tǒng)型動車組專項修時齒輪箱接地裝置彈簧力分布在14～21N，CRH380A系列動車組專項修時，齒輪箱接地裝置彈簧力分布在14.2～19.4N，數(shù)據(jù)分布見圖4。專項修動車組齒輪箱接地裝置均滿足不低于13.7N的專項修要求。

對CRH380A系列動車組齒輪箱游隙進(jìn)行抽檢。CRH380A系列動車組專項修時，發(fā)現(xiàn)一個齒輪箱小軸游隙達(dá)到 0.195mm，超過專項修 0.120～0.180mm 要求，已更換輪對，其余抽檢齒輪箱游隙均分布在0.120～0.180mm之間，滿足專項修要求，具體如圖5所示。

圖4 齒輪箱接地裝置彈簧力檢測

圖5 CRH380A型動車組齒輪箱小軸游隙

（2）專項修后至下次高級修期間情況。定期檢查磁栓外觀狀態(tài)。每路局分別選取1列CRH2及CRH380A系列擴(kuò)大驗證動車組，專項修后運行3萬、20萬、40萬公里時，將所有齒輪箱磁栓拆下，檢查磁栓附著粉末的狀態(tài)。經(jīng)檢查，磁栓附著物細(xì)膩無異常。

實時監(jiān)控齒輪箱溫度。CRH2及CRH380A系列高級修周期間隔延長驗證動車組，在專項修后跟蹤期間，實時軸溫系統(tǒng)未發(fā)生預(yù)警、報警事件，齒輪箱溫度均在限度范圍內(nèi)。

對齒輪箱潤滑油取樣化驗。每路局分別選取1列CRH2及CRH380A系列高級修周期間隔延長驗證動車組，專項修后運行3萬、20萬、40萬公里時，對潤滑油進(jìn)行抽檢化驗，送檢潤滑油狀態(tài)良好，各項指標(biāo)均滿足要求。

跟蹤整車動力學(xué)性能。初步測試結(jié)果為旋輪前后平穩(wěn)性指標(biāo)均小于2.5，性能等級為優(yōu)。構(gòu)架端部橫向加速度0.5～10Hz濾波后，全程無諧波、無能量集中，轉(zhuǎn)向架無失穩(wěn)現(xiàn)象。計算舒適度，旋輪前后車輛舒適度指標(biāo)均小于2.0，性能等級為舒適。

6 結(jié)語

CRH2及CRH380A型動車組齒輪箱在專項修和之后的運用過程中，整體檢修情況良好，通過專項修后至高級修期間的定期磁栓檢查、齒輪箱溫度監(jiān)控、齒輪箱潤滑油化驗、動力學(xué)跟蹤，均表明齒輪箱產(chǎn)品狀態(tài)穩(wěn)定，產(chǎn)品性能滿足運用需要，齒輪箱安全余量很大。因此齒輪箱組成高級修周期間隔延長至120萬km是可行的。