蘇州地鐵1號(hào)線增購車齒輪箱油位優(yōu)化

徐文彬

摘? ?要：文章通過跟蹤并分析1號(hào)線增購車齒輪箱滲油現(xiàn)象，查找故障原因，并通過測(cè)試優(yōu)化齒輪箱注油量，達(dá)到功能與經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：滲油;油位;車齒輪箱

2017年7月，蘇州地鐵1號(hào)線增購車齒輪箱普遍發(fā)現(xiàn)大軸承做車輪側(cè)迷宮密封處出現(xiàn)滲油情況，通過不同油量進(jìn)行跑合實(shí)驗(yàn)，觀察滲油情況，確定合適的注油量，在保證使用性能的前提下減緩滲油現(xiàn)象。

1? ? 密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理及油量設(shè)計(jì)綜合考慮因素

1.1? 密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

蘇州地鐵1號(hào)線增購車齒輪箱的車軸貫通部位采用間隙密封和迷宮密封相結(jié)合的非接觸密封。齒輪箱正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪箱內(nèi)部分潤滑油通過軸承座與密封環(huán)之間的徑向小間隙溢出到環(huán)形密封腔A中;溢出的潤滑油一部分直接沿A腔內(nèi)壁匯流到A腔底部，附著在密封環(huán)上的部分潤滑油通過密封環(huán)的旋轉(zhuǎn)，被甩到A腔內(nèi)壁上，并沿A腔內(nèi)壁匯聚到A腔底部，而少量進(jìn)入A腔迷宮間隙部分的潤滑油會(huì)隨著密封環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，被甩到軸承座的A腔中，最終，溢出的潤滑油匯聚在A腔底部并通過回油孔回流到齒輪箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)齒輪箱內(nèi)潤滑油的循環(huán);同時(shí)由于軸承座與密封環(huán)之間還設(shè)有迷宮密封，因此可有效防止?jié)櫥拖蛲庑孤?，同時(shí)也可避免外部雜物等進(jìn)入齒輪箱內(nèi)部。

1.2? 油量設(shè)計(jì)綜合考慮因素

通常，地鐵齒輪箱采用油浴潤滑，即以箱體作為油箱，部分大齒輪浸入油中一定深度，靠齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)飛濺起來的潤滑油潤滑軸承;考慮到地鐵車輛頻繁的啟動(dòng)和制動(dòng)，且其運(yùn)行速度相對(duì)較低，因此齒輪箱其潤滑油位需要充分考慮啟動(dòng)和制動(dòng)等低速時(shí)的潤滑;基于齒輪箱內(nèi)大小齒輪和軸承的充分潤滑及齒輪攪油后的齒輪箱內(nèi)部的黏附及相應(yīng)的換油周期等因素考慮，因此必須確定一個(gè)合適的油量，以滿足齒輪和軸承潤滑的需求和齒輪箱的運(yùn)用要求。

2? ? 滲油原因分析

2.1? 油量對(duì)比

齒輪箱迷宮部位滲油與油位高低及油量總和相關(guān)，蘇州地鐵1號(hào)線增購車齒輪箱箱體底部?jī)?chǔ)油空間不大，潤滑油油位較其他項(xiàng)目偏高，在同樣密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了明顯的滲油現(xiàn)象，因此，有必要核對(duì)評(píng)估試驗(yàn)方法并重新確定油量添加限值。

2.2? 試驗(yàn)情況

蘇州地鐵1號(hào)線增購車齒輪箱于2016年5月進(jìn)行了型式實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，采用目視方法（密封部位無噴滲漏檢查劑）檢查齒輪箱密封情況，未發(fā)現(xiàn)潤滑油滲漏。

結(jié)合蘇州地鐵齒輪箱實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)滲油并有灰漬黏附現(xiàn)象，根據(jù)原試驗(yàn)情況回顧分析，認(rèn)為試驗(yàn)過程中檢查齒輪箱密封部位滲漏采用目視檢查，油氣的集聚在密封部位形成油痕則直接目視檢查很難看出，與采用噴涂滲漏劑進(jìn)行輔助的檢查方法相比，分辨靈敏度低且極易造成密封部位滲漏跡象忽視。

為此，采用噴涂滲漏劑進(jìn)行輔助的檢查方法，重新開展油位油量對(duì)比試驗(yàn)，以驗(yàn)證油位油量對(duì)泄漏的影響。

3? ? 油位油量對(duì)比試驗(yàn)

3.1? 試驗(yàn)工況

齒輪箱內(nèi)加注Shell S6 AXME 75W-90（原Shell Spirax ASX 75W-90車齒輪箱潤滑油），油量分別為1.9 L，2.1 L，2.4 L，2.6 L，2.8 L，3.2 L。每次試驗(yàn)前，在齒輪箱各密封部位噴涂潤滑油滲漏檢查劑，按照《蘇州地鐵1號(hào)線增購車齒輪箱油量跑合試驗(yàn)大綱》中的規(guī)定的轉(zhuǎn)速和時(shí)間各連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一次，并記錄各部位溫度及各密封部位滲漏情況，齒輪箱各部位的溫升應(yīng)滿足：⊿T≤60 ℃+2T/3（⊿T為油池溫升或軸承溫升，T為環(huán)境溫度，單位℃）實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

3.2? 對(duì)比結(jié)果

從上述油位的試驗(yàn)對(duì)比情況來看，可得出：（1）當(dāng)齒輪箱達(dá)到較高的油位時(shí)，齒輪箱大軸承座（車輪側(cè)）出水孔孔口處易于出現(xiàn)油痕甚至滲油現(xiàn)象;而現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行齒輪箱油位多在上下油位線中間附近（約3.2 L油），油位較高，大于試驗(yàn)的2.6 L油量，而根據(jù)試驗(yàn)情況分析，齒輪箱車輪側(cè)出現(xiàn)密封部位滲油情況，與實(shí)際情況基本吻合;而現(xiàn)場(chǎng)密封部位出現(xiàn)不同程度的油漬甚至油滴，則可能是車輛運(yùn)行一段時(shí)間后油漬不斷積聚的結(jié)果。（2）當(dāng)油位適當(dāng)降低后，齒輪箱密封部位的油痕明顯減弱甚至消失。

4? ? 改進(jìn)方案

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，齒輪箱潤滑油油量在2.2～2.8 L可以滿足齒輪箱的使用要求，因此建議降低齒輪箱的油位在2.2～2.8 L。其油位調(diào)整方案如下：更換油位觀察窗上的刻線蓋板，新的刻線蓋板上刻有油位上限（油量約2.8 L）和油位下限（油量約2.2 L）兩條刻線。

具體操作方案：（1）選擇確定齒輪箱滲油比較嚴(yán)重的兩列車。（2）對(duì)每列車的1輛動(dòng)車2個(gè)轉(zhuǎn)向架上的4套齒輪箱進(jìn)行油位調(diào)整，并進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)，試驗(yàn)跟蹤時(shí)間為1個(gè)月，同時(shí)對(duì)齒輪箱各部位粘貼溫度試紙，進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，日常記錄各部位溫度、油位變化及各部位密封情況。（3）根據(jù)線路試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)一步確定后續(xù)的整改方案。

通過實(shí)驗(yàn)跟蹤，齒輪箱滲油現(xiàn)象明顯改善，現(xiàn)將所有列車齒輪箱觀察窗進(jìn)行更換，潤滑油油量調(diào)整到2.2～2.8 L，并持續(xù)跟蹤整改效果。