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直流机车齿轮箱漏油原因分析及预防措施研究

2020-05-14

作者：孙立、任虎、王超朋

一、齿轮箱概况
齿轮箱是机车传动装置的重要组成部件，其保护传动端大小齿轮不被尘土、砂石等侵蚀，同时起到对大小齿轮润滑的作用，其质量直接影响机车运行安全。随着机车运用率的提升，齿轮箱出现了诸多漏油故障，如因振动引发的裂损漏油故障在逐年攀升，以及因齿轮箱领圈处材料磨损造成的漏油故障也在增加，年故障率高达800余件。因此如何降低齿轮箱渗漏油故障，是当前急需解决的问题。
二、齿轮箱结构及原理介绍
SS4B型电力机车齿轮箱主要采用加强型齿轮箱，其分为上箱和下箱两部分，均为低碳钢焊接结构。齿轮箱设计有油位观察镜，呼吸孔，注油孔，回油槽等，其轮对侧领圈采用毛毡条耐磨材料，电机侧领圈材料采用橡胶材质。合箱后达到密封的状态，机车在运行中，齿轮箱因设有呼吸孔，齿轮箱内外大气压处于平衡状态，从而减少漏油的现象发生。三、齿轮箱漏油情况统计
根据机车运行，齿轮箱漏油情况统计。齿轮箱漏油问题提票875件其中机辆426件，联运单位498件。
数据分析自2019年01月至2020年02月在线运用直流机车齿轮箱漏油数据对比图如下：

根据数据显示分析，六七月份漏油故障较多，且漏油较严重，进行开箱整修处理较多。其中联运直流机车齿轮箱漏油故障在2019年12月份达到Z高，122件。
四、齿轮箱漏油原因分析及预防措施
齿轮箱渗漏油现象分为渗油和漏油。渗油是一种非故障现象，一般表现为在密封处有少量润滑油渗出，有油迹但不下滴；漏油是一种故障现象，一般有润滑油形成油滴，直接以液体形式漏到车外。
通过齿轮箱常见漏油位置跟踪，了解漏油现象，从组装工艺的角度出发，对齿轮箱组装工艺进行细化分析，明确各项点对组装质量的影响，从细节处解决齿轮箱漏油的现象。
1、齿轮箱裂损导致的漏油故障。
原因分析：齿轮箱在机车运行中因受力不均易导致振动裂损，从而引发漏油。
预防措施：加强齿轮箱组装工艺要求，上下箱距离轮对侧距离差不大于5mm，并使其组装后处于自由状态，严格卡控齿轮箱与电机侧连接位置的标准，在其组装间隙处加合适的调整垫，使之无缝隙后再紧固连接螺栓。从而达到预防齿轮箱裂损的目的。
装配工艺细化齿轮箱装配紧固时，因齿轮箱为螺栓硬链接，对六孔位及上下箱螺栓紧固顺序及扭力值要求严格，连接示意图见图a图b。

2、齿轮箱抱轴箱领圈处渗漏油（图1）。

原因分析：齿轮箱抱轴箱领圈处漏油，即俗称的大领圈处漏油，经对漏油齿轮箱拆解观察统计分析，此处漏油原因主要有两点：一是结合面密封胶失效，在机车运行时，齿轮箱密封胶脱落，导致漏油；二是胶板碎裂，碎裂处出现缝隙，导致漏油。
材料问题橡胶件材质不合格出现裂纹现象如下图2：

图2

预防措施：抱轴领圈安装工艺细化，抱轴箱领圈安装时，首先保证使用的领圈满足产品质量要求。组装前对齿轮箱合口面挡油槽进行清洁，大领圈处用细锉刀砂纸打磨掉毛刺及锐边，以防止合箱时给橡胶板造成损伤；检查领圈，确保其无裂纹及异常磨耗，并且领圈韧性良好。将抱轴箱领圈、橡胶板清洁干净在胶板内侧面涂上条状587乐泰密封胶，安装在抱轴箱领圈位置上，在胶板坡口处用502胶水粘贴牢固。
3、齿轮箱电机领圈处渗漏油（见图3）。

图3

原因分析：齿轮箱电机领圈处漏油，即俗称小领圈处漏油，主要原因分为两类，一类是密封环从安装槽中脱离，失去密封效果，另一类是密封槽存在毛边棱角在运行中撞击等作用导致密封领圈损坏、失去密封效果。
防范措施：齿轮箱电机领圈处安装工艺细化，选用质量合格的电机领圈，组装前打磨密封槽存在的毛边棱角，清洁密封槽，在上下箱合口时，注意领圈状态，确保领圈在密封槽内镶嵌良好。
4、齿轮箱大齿轮轮毂结合处渗漏油（即毛毡条处漏油，见图4）。

图4

原因分析：齿轮箱大齿轮毂结合处漏油主要原因是胶毡条胶面断裂，在机车运行时，碎裂胶毡条脱落进入齿轮箱内，失去密封效果导致漏油。另外，胶毡条外形不匹配，存在一高一低现象，也会导致齿轮箱大齿轮毂结合处漏油。
解决措施：对齿轮箱组装工艺细化是解决机车齿轮箱漏油故障的根本措施。胶毡条安装工艺细化，检查胶毡条胶质，确保其表面无磨损、断裂和凹坑，胶毡条厚度均匀，弯折胶毡条胶面无明显变硬现象。安装前必须对胶毡条进行选配和修整胶毡条安装后凸出领圈的高度须均匀一致，胶毡条与从动齿轮油封处配合密封，因此需保证从动齿轮油封处无异常磨耗胶毡条安装时凸出量约2.5-3.5mm，用小铁钉通过固定孔并将穿出部分折弯固定，胶毡条两端留2mm余量。如果余量过大，在上下箱安装施加压力时，上下箱挤压会造成领圈凸起，无法与齿轮箱紧密结合造成漏油；如果余量过小，在上下箱安装施加压力时，上下箱挤压会造成胶毡条收缩，在领圈结合处出现缺口，造成漏油。
5、齿轮箱上下箱合口处渗漏油。
齿轮箱打胶工艺细化，将齿轮箱内部清洁干净，再将上下箱体进行清洁，不得有异物和油污。在齿轮箱上箱合口及领圈部位均匀涂装587乐泰密封胶，涂胶要均匀连续不能又断点，且不能过量涂抹，多余处胶应刮抹干净，外领圈槽口处均匀涂胶≥2.5mm，其他拐角处涂抹少许胶进行加强和补充密封。
齿轮箱密封胶涂抹量须严格控制，若齿轮箱密封胶涂抹过量，安装时会造成密封胶窜到齿轮箱内，堵塞回油孔，加重齿轮箱漏油；若齿轮箱涂抹太少，装配时则会因挤压导致胶条无法覆盖齿轮箱合口面，造成装配面密封不良；若密封胶涂抹不均匀，装配时则会因挤压导致胶条出现断续活气孔，无法实现装配面密封。齿轮箱合口面有异物和油污，会导致胶的粘合位置与齿轮箱配合面出现间隙，导致密封不良。齿轮箱涂胶不规范及合口面不清洁均会造成渗漏油现象。由于齿轮箱抱轴箱领圈配合位置为抱轴箱体φ436处，在检修时需保证抱轴箱体配合尺寸。若果配合尺寸不够，靠涂抹密封胶的方式进行间隙填充，机车运行时在振动的作用下，会导致胶的密封失效，造成渗漏油现象。
6、抱轴箱泄油孔漏油
抱轴箱泄油孔漏油易误判为齿轮箱抱轴领圈处漏油，经检修经验，因抱轴箱泄油孔漏油导致开箱的情况，开箱后齿轮箱状态良好。应追踪检查研究抱轴箱泄油原因，解决抱轴箱漏油问题，从而减少齿轮箱漏油的误判。
7、齿轮箱箱体出厂时有砂眼缺陷导致漏油。
原因分析：齿轮箱是结构铸钢焊接件，有时会存在原始砂眼等缺陷，在运行中缺陷处漏油。齿轮箱原始缺陷在组装过程中不易发现，属于不可控因素。据检修经验，出现过两次由于原始砂眼缺陷齿轮箱漏油问题。
六、结语
综上所述，因组装工艺造成的漏油起决定性作用，因此应加强组装工艺，同时加强检修作业人员的培训，确保轴箱质量。
装配时，前后各使用两条螺栓与定位销将齿轮箱上箱与下箱连接固定，下箱安装时注意外领圈回避轮对挡油环。在此过程中应保证齿轮箱正常入位，避免错位引起齿轮箱漏油。将箱体与电机齿轮箱座连接螺栓预紧，将箱体紧固螺栓全部拧紧到扭力值，松开箱体与电机、齿轮箱座连接螺栓，检查六孔位间隙，对间隙较大的，适当加垫调整处理，间隙Z多不超过4mm。紧固下箱底部的六角螺栓M30×110，箱体与机座间隙加满调整垫，保证箱体与机座无间隙。
在螺栓紧固时，应保证螺栓紧固顺序，以免螺栓紧固不当造成的齿轮箱偏斜。在紧固上下箱体后，检测齿轮箱与轮箍内侧的平行度，歪斜时应在齿轮箱及电机安装处添加调整垫，避免齿轮箱在外力不均的情况下发生变形偏移，影响大小领圈处安装质量导致漏油现象。
组装后实验检查为检测齿轮箱组装质量，应在转向架组装前进行驱动装置空转磨合试验。将完成组装的驱动装置吊装于试验台上进行正反转各15分钟的磨合试验，停机后检查齿轮箱领圈及合口面等部位有无漏油现象。

（来源：公众号“青年登高”）