軌道齒輪箱軸承游隙的測量及調整

□ 李紅紅 □ 汝學斌 □ 翟 晶 □ 成春花 □ 王曰輝

太原重工齒輪傳動分公司 太原 030024

軌道齒輪箱是軌道車輛關鍵零部件電牽引系統的重要組成部分，它將電機通過聯軸節傳遞的扭矩傳到車軸上，以帶動車輪轉動，從而實現驅動列車的運行。由于軌道齒輪箱長期處于變載荷、高振動等工況下，對其安全性及穩定性要求極高。而軸承作為齒輪箱的重要組成部分，軸承游隙的選擇與調整，對軸承的滾動疲勞壽命、溫升、噪聲、振動及機械運轉精度等性能都有影響。如裝配時游隙過大，會降低軸承的承載能力及軸承的壽命，并造成零件軸向竄動，對齒輪產生沖擊載荷，從而導致齒輪箱振動大，軸承噪聲大；游隙過小，會導致軸承溫升高，無法正常工作，甚至將滾動體卡死。因此，齒輪箱裝配時，對軸承游隙的測量以及將不在范圍內的游隙值調整到理論要求值是極其重要的。

1 軸承游隙測量的現狀

目前國內裝配后軸承游隙的測量沒有統一的指導文件，尤其是裝配后圓錐軸承游隙的測量主要采用經驗判定法。該方法需要長時間的經驗積累才能達到，且由于操作者不同，其誤差也較大，很難使裝配后軸承的實際游隙達到設計要求。而軌道齒輪箱長期處于高速運轉中，對軸承游隙的要求極高，要求有高的檢測精度及準確的游隙值。因此，此方法不適用于軌道齒輪箱游隙的檢測。

▲圖1 齒輪箱結構圖

2 軌道齒輪箱內軸承游隙測量及調整方法

2.1 軸承游隙測量原理

軸承內部游隙的定義：其中一個軸承套圈相對于另一個軸承套圈在徑向（徑向游隙）或軸向（軸向游隙）可移動的總距離。

本測量方法主要是通過將齒輪箱豎直放置，讓圓錐滾子軸承的內圈、外圈呈垂直狀態，把一個百分表表架固定，表針頂在齒輪軸的軸端面，通過一定的力推拉齒輪軸，讀取百分表顯示差值，即為該軸的軸向游隙。

2.2 軌道齒輪箱軸承游隙的測量方法

圖1所示為某一型號的軌道齒輪箱結構簡圖，齒輪箱內輸入輸出級兩端都采用圓錐滾子軸承，單列圓錐滾子軸承僅在安裝后才會達到一定的內部游隙，并取決于另一個用來提供反方向軸向定位軸承的調整。從圖中可看出，高速軸一端伸出齒輪箱外，空間小，推拉齒輪軸時無受力點，要準確地測量該側軸承游隙有很大的難度。而輸出級游隙測量時，利用車軸及齒輪的自重，將百分表表架固定在車軸上，測頭頂在輸出端軸承座端蓋上，通過提升車軸來測量輸出級軸承游隙。結合齒輪箱輸入級的裝配結構及空間，設計了一套專用的工裝進行測量，如圖2所示。利用輸入齒輪軸軸端孔以及軸承蓋上的起縫孔，分別擰入特制螺母及螺桿，通過撥桿將兩處連接，采用杠桿原理，通過力矩扳手對撥桿處上下方向施加一定的力來實現小齒輪軸的拉伸與壓緊，根據百分表示值的變化，確定軸承的游隙值。

為保證測量的準確性，測量過程中需注意以下幾點事項：

1）螺母必須擰緊至齒輪軸軸端。

2）測量前應上下移動百分表的測頭，確認其可以靈活無誤，且可以正確地回到原點。

▲圖2 輸入級軸承游隙的測量

3）力矩扳手處施加的力不可以過大，否則會影響軸向游隙測量值的準確性。

2.3 軌道齒輪箱軸承游隙的調整方法

軌道齒輪箱軸承游隙要求值范圍通常都很小，在裝配過程中，很難一次裝配到位，使其滿足設計要求的使用值，此時需要通過調整使游隙值達到設計要求。

在普通齒輪箱中，通常通過配磨調整環的厚度或調整端蓋止口的深度來調整圓錐滾子軸承軸向游隙。而軌道齒輪箱游隙則是通過增減調整墊片的數量及厚度來完成，該調整墊片置于箱體與軸承蓋結合面之間，通過調整墊片總厚度的增加或減少，來改變兩軸承之間的距離來調整游隙。制作了不同厚度的調整墊片，即：0.10 mm、0.12 mm、0.15 mm、0.30 mm、0.45 mm，根據裝配后實際測量值的大小，通過更換調整墊片的厚度來調整出合適的游隙值。

3 結論

通過使用該測量方法，將軸承游隙調整至設計要求的使用游隙；經對裝配后的齒輪箱進行空載、負荷試車，齒輪箱的噪聲、振動、溫升等各項性能指標均滿足設計要求。可見，本測量方法符合軌道交通等精密齒輪箱軸承游隙的測量要求。

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