地鐵車輛齒輪箱箱體軸向竄動量大問題分析與驗證

張 莉（長春軌道客車股份有限公司技術中心 轉向架開發部,長春130000）

地鐵車輛齒輪箱箱體軸向竄動量大問題分析與驗證

張 莉
（長春軌道客車股份有限公司技術中心 轉向架開發部,長春130000）

摘 要：對地鐵車輛月檢時發現的齒輪箱箱體竄動量大問題進行了普查，并對故障進行了調查，分析了問題的原因，并進行了試驗驗證，并提出了相應的解決措施和建議。

關鍵詞：地鐵齒輪箱箱體；竄動量大分析；試驗驗證

長春軌道客車股份有限公司研制的某一地鐵標準軌距無搖枕空氣彈簧轉向架，在月修時發現部分齒輪箱箱體側面推動能感覺到箱體可以晃動，在密封環處可以看到箱體的微動，在注油口處感覺位移量最大達到2-3mm左右。

1 故障調查

由于齒輪箱軸承存在一定的軸向游隙值，小齒輪側為0.1～0.16mm，大齒輪側為0.1～0.2mm，齒輪箱有微移動現象是正常的，但移動量2～3mm有些大。

為分析原因，進行了如下調查：

（1）.檢查確認吊桿與齒輪箱及構架的連接螺栓未發生松動現象；（2）檢查確認大軸承座與箱體的連接螺栓未發生松動現象；（3）檢查確認齒輪箱在運行過程中無異常聲音；（4）檢查確認齒輪箱放油螺堵上未吸附有大的金屬顆粒；（5）檢查確認小軸承無異常；（6）確認齒輪箱目前運行里程小于40萬公里；（7）普查齒輪箱大軸承軸向間隙值。其中有6個齒輪箱軸向間隙值偏大，分別為3027車2軸，大軸承軸向間隙值0.2175；3065車1軸，大軸承軸向間隙值0.285；3145車2軸，大軸承軸向間隙值0.2225；3207車2軸，大軸承軸向間隙值0.2575；3251車1軸，大軸承軸向間隙值0.31；5083車2軸，大軸承軸向間隙值0.24。

2 初步原因分析

該問題屬共性問題，通過上述故障調查，分析可能的原因如下：

2.1 裝配質量不合格

（1）組裝過程中，大軸承軸向游隙調整不合格，超出規定范圍0.1～0.2mm。此項須查齒輪箱組裝記錄檢查表。（2）大軸承內圈與大齒輪或密封圈貼合不嚴，組裝時存在間隙。此項須分解上下箱體檢測大軸承內圈與大齒輪及密封圈的間隙來確認。（3）大軸承外圈與大軸承定位座貼合不嚴，組裝時存在間隙。或者大軸承外圈與大軸承定位座組裝時過盈量不夠，熱裝時能有一定的過盈量，冷卻后變為間隙配合，運行過程中零部件磨損，導致軸承軸向間隙變大，此項須分解上下箱體檢查大軸承外圈與大軸承定位座的狀態來確認。

2.2 零部件制造質量不合格

（1）大軸承質量不合格，造成運行過程中磨損嚴重，軸向間隙變大。此 項須分解箱體查看軸承的狀態來確認。（2）大齒輪與軸承內圈配合處表面不光滑，造成軸承內圈定位不準，運 行過程中，不光滑表面逐漸磨損，形成間隙。此項須分解軸承檢查大齒輪與軸承內圈的狀態來確認。（3）大軸承定位座與軸承外圈配合表面不光滑，造成軸承外圈定位不準，運行過程中，不光滑表面逐漸磨損，形成間隙。此項須分解軸承檢查大軸承定位座與軸承外圈來確認。

3 試驗驗證

選取齒輪箱箱體竄動量大的齒輪箱（3065車1軸）進行分解檢查，檢查結果如下：

齒輪箱油顏色正常；磁性油堵吸附物正常；齒面狀態良好，無異常磨損；軸承狀態良好，無異常磨損；電機側大軸承定位座與軸承外圈之間用0.05mm的塞尺塞不進；電機側大軸承內圈與密封圈之間大約80°范圍內用0.1mm的塞尺能塞進，0.15mm的塞尺塞不進；電機側大軸承內圈與大齒輪之間大約60°范圍內用0.05mm的塞尺能塞進，0.1mm的塞尺塞不進；車輪側大軸承座與軸承外圈之間0.05mm的塞尺塞不進；車輪側大軸承內圈與密封圈之間大約2/3圓周范圍內0.1mm的塞尺能塞進，0.15mm的塞尺塞不進；車輪側大軸承內圈與大齒輪之間0.05mm的塞尺塞不進。

為進一步驗證原因，對3251車1軸齒輪箱進行了分解，情況如3065車1軸。

根據兩個齒輪箱的開箱檢查結果：齒輪箱體和潤滑油溫度正常，箱體無漏油跡象，放油磁性油堵無吸附顆粒狀金屬物，齒輪及軸承等部件無損壞或異常磨損，軸承、定位座、大齒輪、密封圈之間存在間隙，該齒輪箱軸向竄動位移量大的原因為大軸承內圈沒有安裝到位，車輛運行過程中，由于振動使錐軸承受到指向大齒輪的外力，從而使大軸承內圈向大齒輪貼近，逐漸消除了大軸承內圈與大齒輪間的間隙，而導致大軸承軸向游隙變大，超出規定范圍，從而導致箱體軸向竄動位移量較大。

4 結論

綜上所述，可以推斷該項目齒輪箱箱體軸向竄動量大的原因是零部件沒有安裝到位，車輛運行過程中，由于振動使錐軸承受到指向大齒輪的外力，從而使未安裝到位的零部件向大齒輪貼近，逐漸消除了相鄰零件的間隙，而導致大軸承軸向游隙變大，超出規定范圍，最終導致箱體軸向竄動位移量較大。

5 建議

（1）對于普查后軸向間隙值大于0.2的齒輪箱，將齒輪箱分解檢查，按照使用維護說明書中的方法，重新調整間隙值至標準范圍。同時在分解過程中，須按照使用維護說明書中的方法（拆解軸箱并退輪狀態）測量并記錄齒輪箱的實際大軸承軸向間隙，以對比在整車狀態下的測量值。（2）對于普查后軸向間隙值小于0.2的齒輪箱，須進行跟蹤檢查，注意觀察潤滑油的顏色，放油堵是否吸附有顆粒狀金屬物，齒輪箱體溫度是否異常，運行過程中齒輪箱是否有異音，齒輪箱體軸向晃動量是否變大。（3）對于新組裝完成的306組5車1軸和3251車1軸輪對進行跟蹤檢查。

參考文獻：

[1]齒輪箱組裝技術條件[S].南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司技術中心,2009.

[2]齒輪箱使用維護說明書[S].南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司技術中心,2009.