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

（中國鐵路濟南局集團有限公司 青島機車車輛監(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 齒輪箱組成結構與功能

齒輪箱組成是動車組轉向架的重要零部件之一。齒輪裝置的作用是將牽引電機的驅動力矩有效地傳遞到車軸從而使動車組加速，或者是將車軸的轉矩傳遞給已轉為發(fā)電機工況工作的牽引電機從而使動車組減速。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，齒輪箱主要結構如圖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 齒輪箱主要結構

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年時不進行三級修，在配屬鐵路局進行專項檢修，運行120萬km或3年后進行四級或五級檢修。

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)、轉向架動力學狀態(tài)進行跟蹤檢查。

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玻璃，在采用有機溶劑擦拭時，與有機溶劑發(fā)生反應從而產(chǎn)生溶劑應力；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，導致游隙值的增大。

（3）保障措施。一是齒輪箱采用成熟結構，性能穩(wěn)定；二是運用修作業(yè)時及時處理按標準檢查發(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行監(jiān)控，溫度異常時可發(fā)出預警或報警，司機和隨車機械師可及時處置；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行檢查，吸附物細膩無異常，滿足檢修規(guī)程要求。

對接地裝置彈簧進行壓力測試。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，對潤滑油進行抽檢化驗，送檢潤滑油狀態(tài)良好，各項指標均滿足要求。

跟蹤整車動力學性能。初步測試結果為旋輪前后平穩(wěn)性指標均小于2.5，性能等級為優(yōu)。構架端部橫向加速度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均小于2.0，性能等級為舒適。

6 結語

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。