蘇州地鐵1號線增購車齒輪箱油位優化

徐文彬

摘? ?要：文章通過跟蹤并分析1號線增購車齒輪箱滲油現象，查找故障原因，并通過測試優化齒輪箱注油量，達到功能與經濟效益的同時優化。

關鍵詞：滲油;油位;車齒輪箱

2017年7月，蘇州地鐵1號線增購車齒輪箱普遍發現大軸承做車輪側迷宮密封處出現滲油情況，通過不同油量進行跑合實驗，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象。

1? ? 密封結構設計原理及油量設計綜合考慮因素

1.1? 密封結構設計原理

蘇州地鐵1號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合的非接觸密封。齒輪箱正常運轉時，齒輪箱內部分潤滑油通過軸承座與密封環之間的徑向小間隙溢出到環形密封腔A中;溢出的潤滑油一部分直接沿A腔內壁匯流到A腔底部，附著在密封環上的部分潤滑油通過密封環的旋轉，被甩到A腔內壁上，并沿A腔內壁匯聚到A腔底部，而少量進入A腔迷宮間隙部分的潤滑油會隨著密封環的轉動，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，實現齒輪箱內潤滑油的循環;同時由于軸承座與密封環之間還設有迷宮密封，因此可有效防止潤滑油向外泄露，同時也可避免外部雜物等進入齒輪箱內部。

1.2? 油量設計綜合考慮因素

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，靠齒輪旋轉時飛濺起來的潤滑油潤滑軸承;考慮到地鐵車輛頻繁的啟動和制動，且其運行速度相對較低，因此齒輪箱其潤滑油位需要充分考慮啟動和制動等低速時的潤滑;基于齒輪箱內大小齒輪和軸承的充分潤滑及齒輪攪油后的齒輪箱內部的黏附及相應的換油周期等因素考慮，因此必須確定一個合適的油量，以滿足齒輪和軸承潤滑的需求和齒輪箱的運用要求。

2? ? 滲油原因分析

2.1? 油量對比

齒輪箱迷宮部位滲油與油位高低及油量總和相關，蘇州地鐵1號線增購車齒輪箱箱體底部儲油空間不大，潤滑油油位較其他項目偏高，在同樣密封結構設計的基礎上，出現了明顯的滲油現象，因此，有必要核對評估試驗方法并重新確定油量添加限值。

2.2? 試驗情況

蘇州地鐵1號線增購車齒輪箱于2016年5月進行了型式實驗，實驗結束后，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，未發現潤滑油滲漏。

結合蘇州地鐵齒輪箱實際應用中出現滲油并有灰漬黏附現象，根據原試驗情況回顧分析，認為試驗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，采用噴涂滲漏劑進行輔助的檢查方法，重新開展油位油量對比試驗，以驗證油位油量對泄漏的影響。

3? ? 油位油量對比試驗

3.1? 試驗工況

齒輪箱內加注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號線增購車齒輪箱油量跑合試驗大綱》中的規定的轉速和時間各連續運轉一次，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滿足：⊿T≤60 ℃+2T/3（⊿T為油池溫升或軸承溫升，T為環境溫度，單位℃）實驗結果如圖1所示。

3.2? 對比結果

從上述油位的試驗對比情況來看，可得出：（1）當齒輪箱達到較高的油位時，齒輪箱大軸承座（車輪側）出水孔孔口處易于出現油痕甚至滲油現象;而現場運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，大于試驗的2.6 L油量，而根據試驗情況分析，齒輪箱車輪側出現密封部位滲油情況，與實際情況基本吻合;而現場密封部位出現不同程度的油漬甚至油滴，則可能是車輛運行一段時間后油漬不斷積聚的結果。（2）當油位適當降低后，齒輪箱密封部位的油痕明顯減弱甚至消失。

4? ? 改進方案

由上述試驗結果可知，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重的兩列車。（2）對每列車的1輛動車2個轉向架上的4套齒輪箱進行油位調整，并進行跟蹤試驗，試驗跟蹤時間為1個月，同時對齒輪箱各部位粘貼溫度試紙，進行溫度監測，日常記錄各部位溫度、油位變化及各部位密封情況。（3）根據線路試驗結果，進一步確定后續的整改方案。

通過實驗跟蹤，齒輪箱滲油現象明顯改善，現將所有列車齒輪箱觀察窗進行更換，潤滑油油量調整到2.2～2.8 L，并持續跟蹤整改效果。