王超朋

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司機(jī)輛分公司，河北滄州 062350）

0 引言

近年來，隨著HXD1 型（神華號(hào)）交流機(jī)車牽引任務(wù)增加，機(jī)車在運(yùn)行過程中，齒輪箱不同位置出現(xiàn)不同程度滲油、漏油，且新故障不斷增多，嚴(yán)重影響機(jī)車運(yùn)行安全。因此，對(duì)其進(jìn)行分析研究，提出解決和預(yù)防措施。

1 齒輪箱概述

1.1 齒輪箱的作用

齒輪箱是機(jī)車輪對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)重要組成部件，保護(hù)傳動(dòng)端大小齒輪不被雨水、砂石等外部物質(zhì)環(huán)境侵害，同時(shí)起到潤(rùn)滑大小齒輪及電機(jī)傳動(dòng)端軸承的作用。齒輪箱質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)車運(yùn)行安全。

1.2 齒輪箱結(jié)構(gòu)原理

HXD1 型（神華號(hào)）交流機(jī)車齒輪箱采用高強(qiáng)度鋁合金材料及獨(dú)特的迷宮密封結(jié)構(gòu)，不僅大大減輕傳動(dòng)裝置的重量，而且提升了密封效果。

為防止齒輪潤(rùn)滑油濺入抱軸箱軸承，靠電機(jī)側(cè)（內(nèi)側(cè)）齒輪轂設(shè)計(jì)為與齒輪箱側(cè)密封環(huán)成多重迷宮動(dòng)密封，并帶有2 層臺(tái)階甩油環(huán)槽。齒輪箱側(cè)密封環(huán)設(shè)計(jì)有長(zhǎng)臂回油通道，可以使飛濺的潤(rùn)滑油回流到齒輪箱內(nèi)，通道底部可以沉淀油泥，油泥可從底部螺堵處去除。車輪側(cè)（外側(cè)）齒輪轂設(shè)計(jì)為4 層臺(tái)階甩油環(huán)槽結(jié)構(gòu)與齒輪箱迷宮式臺(tái)階領(lǐng)圈形成相應(yīng)的動(dòng)密封，齒輪箱的領(lǐng)圈下部凹槽處也設(shè)計(jì)有回油通道，通道底部可以沉淀油泥，油泥可從底部螺堵處去除。

這種借助齒輪箱與齒輪（轂）本身構(gòu)造而形成的動(dòng)密封技術(shù)，結(jié)構(gòu)極為緊湊，減少零部件數(shù)量，使得驅(qū)動(dòng)單元系統(tǒng)潤(rùn)滑具有非常好的密封效果（圖1）。

1.3 齒輪箱部件組成及作用

齒輪箱由上箱和下箱兩部分組成。其中，上箱頂部設(shè)有觀察小齒輪工藝孔、起吊工藝孔；下箱電機(jī)側(cè)中部設(shè)有注油孔、排油孔（油堵帶磁性）、油位觀察孔（油表）和觀察大齒工藝孔，輪對(duì)側(cè)中部設(shè)計(jì)有排油泥孔、呼吸孔及工藝孔。

當(dāng)齒輪箱油位低或更換齒輪箱潤(rùn)滑油時(shí)通過注油孔對(duì)齒輪箱加注潤(rùn)滑油，使齒輪箱的潤(rùn)滑油達(dá)到技術(shù)要求。排油孔的作用與其相反，當(dāng)齒輪箱油位高時(shí)或更換齒輪箱潤(rùn)滑油時(shí)，通過該孔排出潤(rùn)滑油，該孔螺堵帶磁性，可吸附鐵屑雜質(zhì)，齒輪箱檢修換油時(shí)，拆下螺堵，徹底清除。油位觀察孔的作用是觀察齒輪箱油位是否符合要求，觀察時(shí)機(jī)車應(yīng)停留在平直道上1 h 后進(jìn)行。輪對(duì)側(cè)中部設(shè)計(jì)的排油泥孔的作用是排除齒輪箱回油通道底部的油泥。

圖1 齒輪箱密封結(jié)構(gòu)

2 齒輪箱常見漏油故障分析及預(yù)防措施

HXD1 型（神華號(hào)）交流機(jī)車運(yùn)行中齒輪箱出現(xiàn)密封螺栓處漏油、上下箱合口面處漏油、抱軸領(lǐng)圈處漏油、回油通道處漏油等故障。根據(jù)這些故障點(diǎn)進(jìn)行全面分析，提出解決措施及建議，防止齒輪箱漏油。

2.1 齒輪箱上箱內(nèi)六角密封螺栓（觀察小齒輪工藝孔）處滲油、甩油

2.1.1 原因分析

（1）螺栓松動(dòng)。機(jī)車運(yùn)行中因振動(dòng)等原因?qū)е略撀菟ǔ霈F(xiàn)松動(dòng)，引發(fā)滲油。

（2）螺栓密封圈變形或螺栓螺紋涂抹的裝配膠失效。

（3）螺栓丟失，引發(fā)甩油故障。根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，機(jī)車在運(yùn)用中出現(xiàn)數(shù)次因螺栓丟失引發(fā)的嚴(yán)重漏油故障，因此修程中應(yīng)重點(diǎn)檢查該螺栓狀態(tài)。

2.1.2 處理及預(yù)防措施

若發(fā)現(xiàn)滲油、漏油，應(yīng)拆下螺栓及密封圈，徹底清潔檢查。檢查良好后，將螺栓螺紋部分及密封圈處均勻涂抹樂泰587 密封膠，然后進(jìn)行緊固處理，力矩要求70±10% N·m。另外，齒輪箱更新組裝前也應(yīng)注意檢查此螺栓緊固狀態(tài)，根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，新齒輪箱該螺栓松動(dòng)現(xiàn)象較多。車上檢修時(shí)由于該螺栓位置空間受限，不易檢查且拆卸頻率極少，建議在該螺栓螺紋處涂抹樂泰263防松密封膠，杜絕該螺栓松動(dòng)、丟失、漏油問題。

2.2 齒輪箱上下箱合口面處漏油、滲油

2.2.1 原因分析

（1）漏油位置螺栓松動(dòng)。螺栓松動(dòng)將導(dǎo)致合口密封不嚴(yán)，引發(fā)滲油故障。

（2）齒輪箱合口面清潔不徹底，清潔度差。齒輪箱合口面有油污、雜質(zhì)，導(dǎo)致齒輪箱合箱后密封不嚴(yán)造成滲油。

（3）齒輪箱合口面涂膠不均勻。密封膠涂抹質(zhì)量直接影響齒輪箱的密封效果。

（4）齒輪箱合口面涂膠后放置時(shí)間過長(zhǎng)。密封膠長(zhǎng)期暴露在空氣中，不僅影響其性能，同時(shí)也易受工作環(huán)境灰塵、雜質(zhì)的影響，最終影響齒輪箱的密封效果和裝配質(zhì)量。組裝技術(shù)要求規(guī)定齒輪箱合口面涂膠后應(yīng)在15 min 內(nèi)合完箱。

（5）齒輪箱合箱前未將齒輪箱與電機(jī)側(cè)、抱軸側(cè)定位螺栓無級(jí)定位套緊固到位，造成齒輪箱合箱時(shí)處于不自由狀態(tài)，使得齒輪箱合口處以及齒輪箱與抱軸處、電機(jī)承重板處出現(xiàn)間隙，造成漏油。

（6）齒輪箱合箱時(shí)未按順序要求緊固連接螺栓。HXD1 型（神華號(hào)）交流機(jī)車齒輪箱合口連接螺栓有16 條，與電機(jī)承重板連接螺栓8 條，定位螺栓4 條。螺栓眾多，若不按照齒輪箱裝配要求，隨意緊固連接螺栓，會(huì)造成齒輪箱受力不均勻，合口出現(xiàn)縫隙導(dǎo)致漏油。齒輪箱裝配技術(shù)要求規(guī)定，齒輪箱合口連接螺栓的擰緊方法按“三步”擰緊法：第一步20 N·m，第二步40 N·m，第三步70±10% N·m，并按1～16 序號(hào)順序進(jìn)行操作。

在實(shí)際齒輪箱裝配過程中，使用電動(dòng)扳手或氣動(dòng)扳手預(yù)緊合口面螺栓（應(yīng)該使用扭力扳手），未完全按順序進(jìn)行操作。這樣很容易造成齒輪箱合口面連接螺栓受力不均勻，影響密封效果。盡管最后用扭力扳手按70±10% N·m 緊固所有螺栓，但因前期預(yù)緊力不均勻，最終齒輪箱的連接螺栓受力是不一樣的。

（7）抱軸上的O 形橡膠密封圈被夾在齒輪箱合口面處，造成合口密封不嚴(yán)，出現(xiàn)間隙導(dǎo)致漏油。

（8）齒輪箱合箱后，未調(diào)整其與電機(jī)側(cè)、抱軸側(cè)間隙，進(jìn)而緊固定位螺栓，造成齒輪箱受力不均，引發(fā)齒輪箱合口處或其他位置漏油，以及因齒輪箱受力不均，導(dǎo)致齒輪箱裂損漏油。

2.2.2 處理及預(yù)防措施

（1）齒輪箱合口面清潔干凈并按要求，嚴(yán)格涂抹密封膠，保證涂密封膠后在15 min 內(nèi)合完箱。合箱前應(yīng)再次檢查合口面清潔度，密封膠上是否有雜質(zhì)，連接螺栓螺紋部分涂抹樂泰243 防松膠。

（2）建議合箱前在抱軸O 形密封圈處涂抹適量潤(rùn)滑脂，使上下箱合箱時(shí)能順利通過此處，防止上下箱合箱時(shí)咬住O 形密封圈，被夾在齒輪箱合口面之間。

（3）齒輪箱合口螺栓緊固，嚴(yán)格按“三步走”原則進(jìn)行：第一步20 N·m，第二步40 N·m，第三步70±10% N·m，并按1～16序號(hào)順序進(jìn)行預(yù)緊和緊固。

（4）嚴(yán)格遵守先緊固合口螺栓，再緊固齒輪箱與電機(jī)承重板連接螺栓，最后調(diào)整齒輪箱與電機(jī)抱軸側(cè)間隙，進(jìn)而緊固定位螺栓的工藝步驟。首先，緊固齒輪箱合口螺栓。分3 個(gè)步驟緊固螺栓：①M(fèi)A1=20 N·m，②MA2=40 N·m；③在開始安裝工作前15 min 內(nèi)用MA3=70 N·m±10%力矩緊固所有螺栓。其次，順時(shí)針方向分3 步將齒輪箱緊固到電機(jī)承重板上：①M(fèi)A1=20 N·m；②MA2=40 N·m；③MA3=70 N·m±10%（所有螺釘要求15 min 內(nèi)緊固完畢）。最后，通過螺紋定位套調(diào)整齒輪箱與電機(jī)側(cè)、抱軸側(cè)組裝間隙，調(diào)節(jié)到位后按要求嚴(yán)格緊固定位螺栓。其與抱軸連接的2 條定位螺栓（M20×130）擰緊力矩為340 N·m。與電機(jī)連接的2 條定位螺栓（M12×60）擰緊力矩為70 N·m。

2.3 齒輪箱內(nèi)側(cè)領(lǐng)圈與抱軸箱安裝結(jié)合面漏油、滲油

2.3.1 原因分析

（1）齒輪箱領(lǐng)圈圓度超差與抱軸配合時(shí)形成間隙，導(dǎo)致漏油。齒輪箱制造工藝不合要求，造成領(lǐng)圈圓度超差。入段檢修機(jī)車在齒輪箱組裝作業(yè)中，出現(xiàn)過齒輪箱裝配后內(nèi)側(cè)領(lǐng)圈與抱軸箱結(jié)合面處間隙大的現(xiàn)象，若出現(xiàn)此問題應(yīng)進(jìn)行換箱處理。

（2）齒輪箱內(nèi)側(cè)領(lǐng)圈處及抱軸處清潔不干凈，造成密封不嚴(yán)。

（3）齒輪箱內(nèi)側(cè)領(lǐng)圈處涂膠過少或不連貫，影響密封效果。

（4）O 形橡膠密封圈被夾在齒輪箱合口面處。齒輪箱合箱時(shí)，上下箱領(lǐng)圈結(jié)合部位很容易將抱軸箱上的O 形橡膠圈夾在齒輪箱合口的結(jié)合處。一旦O 形橡膠圈夾在齒輪箱合口處，會(huì)使齒輪箱上下箱結(jié)合不到位，產(chǎn)生間隙，造成漏油、滲油。建議合箱前在O 形橡膠密封圈上涂抹適量潤(rùn)滑脂，使上下箱合箱時(shí)順利通過此處。

（5）組裝后齒輪箱自由度超差，也會(huì)造成齒輪箱內(nèi)側(cè)領(lǐng)圈與抱軸箱安裝結(jié)合面出現(xiàn)縫隙，漏油，應(yīng)嚴(yán)格按照齒輪箱裝配要求進(jìn)行操作。

2.3.2 處理及預(yù)防措施

徹底清潔齒輪箱領(lǐng)圈處及抱軸處的油污雜質(zhì)，嚴(yán)格按要求在齒輪箱領(lǐng)圈處涂抹樂泰587 密封膠。合箱時(shí)注意抱軸處O 形橡膠密封圈的狀態(tài)，建議合箱前在O 形橡膠密封圈上涂抹適量潤(rùn)滑脂，使上下箱合箱時(shí)能潤(rùn)滑過渡。提高齒輪箱裝配要求及標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照齒輪箱裝配要求操作，保證齒輪箱裝配后的自由度及質(zhì)量。

2.4 齒輪箱回油通道密封螺堵處漏油

2.4.1 原因分析

（1）技術(shù)規(guī)定，該位置密封螺堵螺紋應(yīng)涂抹防松密封膠，否則會(huì)造成密封不嚴(yán)，導(dǎo)致漏油。

（2）螺堵松動(dòng)或丟失。

2.4.2 處理及預(yù)防措施

拆下螺堵，清潔螺堵、螺孔螺紋。檢查良好后，在螺堵螺紋處均勻涂抹防松密封膠并緊固，螺堵一定要安裝到位。

2.5 齒輪箱回油通道排油泥螺栓漏油

2.5.1 原因分析

（1）根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，入段檢修的機(jī)車齒輪箱回油通道排油泥螺栓松動(dòng)現(xiàn)象較多，造成密封不嚴(yán)，出現(xiàn)漏油。

（2）螺栓丟失。

2.5.2 處理及預(yù)防措施

重點(diǎn)檢查該螺栓緊固狀態(tài)，若出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象應(yīng)將其拆下進(jìn)行清潔檢查。若良好，在螺栓螺紋處及密封環(huán)處涂抹適量587 密封膠，進(jìn)行緊固，并校驗(yàn)其螺栓緊固力矩。

2.6 齒輪箱油表、注油螺栓、排油螺栓滲油

2.6.1 原因分析

齒輪箱下箱裝有油表、注油螺栓、排油螺栓。因注油螺栓和排油螺栓經(jīng)常拆卸，易導(dǎo)致密封圈變形磨損，引發(fā)漏油、滲油。排油螺栓清洗不干凈、涂膠不均勻也會(huì)造成密封不良，導(dǎo)致漏油。油表不清晰或裂損更新安裝時(shí)，安裝不到位或涂抹密封膠不均勻?qū)е侣┯汀?/p>

2.6.2 處理及預(yù)防措施

（1）拆卸的注油螺栓和排油螺栓應(yīng)徹底清潔干凈并檢查密封圈是否良好，在螺紋處均勻涂抹密封膠，確保密封狀態(tài)良好。

（2）油表、注油螺栓、排油螺栓安裝時(shí)應(yīng)無缺件，且安裝到位。建議對(duì)注油螺栓和排油螺栓安裝防緩鐵絲，因該螺栓經(jīng)常拆卸，易松動(dòng)導(dǎo)致漏油。一旦螺栓松動(dòng)丟失，齒輪箱里的潤(rùn)滑油將瞬間排盡，嚴(yán)重影響機(jī)車運(yùn)行安全。

3 結(jié)束語

齒輪箱漏油故障眾多且原因很多，本文主要從目前齒輪箱出現(xiàn)的漏油率較高的5 個(gè)方面進(jìn)行全面分析，提出解決措施和建議。齒輪箱還有一些隱性漏油故障待預(yù)防及研究，如齒輪箱與電機(jī)結(jié)合面處滲漏油、齒輪箱裂損滲漏油以及回油孔被油泥堵住、呼吸孔被油泥堵住引發(fā)的齒輪箱滲漏油等。只要采取科學(xué)有效的預(yù)防措施，齒輪箱漏油完全可以防止。另外，加強(qiáng)作業(yè)人員操作培訓(xùn)，提高其技能水平，嚴(yán)格遵守工藝范圍要求，也是防止齒輪箱滲漏油的基本條件。