城市地鐵車輛-齒輪箱常見故障及診斷方法

齒輪箱作為轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)的Z重要部件之一，其作用是通過聯(lián)軸節(jié)傳遞電動機(jī)產(chǎn)生的扭矩并驅(qū)動車輪，傳遞地鐵車輛的牽引力。齒輪箱因其功能及結(jié)構(gòu)的特殊性，是轉(zhuǎn)向架中故障率Z高的部件，其性能直接決定轉(zhuǎn)向架的運(yùn)用性能。

地鐵齒輪箱漏油現(xiàn)象是比較常見的齒輪箱故障模式之一，主要原因有以下幾種：合箱面滲油、軸承密封漏油、端蓋排氣孔漏油、加油口和排油口漏油等。齒輪箱各部件出現(xiàn)的漏油、滲油，不僅會影響各部件表面工作狀態(tài)，甚至?xí)过X輪箱內(nèi)部其他小零件潤滑能力下降，從而加劇溫度升高，使內(nèi)部零件出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，Z后導(dǎo)致齒輪箱的其他的相關(guān)部件損壞。所以做好對地鐵齒輪箱漏油原因的分析，并采取一些相關(guān)的措施解決這一問題，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、齒輪箱原理與構(gòu)成

地鐵車輛有兩種車型組成，分為動車和拖車，其中不帶動力的車輛為拖車，帶動力起到傳遞能量的是動車，動車上懸掛有牽引電機(jī)和齒輪箱，動車通過接收受電弓傳遞的電能，驅(qū)動牽引電機(jī)旋轉(zhuǎn)，主要通過電力傳動方式，實(shí)現(xiàn)動能的變換和傳遞。齒輪箱作為變速機(jī)構(gòu)，將牽引電機(jī)較高的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為合適的輪對轉(zhuǎn)速，從而驅(qū)動地鐵車輛前進(jìn)。地鐵車輛用驅(qū)動齒輪箱位于動力車體底部，一端懸掛在車軸上，另一端懸掛在構(gòu)架上。列車在高速運(yùn)行中，軌道的沖擊直接作用于齒輪箱上。

二、齒輪箱潤滑方式

地鐵車輛在正線運(yùn)行時，由于線路工況復(fù)雜，轉(zhuǎn)向架頻繁受到來自軌道的振動和沖擊，為了提高齒輪箱的性能，保證箱內(nèi)各部件的壽命，在設(shè)計過程中必須采取可靠的潤滑和密封措施。齒輪箱的軸承與齒輪的潤滑方式正是通過齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動箱內(nèi)潤滑油的流動，產(chǎn)生飛濺油霧來潤滑的，即“飛濺潤滑方式”，作用在齒輪與齒輪之間的嚙合面及箱體其它部位，實(shí)現(xiàn)對齒輪箱的冷卻和潤滑，齒輪箱下箱體上有一個油標(biāo)，其上面有二條水平線，分別代表油位的Z高油位、Z低油位。正常工況下，油液面必須保持在Z高油位和Z低油位所示的兩線之間。

三、齒輪箱常見故障與處置

（1）迷宮密封故障

迷宮密封故障可能有以下原因：齒輪箱在設(shè)計及制造過程中，由于迷宮密封設(shè)計不良或組裝質(zhì)量不佳，導(dǎo)致齒輪箱迷宮密封等部位裝配公差過大，迷宮密封處油氣容易滲出;加注齒輪箱潤滑油過多，導(dǎo)致油位超出上刻度線，油位偏高會造成油氣從迷宮處逸出。具體解決措施有：將適量齒輪箱潤滑油放出，調(diào)整油位至中刻度線附近，將油氣污染的齒輪箱外表面進(jìn)行清潔，定期觀察齒輪箱油位，若油位明顯下降或有明顯滴掛現(xiàn)象時，須退卸齒輪箱輸出端端蓋進(jìn)行內(nèi)部檢查，使用專用設(shè)備檢測尺寸及配合公差，對密封結(jié)構(gòu)和O型圈進(jìn)行更換處理。

（2）合箱面故障

合箱面故障可能有以下原因：箱體合箱面處組裝不當(dāng)(密封膠或O形圈組裝不當(dāng))，密封膠涂抹不規(guī)范，密封膠未覆蓋整個結(jié)合面區(qū)域，可能導(dǎo)致潤滑油從縫隙滲出;齒輪箱裝配時，在調(diào)整中間級軸承游隙前，箱體箱合箱面上涂抹密封膠，但結(jié)合面螺栓沒有全部把緊，待游隙調(diào)整完成后，部分密封膠可能已經(jīng)開始硬化，之后再將結(jié)合面所有螺栓把緊時，并不能將密封膠擠壓平鋪均勻，導(dǎo)致部分區(qū)域存在縫隙或者遺漏點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致潤滑油滲漏。具體解決措施有：嚴(yán)格按照檢修規(guī)范進(jìn)行清理及裝配，箱體合箱面涂抹密封膠后，調(diào)整軸承游隙等操作時確保所有螺栓按照規(guī)定把緊，按照相關(guān)要求選擇密封膠型號并規(guī)范涂抹。

（3）油標(biāo)位置故障

油標(biāo)位置故障可能有以下原因：密封失效或安裝不良;異物擊打或玻璃蓋板上誤噴清洗劑導(dǎo)致玻璃板裂紋等。具體解決措施有：油位無下降時，定期觀察;無明顯滲油時，待正常檢修作業(yè)時更換;油位明顯下降或有明顯滲油時，立即更換。

（4）油品發(fā)黑故障

油品發(fā)黑故障可能有以下原因：新軸承經(jīng)過一段時間的運(yùn)行磨合有可能導(dǎo)致油品發(fā)黑；更換后的新軸承滾珠上未去除的氧化皮可能在運(yùn)行過程中被油品沖刷脫落造成油品發(fā)黑落造成油品發(fā)黑;齒輪箱檢修過程中跑合試車用油未及時進(jìn)行更換，試車用油與新油(顏色較清亮)混合后會使油品顏色發(fā)黑。

具體解決措施有：先觀察齒輪箱發(fā)黑的油品沉淀物是粉末狀還是金屬碎片狀，粉末狀的異物應(yīng)為齒輪箱內(nèi)部清潔度差產(chǎn)生，如果有金屬碎片則應(yīng)該找出原因，先放油沖洗齒輪箱，并重新加油，后續(xù)在進(jìn)?跑合試驗時，試車結(jié)束后要趁熱抬高齒輪箱高速軸一端從注油磁性螺塞一側(cè)盡可能排盡齒輪箱中的油品。檢修過程中的跑和試車用油定期更換，保證油品清潔度。

（5）滲油、漏油故障

由于采用非接觸式迷宮密封結(jié)構(gòu)，油霧會沿著迷宮密封間隙向外溢出。溢出過程中，絕大部分油霧冷凝回流至箱體，小部分油霧繼續(xù)向外擴(kuò)散，其中向外擴(kuò)散的油霧遇到冷空氣后會冷凝在軸承座和密封環(huán)的外表面，并與環(huán)境中的粉塵結(jié)合，多?累積則形成濕潤灰漬吸附在箱體表面：另一部分冷凝在出水孔環(huán)形槽中，待冷卻后與外界冷卻的水汽一起由出水孔排出，在出水孔附近形成液體流掛痕跡，車輛運(yùn)行時可能導(dǎo)致流掛痕跡擴(kuò)散。此外，齒輪箱內(nèi)潤滑油油量過多，會導(dǎo)致上述現(xiàn)象加劇。具體解決措施有：對于油灰已經(jīng)干燥的部位，請將油灰清理干凈，并用清洗劑清洗干凈，在密封連接部位及周邊涂一層硅膠密封。齒輪箱新加注潤滑油后，須保證一個換油周期內(nèi)的潤滑油泄漏量不會導(dǎo)致齒輪箱潤滑油油位從中油位降低到Z低油位以下，若潤滑油油位逐步降低，無法滿足齒輪箱維護(hù)正常換油周期，結(jié)合檢修選擇適當(dāng)時間進(jìn)行堵漏措施，當(dāng)齒輪箱油位低于Z低油位前，需要再次加注潤滑油。

（6）油品乳化故障

齒輪箱油品乳化故障可能有以下原因：主要原因是外界的粉塵、灰塵、水汽等從齒輪箱通氣器或者密封處吸入箱體內(nèi)部而導(dǎo)致，尤其在地鐵車輛通過隧道時齒輪箱通氣器處形成負(fù)壓，粉塵、灰塵、水汽等污染性微小顆粒易隨氣流倒灌至齒輪箱內(nèi)部并造成潤滑油乳化或發(fā)黑。具體解決措施有：先排出舊油，再加入正常加油量5%的工作用油進(jìn)行沖洗，然后排放掉。加入正常油量的工作用油至標(biāo)準(zhǔn)油位，正常情況下，運(yùn)轉(zhuǎn)1～3h，油溫可達(dá)40℃，齒輪箱停機(jī)后30min內(nèi)趁熱排放所有潤滑油，再按使用維護(hù)要求重新加入工作用油至標(biāo)準(zhǔn)油位。正常運(yùn)行1～3個月時，對齒輪箱潤滑油監(jiān)測，隨機(jī)取樣進(jìn)行理化試驗，確保潤滑油性能滿足使用要求。

四、齒輪箱的通用故障診斷方法

齒輪箱如果出現(xiàn)故障，需要及時診斷，并能通過高效、科學(xué)的診斷方法迅速定位和判斷，診斷齒輪箱故障的通用方法有：

頻譜分析方法，當(dāng)齒輪箱出現(xiàn)故障時，其振動信號中包含的故障信息通常以調(diào)制的形式出現(xiàn)，通過解調(diào)故障信息就能知道故障問題出處。

信號分析方法，齒輪箱在工作過程中所產(chǎn)生的噪音、振動和溫升等動態(tài)信號，對動態(tài)信號使用專業(yè)設(shè)備采集，依據(jù)信號分析方法，對故障的分析和診斷。

磨損分析方法，依據(jù)金屬磨損理論，通過采集齒輪箱潤滑液中的樣品，對潤滑液中的運(yùn)動粘度測試、含水量測試、金屬磨損分析，對潤滑油液里的磨損金屬百萬分比來判斷材料的來源，從而確定潤滑液的狀態(tài)，對油品性能進(jìn)行綜合評估。

（來源：城市地鐵）