动车组齿轮箱轴承故障分析.pdfVIP

动车组齿轮箱轴承故障分析

摘要：传动齿轮箱作为高速列车动力系统的关键部件，随齿轮转速

的高，齿轮箱内的工作条件急剧恶化。此外，齿轮箱在运行时还

承受牵引电机的扭矩及线路带来的振动冲击川I于运行工况较为复

杂，在运用过程中，齿轮箱是转向架中故障率较高的零部件之一，

其性能直接决定了转向架的运用性能。

关键词：动车组；齿轮箱；轴承故障；措施

1齿轮箱结构分析

齿轮箱主要组成部件包括齿轮箱箱低、密封件、轴承、齿轮、

轴承座、接地装置及吊杆。大齿轮压装在车轴上，大齿轮轴承通过

大齿轮轴承盖与齿给箱体和车轴连接，确保车轴、大齿轮和齿轮箱

体相对转动。小齿轮轴通过轴承、轴承盖安装在齿轮箱体中，小齿轮

与大齿轮啮合传递动力。齿轮箱吊杆与构架连接。小齿轮轴伸出端

通过联轴节与牵引电机实现柔性连接，将牵引电机的动力传递到车轴

上，带动车辆运行。为降低簧下质量，齿轮箱采用铸造铝合金箱体。

齿轮和轴承的润滑均使用黏度等级75W-90系列润滑油，采取大齿轮

旋转带动的飞溅润滑方式，设计注油量为中油位2.5Lo大齿轮和小

齿轮侧的轴承均为圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承采用面对面布置方

式，可以满足径向、轴向载荷要求，组装拆卸较为方便，通过调整轴

承座与箱体间的调整垫片控制轴承游隙。

2齿轮箱轴承损坏原因分析

2.1齿轮箱缓和线错位原因分析

通过现场试验验证，缓和错位过程如下：齿轮箱低温运转状态下,

轴承内圈相对车轴存在一定温差，当受到线路异常冲击时，轴承负

载径（向力、轴向力）将超出正常运用载荷，该负载通过滚子传递给

内圈，此时内圈承受的滚子旋转带来的端面滑动摩擦力矩及滚道面

摩擦力矩，超出内圈正常组装状态下所能保证的传递扭矩，最终引

起内圈轻微蠕动，日积月累，缓和线错位明显。

2.2齿轮箱油乳化发黑原因分析

根据现场润滑油样和现场磁性油栓吸附物的分析结果，结合动

车组运用区间的线路工况动（车线路为有祚道，高铁线路为无祚

道），认为润滑油变色的主要原因是外界的粉尘、煤灰等从齿轮箱

通气器或者密封处吸入箱体内部而导致尤其在动车组车辆通过隧

道时齿轮箱通气器处形成负压，粉尘、煤灰等污染性微小颗粒易随气

流倒灌至齿轮箱内部并造成润滑油发黑。

2.3齿轮箱PW侧轴承保持架脱出原因分析

根据问题轴承调查情况、现场截油环乙退卸过程调查、跌落试

验结果及复现试验结果，确认导致车轮侧轴承保持架、滚珠与轴承

内圈别离的原因为保持架受到外力作用所致。结合武汉检修基地截

油环乙工装为保持架与工装刚性接触的实际情况，且当退卸压力机

出现故障时会导致车轮侧保持架直接承受压力机FE力的情况，判断

导致本次小轴组成车轮侧轴承保持架脱落的原因，主要是在退卸轮对

齿轮箱小轴截油环乙时，压力机发生异常，持续向下作用，导致车轮

侧保持架受力变形，进而造成保持架与内圈脱开并在滚子小端形成

压痕现象。

3试验验证

3.1采用原润滑油开展试验验证

对动车组齿轮箱采用原润滑油开展了4项试验验证：故障复现

试验、不同小轴承游隙下比照试验、大注油量/不同温度下比照试验

和破坏性试验。

试验结论：1（）模拟动车组事故运行」二况进行试验，故障复现;

⑵增加注油量可明显改善小轴承润滑条件。

3.2采用新品种润滑油开展试验验证

选取新品种涧滑油开展比照试验。试验齿轮箱小轴承游隙调整

为下限值，分别在不同注油量、不同环境温度下开展试验比照。比

照试验项点包括：油品低温性能.故障复现试验、低油量低温高速试

验、不同温度下最大负载反转急加速试验、不同油量下低温高速运

动痕迹局（部黑色物质为轴承表面磷化膜脱落）/旦山于该部位为压

装配合部位，故不会发生疲劳扩展，车轴的日常超声波探伤亦可及

发现异常现象。在检修故障齿轮箱，将轴承内圈加压作业悬浮

齿轮箱/吏车轴处于竖直状态，且在内圈热装后于车轴同温后（约

lOmin）再加