牽引齒輪箱早期滲漏原因分析及改進

1成立攻關小組,解決轉向架解體,造成正常生產秩序被中斷近年來，我國多次收到消息，在sd3b車輛的制造過程中，我們多次收到反映車輛在機務段的使用中引入齒輪箱早期泄漏的信息，嚴重損害了公司車輛的質量形象。此外，在廠內和廠外的正式試驗和運輸運輸中，齒輪箱的早期泄漏有時會導致車輛和發動機的解體、分析原因，并采取措施糾正，使車輛的正常生產秩序中斷。為此,我公司專門成立了攻關課題組,進行攻關解決。經過對多臺SS3B型機車牽引齒輪箱解體分析以及到用戶處和其它生產廠家的調研,我們發現機車牽引齒輪箱早期漏油的主要部位如表1所列。2整體鋁合金鑄造齒輪箱體結構的研究機車牽引齒輪箱由于處于兩車輪之間與牽引電機相聯,安裝空間有限,并要承受機車運行中的各種振動、緊固螺栓力矩和相關作用力,因此要求其具有足夠的剛度和強度,但空間尺寸不能太大。另外,由于牽引齒輪箱的重量屬簧下重量,所以要求在保證剛度和強度的同時,盡可能減輕重量,減小對鋼軌的沖擊。為此國外高速機車出現了特殊型式的整體鋁合金鑄造齒輪箱體結構,除獲得較輕的重量外,還可以得到良好的潤滑和熱傳導條件。針對牽引齒輪箱結構的特殊性及漏油解體分析的結果,我們認為牽引齒輪箱早期漏油的主要原因如下:(1)原牽引齒輪箱回油結構不利于回油,且回油通道不暢,易受齒輪箱內部油氣背壓的影響。(2)原牽引齒輪箱整體剛度和強度不足。在運用過程中易發生變形,造成各結合面之間漏油。(3)原牽引齒輪箱呼吸口內部擋油效果不好,通過呼吸口出油太多。(4)原牽引齒輪箱、抱軸箱制造質量不高,卡控不嚴。(5)原牽引齒輪箱組裝工藝不夠細致、完善。3有關對策和措施3.1導向未固結構設計(1)改進牽引齒輪箱領圈回油方式。原牽引齒輪箱回油采用在領圈回油槽底部橫向打孔連通箱體內腔的方式,由于回油孔小、打孔位置偏差大,回油孔回油方向易受箱體內腔油氣背壓的影響,致使回油不暢,造成回油槽內機油存積多,在箱體內油氣壓力的壓迫下,從領圈與運動軸的接合部外泄。現改為在領圈下箱箍上加工回油槽和回油孔,并適當加大回油孔直徑,保證打孔的位置精度,回油得以通暢,領圈漏油現象得以解決。圖1為牽引齒輪箱領圈下箱箍改進方案。(2)改進下箱體動密封處回油通道結構。增加擋油板,使回油通道形成封閉的低壓獨立通道,消除牽引齒輪箱內油氣高背壓的影響,使領圈回油槽處積存的油能順利回到下箱體油池。圖2為領圈下箱體動密封處回油低壓獨立通道的改進。(3)將油氣快速引到牽引齒輪箱底部。原牽引齒輪箱在使用中因齒輪旋轉攪拌起機油并直接落在運動軸上,密封圈磨損后,機油從密封間隙大的部位隨運動軸轉動被帶出箱體,造成漏油。改進后上箱箍內側板增焊擋油板,下箱箍內側板增設U形擋油板,將回油引到齒輪箱底部;使攪起的機油通過上下箱的擋油板直接流入油池,如圖3所示。(4)改進側板結構。原牽引齒輪箱側板剛性較差,焊接和使用變形嚴重,甚至出現側板開裂現象。鑒于DF8B型機車牽引齒輪箱運用效果良好,將其側板壓筋結構移植到SS3B型機車牽引齒輪箱,改進了上、下側板的壓筋位置和形狀,以增加齒輪箱整體剛度。在電機側上、下箱箍增加2個M12內六角連接螺釘,用于消除牽引齒輪箱合箱后分箱面間隙。同時經分析空間結構后采用頂包側結構,將側板厚度由4mm改為5mm,有效地增加了其結構強度和剛度,如圖4、圖5所示。(5)在齒輪箱呼吸口擋油板處增加相關尺寸要求,并將通氣管加大,由原來直徑為25mm的鋼管改為直徑為42mm的鋼管,加大箱體內部通氣量,減小從此處漏油的傾向。3.2工藝改進3.2.1材料和焊接為保證產品質量,防止齒輪箱焊接變形過大,將所有板料的下料由原來火焰切割下料改為數控等離子下料,提高下料精度,以保證組焊質量。3.2.2零件組焊,保證焊接質量。u(1)增加齒輪箱焊接后整體退火工序,消除焊接應力。(2)為減少焊接應力影響,調整零件焊接順序,明確焊接參數,盡可能把零部件(U形擋油板等)組焊調整到退火工序以前,有效地控制焊接質量和焊接變形。(3)對電機安裝座預留端面加工量,二次組焊后進行端面加工,保證其高度和平面度。(4)增加齒輪箱焊接后焊縫磁粉探傷工序,減少焊縫和砂眼漏油發生率,保證焊縫質量。(5)延長煤油試漏時間,由原20min延長到2.5h。3.2.3壓型模設計及制作(1)重新設計、制作箱體組焊胎具2套,確保組焊質量。(2)重新設計、制作側、底、頂板壓型模,保證側、底、頂板零件質量。(3)重新設計、制作齒輪箱領圈中心距及同軸度綜合檢查胎具2套,嚴格控制實物交出質量。3.2.4治療后的密封效果。在密封(1)改進原先橡膠板的組裝方法。以前采用在靜密封橡膠板上滿涂1495瞬干膠。由于瞬干膠凝固時間短,主要起橡膠板定位粘結作用,密封效果在靜態情況下尚可,但在受力后密封效果大為降低;齒輪箱合箱后橡膠板會受到齒輪箱卡箍的擠壓,產生翹曲、變形,進一步降低密封效果。為此我們決定改變橡膠板組裝方式,改為1495瞬干膠與硅橡膠相結合使用。瞬干膠只起定位粘結作用,真正起密封效果的是硅橡膠。如圖6所示。(2)細化牽引齒輪箱組裝工藝。原牽引齒輪箱組裝工藝定位及螺栓緊固順序無明確規定。經調研,重新細化、優化了牽引齒輪箱組裝工藝。先以牽引齒輪箱下箱體定位,指出具體緊固螺栓的順序及確定加墊量,消除合箱后分箱面間的間隙。螺栓預裝順序:D-F-A-C;螺栓預緊順序:G、I-J、H;螺栓緊固順序:A、D-C、F(對角緊固),H、J-G、I(對角緊固);松開螺栓順序:A-C-D-F(用塞尺檢查各支座結合面間隙)(見圖7、圖8)。(3)將齒輪箱合箱處倒出圓角,減少在合箱時夾橡膠板的現象;組裝后檢查合箱面處橡膠板是否發生變形。