牵引齿轮箱早期渗漏原因分析及改进

牵引齿轮箱早期渗漏原因分析及改进

1成立攻关小组,解决转向架解体,造成正常生产秩序被中断近年来，我国多次收到消息，在sd3b车辆的制造过程中，我们多次收到反映车辆在机务段的使用中引入齿轮箱早期泄漏的信息，严重损害了公司车辆的质量形象。此外，在厂内和厂外的正式试验和运输运输中，齿轮箱的早期泄漏有时会导致车辆和发动机的解体、分析原因，并采取措施纠正，使车辆的正常生产秩序中断。为此,我公司专门成立了攻关课题组,进行攻关解决。经过对多台SS3B型机车牵引齿轮箱解体分析以及到用户处和其它生产厂家的调研,我们发现机车牵引齿轮箱早期漏油的主要部位如表1所列。2整体铝合金铸造齿轮箱体结构的研究机车牵引齿轮箱由于处于两车轮之间与牵引电机相联,安装空间有限,并要承受机车运行中的各种振动、紧固螺栓力矩和相关作用力,因此要求其具有足够的刚度和强度,但空间尺寸不能太大。另外,由于牵引齿轮箱的重量属簧下重量,所以要求在保证刚度和强度的同时,尽可能减轻重量,减小对钢轨的冲击。为此国外高速机车出现了特殊型式的整体铝合金铸造齿轮箱体结构,除获得较轻的重量外,还可以得到良好的润滑和热传导条件。针对牵引齿轮箱结构的特殊性及漏油解体分析的结果,我们认为牵引齿轮箱早期漏油的主要原因如下:(1)原牵引齿轮箱回油结构不利于回油,且回油通道不畅,易受齿轮箱内部油气背压的影响。(2)原牵引齿轮箱整体刚度和强度不足。在运用过程中易发生变形,造成各结合面之间漏油。(3)原牵引齿轮箱呼吸口内部挡油效果不好,通过呼吸口出油太多。(4)原牵引齿轮箱、抱轴箱制造质量不高,卡控不严。(5)原牵引齿轮箱组装工艺不够细致、完善。3有关对策和措施3.1导向未固结构设计(1)改进牵引齿轮箱领圈回油方式。原牵引齿轮箱回油采用在领圈回油槽底部横向打孔连通箱体内腔的方式,由于回油孔小、打孔位置偏差大,回油孔回油方向易受箱体内腔油气背压的影响,致使回油不畅,造成回油槽内机油存积多,在箱体内油气压力的压迫下,从领圈与运动轴的接合部外泄。现改为在领圈下箱箍上加工回油槽和回油孔,并适当加大回油孔直径,保证打孔的位置精度,回油得以通畅,领圈漏油现象得以解决。图1为牵引齿轮箱领圈下箱箍改进方案。(2)改进下箱体动密封处回油通道结构。增加挡油板,使回油通道形成封闭的低压独立通道,消除牵引齿轮箱内油气高背压的影响,使领圈回油槽处积存的油能顺利回到下箱体油池。图2为领圈下箱体动密封处回油低压独立通道的改进。(3)将油气快速引到牵引齿轮箱底部。原牵引齿轮箱在使用中因齿轮旋转搅拌起机油并直接落在运动轴上,密封圈磨损后,机油从密封间隙大的部位随运动轴转动被带出箱体,造成漏油。改进后上箱箍内侧板增焊挡油板,下箱箍内侧板增设U形挡油板,将回油引到齿轮箱底部;使搅起的机油通过上下箱的挡油板直接流入油池,如图3所示。(4)改进侧板结构。原牵引齿轮箱侧板刚性较差,焊接和使用变形严重,甚至出现侧板开裂现象。鉴于DF8B型机车牵引齿轮箱运用效果良好,将其侧板压筋结构移植到SS3B型机车牵引齿轮箱,改进了上、下侧板的压筋位置和形状,以增加齿轮箱整体刚度。在电机侧上、下箱箍增加2个M12内六角连接螺钉,用于消除牵引齿轮箱合箱后分箱面间隙。同时经分析空间结构后采用顶包侧结构,将侧板厚度由4mm改为5mm,有效地增加了其结构强度和刚度,如图4、图5所示。(5)在齿轮箱呼吸口挡油板处增加相关尺寸要求,并将通气管加大,由原来直径为25mm的钢管改为直径为42mm的钢管,加大箱体内部通气量,减小从此处漏油的倾向。3.2工艺改进3.2.1材料和焊接为保证产品质量,防止齿轮箱焊接变形过大,将所有板料的下料由原来火焰切割下料改为数控等离子下料,提高下料精度,以保证组焊质量。3.2.2零件组焊,保证焊接质量。u(1)增加齿轮箱焊接后整体退火工序,消除焊接应力。(2)为减少焊接应力影响,调整零件焊接顺序,明确焊接参数,尽可能把零部件(U形挡油板等)组焊调整到退火工序以前,有效地控制焊接质量和焊接变形。(3)对电机安装座预留端面加工量,二次组焊后进行端面加工,保证其高度和平面度。(4)增加齿轮箱焊接后焊缝磁粉探伤工序,减少焊缝和砂眼漏油发生率,保证焊缝质量。(5)延长煤油试漏时间,由原20min延长到2.5h。3.2.3压型模设计及制作(1)重新设计、制作箱体组焊胎具2套,确保组焊质量。(2)重新设计、制作侧、底、顶板压型模,保证侧、底、顶板零件质量。(3)重新设计、制作齿轮箱领圈中心距及同轴度综合检查胎具2套,严格控制实物交出质量。3.2.4治疗后的密封效果。在密封(1)改进原先橡胶板的组装方法。以前采用在静密封橡胶板上满涂1495瞬干胶。由于瞬干胶凝固时间短,主要起橡胶板定位粘结作用,密封效果在静态情况下尚可,但在受力后密封效果大为降低;齿轮箱合箱后橡胶板会受到齿轮箱卡箍的挤压,产生翘曲、变形,进一步降低密封效果。为此我们决定改变橡胶板组装方式,改为1495瞬干胶与硅橡胶相结合使用。瞬干胶只起定位粘结作用,真正起密封效果的是硅橡胶。如图6所示。(2)细化牵引齿轮箱组装工艺。原牵引齿轮箱组装工艺定位及螺栓紧固顺序无明确规定。经调研,重新细化、优化了牵引齿轮箱组装工艺。先以牵引齿轮箱下箱体定位,指出具体紧固螺栓的顺序及确定加垫量,消除合箱后分箱面间的间隙。螺栓预装顺序:D-F-A-C;螺栓预紧顺序:G、I-J、H;螺栓紧固顺序:A、D-C、F(对角紧固),H、J-G、I(对角紧固);松开螺栓顺序:A-C-D-F(用塞尺检查各支座结合面间隙)(见图7、图8)。(3)将齿轮箱合箱处倒出圆角,减少在合箱时夹橡胶板的现象;组装后检查合箱面处橡胶板是否发生变形。