广州地铁二、八号线车辆齿轮箱故障分析及处理

广州地铁二、八号线车辆齿轮箱故障分析及处理 广州地铁二、八号线车辆齿轮箱故障分析及 处理 第34卷第5期 2011年9月20日 电力机车与城轨车辆 ElectricLocomotives&MassTransitVehicles V01.34N0.5 Sep.20th,2011 ?运用检修? 广州地铁二,八号线车辆齿轮箱 故障分析及处理 彭有根.何晔 (广州市地下铁道总公司,广东广州510310) 摘要:对广州地铁二,八号线车辆出现的齿轮箱油色变黑及润滑油泄漏问进行调 查和分析,详细介 绍了该故障的处理情况及出现的根本原因. 关键词:广州地铁;齿轮箱;轴承;弹簧销;迷宫环 中图分类号:U266.2文献标识码:B文章编号:1672—1187(2011)05—0084—02 1问题的提出 广州地铁二,八号线是在现有二号线基础上分拆 为南北走向的二号线和东西走向的八号线.其中二号 线北连白云区南接高铁的广州南站,八号线直通琶洲 国际会议展览中心.于2010年9月25日开通运营. 二,八号线列车于2009年6月份开始陆续到货,为确 保二,八号线开通运营的车辆状态,二,八号线列车逐 步投入现有二号线上运营以验证其可靠性. 2010年3月,广州地铁在进行二,八号线列车齿轮 箱首次换油时发现多个齿轮箱的加油口和排油口吸附 有铁块等碎片,部分铁块长度达18mill,属于非正常情 况.2010年5月份开始,在日常的检修中又发现部分 齿轮箱油色变黑并存在润滑油泄漏等问题. 铁块及润滑油泄漏等问题的存在对齿轮箱运用品 质造成一定的影响,并对列车的运营安全构成威胁. 2齿轮箱箱体内存在铁块的故障分析 广州地铁二,八号线车辆齿轮箱箱体采用剖分式, 分箱面通过大齿轮的中心安装到转向架后,齿轮箱的 分箱面与水平面成30.夹角,上下箱体通过螺栓连接. 为调查齿轮箱体内部铁块出现的原因,将带有故障的 齿轮箱动车轮对拆下并在现场将齿轮箱上下箱体分 开.如图1所示.经过仔细检查齿轮箱发现该铁块是 齿轮箱上箱体脱落下来的. 检查箱体加工图纸后发现,图纸上并不存在此块 铸铁,该部分材料本应在加工过程中去除,但由于生产 收稿日期:2011—03—01 - 84- 图1断裂铁块的位置 厂家相关工艺控制的问题.在箱体机械加工时由于程 序员的失误造成加序出错.从而最终导致未能将 多余铁块去除.铁块应该是在箱体装配或在运营过程 中由于振动等原因而断裂并脱落在齿轮箱箱体内.由 于铁块脱落在齿轮箱箱体内部.并不断与齿轮接触摩 擦,形成了金属粉末,并使齿轮箱油色变黑. 为了避免多余的铁块对齿轮箱运营安全造成影 响,齿轮箱生产厂家通过检查相关工艺文件发现广州 地铁二,八号线项目中432个齿轮箱中有59个齿轮箱 存在多余的铁块未去除.为此决定对这59个齿轮箱进 行开箱检查并去除多余的铁块,同时保险起见,还抽查 了其余5个齿轮箱以确定是否同样存在此问题. 3齿轮箱润滑油泄漏故障分析 59个齿轮箱铁块去除后运用一段时间,经跟踪检 查发现,齿轮箱靠近车轮端端盖附近出现齿轮箱油泄 漏等情况,且数量不断增多. 为进一步调查原因.现场打开齿轮箱端盖后发现 输出轴圆锥滚子轴承弹簧销断.该弹簧销的功能主要 有两方面:一是作为止动销,避免轴承外圈转动;二是 电力机车与城轨车辆?2011年第5期 作为定位销,朝向盖板为迷宫环定位,确保轴承的排油 形成通路.并保证迷宫系统的良好工作.弹簧销断裂 后.使得原来被弹簧销固定的挡油环可以自由转动,从 而堵住了回油孔.破坏油的正常回路,导致端盖处渗 油. 根据了解,从2004年开始,该齿轮箱生产厂就开 始在齿轮箱端盖采用弹簧销定位的,至今已有数 万台采用该设计的齿轮箱在运用,此前也基本没有出 现过弹簧销断裂的情况.通过对多台齿轮箱进行开箱 分解检查.很清楚的可以看到连接齿轮箱端盖与迷宫 环以及圆锥滚子轴承外圈的弹簧销折断.测量轴承间 隙发现其间隙发现已由原来规定的0.1,0.2mm变大 为O.4,O.5mm,有的甚至达0.7mm.结合之前该齿轮 箱曾出现多余铁块等情况,可以推断由于之前箱体内 部多余的铁块与大齿轮形成了干涉,影响到了齿轮箱 组装时轴承间隙的测量.图2模拟了箱体内部本应切 除但是未进行切除的多余部分,在设定轴承间隙的测 多余部分 图2多余的铁块与齿轮产生干涉示意图 . 址址.址S.址..S止..址.址5.S.址.善t.址.址..址.{.址 (上接第78页)最后查看标识位置情况来判 断电机和驱动装置工作状态.例如,HX~lC0036机车 在运行过程中,突然出现故障,故障现象显示为 "TCU1M3A相上管故障,TCU1M3元件总故障,第3电 机隔离".机车回段后,检查TCU1速度采集模块和第 三位电机速度传感器正常;第三位电机至TCU1速度 信号线路进行校核也正常.打开第三位电机N端端 盖,用红色笔做好标记.手柄给上级位动车后,该位电 机电流达到500A,查看测速齿轮盘红色标识位置未 变,初步判断电机没工作再打开第三位齿轮箱上注油 孔对大小齿轮进行观察时发现电机小齿轮和轮对大齿 轮端面有10mm左右距离,小齿轮没有脱落.最后更 量过程中,测量时大齿轮被箱体多余部分挡住,因此造 成了轴承间隙的测量错误.去除铁块后,轴承的间隙变 大.间隙增大对齿轮箱的抖动效应产生了负面影响,可 能引起了轴承中的滚子卡住,对轴承外圈产生很大的 力,造成了外圈的转动,最终导致定位销断裂. 4结束语 综合广州地铁二,八号线车辆齿轮箱整个故障情 况可以看出,故障的根本原因在于齿轮箱生产时的质 量控制不到位,并造成多余的铁块出现,弹簧定位销断 裂等一系列的故障,直接影响到齿轮箱的运用安全,并 出现油色变黑,漏油等问题. 为了避免此类问题的再次出现,齿轮箱生产厂加 强了质量工作,对相关质量管理人员进行了调整变更 了齿轮箱箱体的数控加工程序.从而确保彻底去除多 余的铸件材料.为改善零件和箱体的清洗效果.引进了 新的清洗和设备,确保无残留污染物和清洁装配. 修复后的齿轮箱目前已陆续运营了30000km以 上,运用状况良好,未再出现油色变黑,漏油等问题. 参考文献: 『11万国兵.上海轨道交通1号线增扩编改造项目中的车轴齿轮箱组 装工艺[J】.铁道车辆,2009(5). [2】张兴武.SS4改进型机车齿轮箱漏油原因分析及改进【JJ.电力机车 与城轨车辆,2005(3). [3]廖志伟.SS4B型机车齿轮箱结构分析与改进[J].电力机车与城轨车 辆.2010(5). . 址—S..址.S止.址.止.址 换牵引电机和驱动单元后机车正常运行. 3结束语 熟悉电机速度传感器检测和测速装置的工作原 理,是准确查找到故障部位的关键.结合典型故障处理 方法,能有效快速处理机车故障,保证机车正常上线运 用. 参考文献: [1】南车株机公司.HXDIC型电力机车司机手册[G].株洲:南车株机公 司.2009. [2]黄亮.电力机车交流牵引电机故障诊断技术研究[D1.成都:西南 交通大学.2009. - 85-