城軌車輛轉(zhuǎn)向架齒輪箱內(nèi)潤滑油乳化原因分析

李嘉欣

摘要：現(xiàn)如今，我國的科技在不斷的發(fā)展，社會在不斷的進(jìn)步，地鐵成為城市中主要的交通工具之一，為人們出行帶來了極大的便利。

關(guān)鍵詞：城軌車輛；齒輪箱；潤滑油

1引言

齒輪箱作車輛轉(zhuǎn)向架的驅(qū)動系統(tǒng)重要部件。對車輛的整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)有至關(guān)重要的影響。齒輪箱潤滑油主要功能是減小相對運(yùn)動面的摩擦和磨損，并帶走運(yùn)動過程產(chǎn)生的熱量。因此良好的潤滑油狀態(tài)可以大大提高齒箱的工作狀態(tài)和使用壽命。

2 現(xiàn)象

在某項(xiàng)目城軌地鐵車輛出廠前檢查中發(fā)現(xiàn)，齒輪箱號線齒輪箱潤滑油發(fā)生乳化現(xiàn)象。表現(xiàn)為在油位觀察鏡可以看到潤滑油呈現(xiàn)白色渾濁狀。且換油后再次乳化。

對齒輪箱的乳化現(xiàn)場的潤滑油進(jìn)行油樣檢測，結(jié)果如下：

根據(jù)油品分析報(bào)告檢測結(jié)果，可以得出如下結(jié)論：

QY18-0322 齒輪箱潤滑油中含水量已經(jīng)超出換油指標(biāo)（換油指標(biāo)：含水量大于0.2需要更換潤滑油）。

3原因分析

（一）齒輪箱密封結(jié)構(gòu)

齒輪箱密封系統(tǒng)分為動密封和靜密封。

（1）動密封

在齒輪箱旋轉(zhuǎn)貫通部位，采用間隙密封和迷宮密封的結(jié)構(gòu)。

圖1為齒輪箱正常工作過程中，齒輪箱內(nèi)部壓力高于外部環(huán)境壓力，且潤滑油因大齒輪的攪動形成油霧。部分油霧通過軸承座與密封環(huán)處形成的第一徑向間隙1溢向第一環(huán)形密封腔1。由于第一環(huán)形密封腔有較好的減壓作用，部分溢出的油霧冷卻形成油滴通過回油孔流 回箱體底部。同時(shí)，粘附在密封環(huán)上的潤滑油通過密封環(huán)的旋轉(zhuǎn)甩到密封腔內(nèi)。

另外，在密封環(huán)2處采用凸緣結(jié)構(gòu)，有助于潤滑油回流到密封腔底部，也有效地防止?jié)櫥椭苯舆M(jìn)入小間隙迷宮密封的貫通部位，避免潤滑油沿密封環(huán)外泄的可能。同時(shí)，在軸承座與密封環(huán)處增設(shè)了徑向間隙2，再次防止了潤滑油沿密封環(huán)外泄的可能。

在使用過程中，存在少量雜物通過軸承座與密封環(huán)形成的間隙3進(jìn)入齒輪箱的可能；但，由于運(yùn)行時(shí)密封圈旋轉(zhuǎn)的離心力，將其甩到密封腔2內(nèi)，并通過軸承座上的出水孔排出。同時(shí)，密封環(huán)與軸承座形成的徑向小間隙迷宮密封結(jié)構(gòu)，能進(jìn)一步有效防止雜物進(jìn)入密封結(jié)構(gòu)并造成齒輪箱內(nèi)污染。

（2）靜密封

箱體分箱面處，軸承座法蘭面，觀察窗蓋板等接觸密封部位采用涂樂泰587平面密封膠的方式對齒輪箱進(jìn)行徑向密封。平面密封膠通過填充接觸面，使兩平面達(dá)到100%接觸，達(dá)到密封效果，防止齒輪箱內(nèi)的潤滑油滲漏。平面密封膠固化后形成一層的彈性膠墊，無任何孔隙。該密封方式結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠。

軸承座和箱體之間的接觸密封還增加了O形橡膠圈密封，對齒輪箱進(jìn)行軸向密封，提高密封的可靠性。O型密封圈是一種擠壓型密封，它的基本工作原理是依靠擠壓O型圈使之發(fā)生彈性變形，形成彈性密封墊，填充間隙。

3.1齒輪箱涉水深度

車輛運(yùn)行過程中，齒輪箱可能存在涉水運(yùn)行。根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算，齒輪箱輸出端下部迷宮（即圖1間隙3）距軌面高度為300mm（全磨耗下該高度為265mm）。若涉水深度超過該高度尺寸，或涌起的水浪高度超過該尺寸，外界水分可能通過非接觸式迷宮密封進(jìn)入到齒輪箱內(nèi)部。

3.2齒輪箱清洗作業(yè)不當(dāng)

清洗車輛或齒輪箱外部過程中，存在淋水噴頭對著齒輪箱密封端蓋迷宮密封部位情況，導(dǎo)致水分通過非接觸式迷宮密封進(jìn)入到齒輪箱內(nèi)部。

3.3齒輪箱換油作業(yè)不當(dāng)

齒輪箱換油作業(yè)時(shí)，如潤滑油自身品質(zhì)不良（即水含量超標(biāo)）、作業(yè)用器皿吸附水分較多等，可能造成齒輪箱潤滑油乳化。

3.4齒輪箱存放不當(dāng)

如齒輪箱存放不當(dāng)，雨水天氣時(shí)，可能存在齒輪箱浸泡在雨水中的情況；或齒輪箱存在傾斜放置，雨水長期淋在齒輪箱密封端蓋迷宮處。以上情況均會導(dǎo)致水分通過非接觸式迷宮密封進(jìn)入到齒輪箱內(nèi)部。

4解決方法

1）對乳化的齒輪箱油進(jìn)行更換，更換新潤滑油時(shí)，需確保舊油排放干凈，必要時(shí)進(jìn)行多次跟換，直至油清澈為止。

2）對齒輪箱的運(yùn)輸、存放加強(qiáng)防護(hù)，確保無雨水淋濕。

3）淋雨試驗(yàn)時(shí)注意防護(hù)，避免將水直接噴灑在齒輪箱動密封處。

4結(jié)語

總而言之，齒輪箱潤滑油乳化對行車影響會產(chǎn)生非常大，對地鐵交通運(yùn)行質(zhì)量有嚴(yán)重影響。為保證車輛運(yùn)營安全，應(yīng)對乳化原因采取有效措施。

參考文獻(xiàn)

[1]張瑞青，肖增弘，盛偉，李文勝.汽輪發(fā)電機(jī)組潤滑油乳化的原因及預(yù)防措施. [J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，（2）：，43 -45.

[2]周頌東.齒輪的潤滑狀態(tài)及潤滑油的選擇[J].潤滑與密封，1993，（6）：，15 -18.

[3]茹更生；陳華；徐偉計(jì)；鄭峰；；DF11、DF4D型機(jī)車壓縮機(jī)油乳化的原因分析及改進(jìn)措施[J]；內(nèi)燃機(jī)車；2007，（9）.

（作者單位：廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司）