机车齿轮箱是保证牵引电机小齿轮与动轮大齿轮啮合润滑的关键部件,齿轮箱故障一直是DF4B型机车走行部的惯性故障,其主要表现就是裂损和甩油。该故障不但会造成齿轮箱油脂大量浪费,走行部不洁,加大乘务员工作量,而且会造成油脂不足,大齿轮的轮齿过热、打齿。如我段7174号机车齿轮箱裂纹,齿轮箱内油脂全部漏出,导致大齿轮打掉5个齿,小齿轮的轮齿过烧报废。齿轮箱甩油严重时,与车轴接磨也最严重,会造成切轴现象发生,后果不堪设想。由于该故障的原因为存在设计缺陷,所以按工艺使用现有普通材料很难克服。为此,我段应用了一种新技术,并基本控制了该惯性故障的发生。
故障原因分析
(1)由于单密封槽齿轮箱只有一道密封槽,所以密封效果差。还由于结构不合理,壁板厚度、加强筋设置等都达不到要求,所以易裂损。
(2)齿轮箱螺栓采用标准螺栓(45号钢),紧固力矩不足,易松动。另外,螺栓座由我段自己加工,采用A3钢,材质软且加工精度不够。这些都导致了螺栓紧固后极易松动,部分螺栓跑一趟就松了,齿轮箱螺栓松必然使齿轮箱直接架在车轴上,导致油封口磨损加剧,尺寸加大,毡条磨平或窜出,齿轮箱油脂从油封口缝隙甩出。部分齿轮箱个别螺栓松,导致齿轮箱晃动加剧,不松的螺栓受力增大且单独吃劲,导致螺栓座裂或壁板裂。经过焊修处理后还是该部位受力大,周而复始大部分齿轮箱状态都不太好。
(3)车轴磨损严重,齿轮箱上的挡油环太小,起不到挡油的作用。
解决措施及效果
(1)采用双密封槽齿轮箱。经过对比研究,双密封槽齿轮箱由于有两道密封槽,密封效果比单密封槽齿轮箱好。另外,螺栓座材质改为45号钢,强度够,加工精度也比较理想,螺栓紧固后不易松动、撸扣。而且由于工艺合理,加强筋不是通过焊接而是直接冲压出来的,所以不存在焊接应力,齿轮箱不易裂损。
(2)采用新型防缓螺栓。现在各单位使用的防缓螺栓型号杂,原理都不同,通过对比,大致可分为破坏型、改进型、膨胀型等。破坏型螺栓采用螺纹旋转切入螺栓座内达到紧固目的,紧固效果好,但造成体扣破坏。结果是只能使用该型螺栓紧固而不能再使用其它螺栓,且结构复杂,强度不够,易折损,所以不宜采用。改进型螺栓费效比比较好,主要是在螺栓承力段涂镀高科技涂层,增加紧固力,但经过1771号机车试验,有3个螺栓1个定检松动,紧固效果一般,且该型螺栓拆装很困难,拆下后必须重新涂镀,所以也暂不采用。膨胀型螺栓原理成熟,结构简单,故障率低,紧固效果较好,所以决定采用该型螺栓。膨胀型螺栓也不尽相同,芯部拉紧螺栓有内六角、外六角之分。内六角由于结构比外六角复杂,须直接加工芯部,所以影响了芯部强度。通过试验证明,该螺栓易折损,所以采用外六角防缓螺栓。
(3)加装挡油板。通过分析可知,齿轮箱的挡油环已不能再加大。通过搜集资料,发现一种新技术挡油板,它完全可以替代齿轮箱上原来焊的挡油环。而且尺寸加大。它的基本原理是通过高科技材料制成柔韧性材料,加工成圆盘型后,卡在齿轮箱内,罩住大齿轮的轮齿根部,理论上使大齿轮与电机小齿轮啮合飞溅的齿轮脂无法直接到达油封口,只能甩到挡油板上,然后回流到齿轮箱下部,保证齿轮箱油封口不甩油。它的特点是材质柔韧,即便出现脱落、破损故障也不能导致严重后果,而且拆装简单。通过现车试验1个小修期得知,其效果良好。所以决定通过中、小、辅修,对所有DF4B型机车加装挡油板。