1、第期 年月 研究开发文章编号：（）城轨车辆齿轮箱（带车轮）轴承游隙检测方法研究于继龙（天津中车四方轨道车辆有限公司，天津 ）摘要：城市轨道车辆检修的部分修程中，齿轮箱需在车轮不退卸的情况下进行分解检修。本文详细描述了齿轮箱重新组装后大轴承游隙检测的必要性，分析了水平测量和垂直测量的优缺点，说明了采用垂直检测方法的原因。进而介绍了垂直测量所用工艺装备的主要结构特点，以及在该工艺装备上应用的两项重要设计方法，包括“涡轮蜗杆机构”和“旋转中心与工件重心重合”设计。这两种设计方法的应用，既保证了轮对在旋转过程中的平稳状态，又使轮对可在旋转圆弧上的任意点停止而不反向坠落，完美解决了轮对旋转过程中的安全隐
2、患。本文提出的工艺方法保证了齿轮箱（带车轮）轴承游隙测量的精准性，杜绝了质量隐患。关键词：齿轮箱检修；带车轮齿轮箱；轴承游隙；工艺方法中图分类号：文献标志码：（）（，）：，“”“”，（）：；收稿日期：第一作者：于继龙（），男，工程师。齿轮箱是城轨车辆电牵引系统的重要组成部分，一般采用平行轴单级斜齿轮方式进行传动，主要由箱体、齿轮、支撑轴承、润滑密封组件及附件组成，其中箱体采用上下分体式结构。安装时，箱体的一端通过轴承安装于轴上，另一端吊装于构架的横梁上。工作时，牵引电机的转矩经联轴节传递给小齿轮，再由小齿轮传递给大齿轮以带动车轮转动，从而驱动车辆运行。齿轮箱结构见图。由于齿轮箱长期处于变载荷、
3、高振动的工况下，故对其安全性及稳定性要求极高，而轴承作为齿轮箱的重要组成部分，齿轮箱轴承游隙的选择和调整，对轴承的滚动疲劳寿命、温升、噪声、振动及机械运转精度等性能有较大影响。如装配时游隙过小，在运转工程中由于轴承温度及齿轮温度不断上升，轴承受热膨第 卷第期 年月胀，轴承受到过大的压力而增大摩擦，同时产生更大的热量，轴承温度不断上升，形成恶性循环，大大缩短了轴承的使用寿命。如果轴向游隙过大，则轴承失掉应有的定位精度，使得齿轮箱在使用过程中产生过大的振动、出现噪音等异常情况。大齿轮；轴承座；轴承座；大轴承 ；密封环；定位销；大调整垫；轴承座；小齿轮；小轴承 ；小密封圈；小密封端盖；小调整垫；齿轮
4、箱吊挂装置；圆柱销；轴承座；螺栓 ；弹簧垫圈 ；螺栓 ；弹簧垫圈；螺栓 图双支撑齿轮箱结构示意图齿轮箱大齿轮侧轴承一般采用圆锥滚子轴承，轴承外圈压装到轴承座（图件号、）上，轴承内圈热装到车轴上，轴承游隙通过调整大调整垫（图件号）的厚度实现。为保证齿轮箱组装后轴承座处的密封性，大调整垫接触面需要涂密封胶，因而在齿轮箱检修时则需更换大调整垫，并重新测量轴承游隙，以保证轴承游隙在合理范围内，进而保证车辆运行安全。背景描述城轨车辆轮对新造时，大轴承游隙的测量是在组装齿轮箱后且压装车轮前进行，齿轮箱大轴承游隙检测过程中无车轮影响。按照如图所示齿轮箱新造大轴承游隙测量方法即可进行齿轮箱大轴承游隙检测。城轨
5、车辆轮对架修、大修时，由于大调整垫涂了密封胶且厚度较薄，分解检修齿轮箱时易产生变形和损坏，故齿轮箱检修时大调整垫应更换且重新测量大轴承游隙。为降低退轮对车轴寿命的影响和提高检修效率，齿轮箱分解检修和大轴承游隙测量需在车轮不退卸的情况下进行，带车轮齿轮箱分解检修示意图如图所示。图齿轮箱新造大轴承游隙测量方法图带车轮齿轮箱分解检修示意图现有的大轴承游隙测量装置，只针对齿轮箱新组装的情况，即车轮未压装的情况下测量。但是在城轨车辆架修、大修过程中，齿轮箱需要在有车轮的状态下进行齿轮箱检修以及大轴承游隙的测量，由于轮对重量较大且齿轮箱与车轮之间的间隙狭小，现有的检测装置方法无法满足测量要求，亟需新的测量
6、装置解决此问题。方案选择根据大轴承游隙的测量方法，本文提出了种方案。方案：轮对水平放置，水平方向施加外力。此方案操作简便，但由于齿轮箱自身作用，无法避免轴承贴合不充分问题以及水平施加推力不均匀的问题，易造成测量数据不准确，存在质量隐患。方案：轮对竖直放置，竖直方向施加外力。轮对竖直过程中，将旋转中心设置在轮对重心位置，可保证旋转梁旋转过程中无偏心扭矩产生，使轮对在旋转过程中平稳、顺畅。旋转机构采用有自锁功能的蜗轮蜗城轨车辆齿轮箱（带车轮）轴承游隙检测方法研究于继龙杆机构，可保证旋转机构的稳定性，解决轮对翻转过程中安全隐患问题。轮对竖直放置，使测量方法与新造方法相同，保证大轴承游隙测量的准确性和
7、重复性。方案实施轴承游隙测量装置结构轴承游隙测量装置包括立柱个、旋转梁个、旋转机构个，旋转梁底部设置固定支撑个、移动支撑个。装置整体可用于大轴承游隙的测量，结构示意图如图。图轴承游隙测量装置旋转梁及轮对水平状态示意图测量装置的立柱上安装旋转机构，旋转机构驱动旋转梁实现安装位置与检测位置之间的旋转。旋转梁上安装环形固定夹、形开口支撑装置和千斤顶；轮对通过环形固定夹固定在旋转梁上；形开口支撑装置于齿轮箱与车轮之间，用于在竖直状态时支撑齿轮箱；在旋转梁端部安装有千斤顶用于顶起车轴，千斤顶的顶尖中心线与车轴的轴线重合。测量装置特点旋转机构的旋转轴设置在旋转梁（轮对安装后）整体的重心位置，保证旋转梁旋转
8、过程中无偏心扭矩产生，使轮对在旋转过程中动作平稳、顺畅，同时在旋转过程中用力最小，操作轻便，省时又省力。旋转机构采用有自锁功能的蜗轮蜗杆机构，使旋转梁可在任意角度位置锁定而不会自由旋转坠落，保证了旋转机构的稳定性，解决了轮对翻转过程中的安全隐患问题。游隙测量方法轴承游隙测量装置实现了轮对竖直测量，测量方法与轮对新造时一样，带车轮齿轮箱轴承游隙具体测量步骤如下：将轴承游隙测量装置的旋转梁置于水平状态；将待测的轮对（带齿轮箱）吊装至水平状态的旋转梁上，使用两个环形固定夹固定轮对，并通过轴端的千斤顶轴向顶紧车轴，使轮对与旋转梁整体处于固定状态，见图所示状态；转动旋转机构将轮对旋转至竖直状态，如图所示
9、；图轴承游隙测量装置旋转梁及轮对竖直状态示意图 松开千斤顶，使车轴处于自然下落状态，齿轮箱承托在 形开口支撑装置上；在齿轮箱箱体上安装个磁力座及百分表（按 角放置），百分表触头垂直接触车轴上的密封环端面，如图所示；在密封环与齿轮箱箱体上做好标记，如图所示；图磁力座及百分表放置示意图图滑动环与箱体标记示意图第 卷第期 年月 在齿轮箱小齿轮轴端安装旋转手柄，转动手柄使车轴正转圈后，再反转圈，使轴承内外圈及滚子充分贴合，确认标记重合，记录两百分表示值、；重新使用千斤顶顶起车轴，使齿轮箱箱体与 形开口支撑装置脱离，齿轮箱处于自然下落的状态；转动手柄使车轴正转圈后，再反转圈，确认标记重合，记录两百分表示
10、值、；计算游隙值：百分表一游隙值为：，百分表二游隙值为：，游隙值为：（）；、根据测得的游隙值和技术要求游隙值，选择合适的大调整垫厚度。并采用 度切口方式装入，再重新测量游隙值，直至满足齿轮箱大轴承轴向游隙技术要求。结论本文通过对城轨车辆齿轮箱结构特点、应用环境、修程情况的分析，以及新造、检修不同工况的对比，详细描述了带车轮齿轮箱大轴承游隙测量的必要性。轴承游隙测量装置整体结构简单，操作方便。工装设计过程中应用了“涡轮蜗杆机构”和“旋转中心与工件重心重合”设计方法，杜绝了轮对旋转过程中的安全隐患。同时结合轴承游隙测量装置的应用，说明了带车轮齿轮箱大轴承游隙检测的操作方法及计算方式。本文为城市轨道
11、车辆带车轮齿轮箱大轴承游隙的检测提供了详细解决方案，保证了齿轮箱的安全性和稳定性，降低了运行成本，保障了车辆运行安全。参考文献：李建林，吴刚，丁春松动车组齿轮箱轴承游隙随环境温度变化规律的研究机车车辆工艺，（）：，（）：李红红，汝学斌，翟晶，等 轨道齿轮箱轴承游隙的测量及调整机械制造，（）：，（）：李计星，査振元，曾政，等 一种圆锥滚子轴承游隙控制方法 现代制造技术与装备，（）：，（）：傅久定，雷亚平，李亚 齿轮箱轴承游隙调整方法研究 中国金属通报，（）：，（）：徐海霞 型城际动车组齿轮箱轴承游隙调整工装设计电力机车与城轨车辆，（）：，（）：曾志雄，王飞仁 基于电动助力的地弹簧结构设计 内燃机与配件，（）：，（）：范帅，刘升，陈宁 轨道交通齿轮箱翻转工装研制 轨道交通装备与技术，（）：，（）：