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摘 要：本文首先从轨交车辆的内燃机车车轴齿轮箱的工作原理和基本结构分析起，接着对内燃机车轴齿轮箱的常见故障及措施进行分析，最后以苏州二号线某内燃机车车轴齿轮箱故障案例为实例，进行了具体地分析。
关键词：内燃机车；车轴齿轮箱；故障
中图分类号：U269 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0286-01
1 车轴齿轮箱的工作原理及基本结构
在苏州轨道交通中，常用到的为JMY600FXII（G4）型液力传动内燃机车，它是可以单机使用也可以双机重联操作的调车型机车，它的装车功率为600HP（444kW），最高运行速度为60km/h。机车设前后司机室，可以根据运行方向的需要，在任意一个司机室内进行操纵。车轴齿轮箱跨装在车轴上，在轮轴系统中，属于最后一个传动部件，一般说来具有两种，一种为双级车轴齿轮箱，另一种为单级车轴齿轮箱。为防止其绕车轴旋转，多用拉臂将其连到转向架上，从而使其在正常转动的同时还能减轻冲击负荷。
2 内燃机车轴齿轮箱的常见故障及措施分析
2.1 内燃机车常见故障分析
在对内燃机进行检测时，应当选用合适的检测方式，对齿轮箱、内燃机异常震动及柴油机的运行状态进行检测，检测并调整内燃机车可能存在的运行问题以及运行参数，并将其负荷、运行环境考虑进去，从而让铁路内燃机车的安全性及可靠性得以保证，顺利实现铁路安全运行工作。
2.2 车轴齿轮箱故障分析
机车随着使用年数越来越多，车轴齿轮箱经常会发生质量问题，需要对产生故障的缘由分析。
（1）车轴齿轮箱产生漏油的问题。输出轴、中间轴及输入轴共同组成了二级车轴齿轮箱，但是因为齿轮箱上的污垢没有完全清理，齿轮箱的回油管就不够通畅，产生了过大的回油阻力而漏油；齿轮箱体把各个轴都结合在一起，如果齿轮箱体因为碰撞产生变形，箱体就容易在缝隙处有泄露；在进行齿轮箱的组装过程中，如果配磨开口垫太宽，那么开口垫的地方就容易产生漏油。
（2）容易发生螺旋锥齿轮打齿，主要是因为以下因素：①负荷太大。牵引力超出了负荷，轴重在启动车辆时就会发生转移，同时，如果不当操作，太急于提起手柄、容易引起强烈的空转；②锥齿轮组装过程及锥度加工质量不符合质量要求，中间轴及锥齿轮之间扭矩传递的阻力不符合规定，并且组装锥齿轮时不能满足高于80%接触面的规定，所以在扭矩传递过程中，中间轴和锥齿轮间就会有相对位移产生，导致锥齿轮瞬间副齿间隙消失，接触应力瞬间增大，就会发生打齿；③大小伞齿轮会因为齿轮泵故障、油位不达标及油质不好等。
2.3 车轴齿轮箱故障措施
（1）针对漏油现象，润滑机油需严格根据油尺刻线添加，避免产生过高的车轴齿轮箱油位。对调整垫加工质量进行管控，把开口缝隙从4mm改为2mm，组装中用609密封胶及软质棉线对调整开口间隙进行填充，组装箱体要等密封充分凝固后才进行。组装时不能用手进行涂抹，密封胶应当顺着螺栓里面一侧不断挤出，下一个工作需要等密封胶抹好之后6～8min再进行，分箱组装要等密封胶固化后再实施，不能横向移动工件，要保证有一定的连续密封胶厚度，避免流动的液态密封胶把回油孔堵住，避免温度在发生漏油时不断上升。组装车轴齿轮箱应当准备专门的台位进行，把箱体里的纤维在组装之前就用乙炔焰烧掉，接着清洁时可以使用面团进行。此外也可以适当增加动态清洁箱体的工序，对试验后的车轴齿轮箱台进行清理，防止回油管在机车工作时被堵住。
（2）为了将齿轮箱箱体经过加工产生的变形降低，充分进行齿轮箱的时效处理，在加工齿轮箱之前，需要进行喷丸、修复缺陷、探伤及退火的工作；防止系统之间相互碰撞，充分保障箱体的运转。另外，为了避免齿轮松动，让螺旋锥齿轮中间轴及内控相互配合，可以设计并加工1：50的环塞，对中间轴及螺旋齿轮内孔进行管控。齿面中部是圆锥螺旋齿轮正确的接触斑点位置，顺着齿宽及齿长方向的接触面积应当不小于60%，最后，为了避免对齿轮箱内齿轮造成损伤，对机车应该进行正确的操作，防止过快、过猛的提手柄，引起空转影响平稳提升柴油机的转速。
3 苏州二号线某内燃机车车轴齿轮箱故障案例
3.1 问题描述及分析
2017年，苏州二号线延线某型车辆，在进行售后检查时发现其车轴齿轮箱有异响，遂将齿轮箱开箱，经拆解发现，车轴齿轮箱输出端半联轴器LT8与轴之间配合产生松动，导致转动时异响。为了便于分析处理，技术人员将输出轴返厂做进一步拆解和分析，拆检结果如下：齿轮箱的紧固件中：？准48垫（GBB58）正常，内外齿保险正常；M48×1.5的圆螺母（GB812）緊固正常，平垫有明显压痕；在连接部件中，LT8半联轴器的内孔存在磨损现象，18mm键槽处中间磨损，两端实测尺寸超差了18.1mm，此外，输出轴键槽损坏，？准60的外圆磨损>0.15mm，轴端M48×1.5螺纹挤压变形；A968FXV1.2.3.2-14B油封的端面磨损出0.5mm台阶；轴承、齿轮及其它部件未见异常；最后，检测显示输出轴A968FXV1.2.3.2-1（B）G1的硬度数值为221-234，符合图纸要求的220～260。
经过技术人员对所有造成车轴齿轮箱异响的原因由于输出端半联轴器LT8与轴之间配合不紧密，久而久之平键在轴和联轴器之间松动，导致键槽磨损。
3.2 故障整改措施
针对本次发生的质量问题，对相关存在质量问题及隐患的零部件进行处理，首先更换输出轴A968FXV1.2.3.2-1（B）G1，原输出轴报废处理；更换LT18半联轴器及与之配对的辅助发电机的半联轴器，原半联轴器及辅发半联轴器报废处理；更换平键及其它相应配件。装配好新的输出轴组件后到用户现场更换。
对于以后的车轴齿轮箱工艺、检查部门对产品进行尺寸和性能检查，确保装配满足图纸和工艺要求。经过加工和装配过程的管控后，保证类似故障将不再发生。
4 结束语
总而言之，内燃机车的车轴齿轮箱属于故障较多的部件，需要针对具体问题进行查找分析，轨道交通车辆的运行安全才能得以保障。
参考文献
[1]刘 勇.轨道车车轴齿轮箱故障处理分析[J].哈尔滨铁道科技，2018（01）：15+19.
[2]闫 冬.城轨车辆齿轮箱故障诊断与剩余寿命预测方法研究[D].北京交通大学，2017.
[3]吴天萍，刘 宪，吴占庭.内燃机车柴油机气缸超声波探伤[J]铁道技术监督，2015（3）.
收稿日期：2018-9-10
作者简介：朱明敏（1991-），男，江苏苏州人，助理工程师，工业工程学士，主要从事轨道工程车辆维修保养生产管理工作。
关键词：内燃机车；车轴齿轮箱；故障
中图分类号：U269 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0286-01
1 车轴齿轮箱的工作原理及基本结构
在苏州轨道交通中，常用到的为JMY600FXII（G4）型液力传动内燃机车，它是可以单机使用也可以双机重联操作的调车型机车，它的装车功率为600HP（444kW），最高运行速度为60km/h。机车设前后司机室，可以根据运行方向的需要，在任意一个司机室内进行操纵。车轴齿轮箱跨装在车轴上，在轮轴系统中，属于最后一个传动部件，一般说来具有两种，一种为双级车轴齿轮箱，另一种为单级车轴齿轮箱。为防止其绕车轴旋转，多用拉臂将其连到转向架上，从而使其在正常转动的同时还能减轻冲击负荷。
2 内燃机车轴齿轮箱的常见故障及措施分析
2.1 内燃机车常见故障分析
在对内燃机进行检测时，应当选用合适的检测方式，对齿轮箱、内燃机异常震动及柴油机的运行状态进行检测，检测并调整内燃机车可能存在的运行问题以及运行参数，并将其负荷、运行环境考虑进去，从而让铁路内燃机车的安全性及可靠性得以保证，顺利实现铁路安全运行工作。
2.2 车轴齿轮箱故障分析
机车随着使用年数越来越多，车轴齿轮箱经常会发生质量问题，需要对产生故障的缘由分析。
（1）车轴齿轮箱产生漏油的问题。输出轴、中间轴及输入轴共同组成了二级车轴齿轮箱，但是因为齿轮箱上的污垢没有完全清理，齿轮箱的回油管就不够通畅，产生了过大的回油阻力而漏油；齿轮箱体把各个轴都结合在一起，如果齿轮箱体因为碰撞产生变形，箱体就容易在缝隙处有泄露；在进行齿轮箱的组装过程中，如果配磨开口垫太宽，那么开口垫的地方就容易产生漏油。
（2）容易发生螺旋锥齿轮打齿，主要是因为以下因素：①负荷太大。牵引力超出了负荷，轴重在启动车辆时就会发生转移，同时，如果不当操作，太急于提起手柄、容易引起强烈的空转；②锥齿轮组装过程及锥度加工质量不符合质量要求，中间轴及锥齿轮之间扭矩传递的阻力不符合规定，并且组装锥齿轮时不能满足高于80%接触面的规定，所以在扭矩传递过程中，中间轴和锥齿轮间就会有相对位移产生，导致锥齿轮瞬间副齿间隙消失，接触应力瞬间增大，就会发生打齿；③大小伞齿轮会因为齿轮泵故障、油位不达标及油质不好等。
2.3 车轴齿轮箱故障措施
（1）针对漏油现象，润滑机油需严格根据油尺刻线添加，避免产生过高的车轴齿轮箱油位。对调整垫加工质量进行管控，把开口缝隙从4mm改为2mm，组装中用609密封胶及软质棉线对调整开口间隙进行填充，组装箱体要等密封充分凝固后才进行。组装时不能用手进行涂抹，密封胶应当顺着螺栓里面一侧不断挤出，下一个工作需要等密封胶抹好之后6～8min再进行，分箱组装要等密封胶固化后再实施，不能横向移动工件，要保证有一定的连续密封胶厚度，避免流动的液态密封胶把回油孔堵住，避免温度在发生漏油时不断上升。组装车轴齿轮箱应当准备专门的台位进行，把箱体里的纤维在组装之前就用乙炔焰烧掉，接着清洁时可以使用面团进行。此外也可以适当增加动态清洁箱体的工序，对试验后的车轴齿轮箱台进行清理，防止回油管在机车工作时被堵住。
（2）为了将齿轮箱箱体经过加工产生的变形降低，充分进行齿轮箱的时效处理，在加工齿轮箱之前，需要进行喷丸、修复缺陷、探伤及退火的工作；防止系统之间相互碰撞，充分保障箱体的运转。另外，为了避免齿轮松动，让螺旋锥齿轮中间轴及内控相互配合，可以设计并加工1：50的环塞，对中间轴及螺旋齿轮内孔进行管控。齿面中部是圆锥螺旋齿轮正确的接触斑点位置，顺着齿宽及齿长方向的接触面积应当不小于60%，最后，为了避免对齿轮箱内齿轮造成损伤，对机车应该进行正确的操作，防止过快、过猛的提手柄，引起空转影响平稳提升柴油机的转速。
3 苏州二号线某内燃机车车轴齿轮箱故障案例
3.1 问题描述及分析
2017年，苏州二号线延线某型车辆，在进行售后检查时发现其车轴齿轮箱有异响，遂将齿轮箱开箱，经拆解发现，车轴齿轮箱输出端半联轴器LT8与轴之间配合产生松动，导致转动时异响。为了便于分析处理，技术人员将输出轴返厂做进一步拆解和分析，拆检结果如下：齿轮箱的紧固件中：？准48垫（GBB58）正常，内外齿保险正常；M48×1.5的圆螺母（GB812）緊固正常，平垫有明显压痕；在连接部件中，LT8半联轴器的内孔存在磨损现象，18mm键槽处中间磨损，两端实测尺寸超差了18.1mm，此外，输出轴键槽损坏，？准60的外圆磨损>0.15mm，轴端M48×1.5螺纹挤压变形；A968FXV1.2.3.2-14B油封的端面磨损出0.5mm台阶；轴承、齿轮及其它部件未见异常；最后，检测显示输出轴A968FXV1.2.3.2-1（B）G1的硬度数值为221-234，符合图纸要求的220～260。
经过技术人员对所有造成车轴齿轮箱异响的原因由于输出端半联轴器LT8与轴之间配合不紧密，久而久之平键在轴和联轴器之间松动，导致键槽磨损。
3.2 故障整改措施
针对本次发生的质量问题，对相关存在质量问题及隐患的零部件进行处理，首先更换输出轴A968FXV1.2.3.2-1（B）G1，原输出轴报废处理；更换LT18半联轴器及与之配对的辅助发电机的半联轴器，原半联轴器及辅发半联轴器报废处理；更换平键及其它相应配件。装配好新的输出轴组件后到用户现场更换。
对于以后的车轴齿轮箱工艺、检查部门对产品进行尺寸和性能检查，确保装配满足图纸和工艺要求。经过加工和装配过程的管控后，保证类似故障将不再发生。
4 结束语
总而言之，内燃机车的车轴齿轮箱属于故障较多的部件，需要针对具体问题进行查找分析，轨道交通车辆的运行安全才能得以保障。
参考文献
[1]刘 勇.轨道车车轴齿轮箱故障处理分析[J].哈尔滨铁道科技，2018（01）：15+19.
[2]闫 冬.城轨车辆齿轮箱故障诊断与剩余寿命预测方法研究[D].北京交通大学，2017.
[3]吴天萍，刘 宪，吴占庭.内燃机车柴油机气缸超声波探伤[J]铁道技术监督，2015（3）.
收稿日期：2018-9-10
作者简介：朱明敏（1991-），男，江苏苏州人，助理工程师，工业工程学士，主要从事轨道工程车辆维修保养生产管理工作。