苏州地铁1号线增购车齿轮箱油位优化

徐文彬

摘   要：文章通过跟踪并分析1号线增购车齿轮箱渗油现象，查找故障原因，并通过测试优化齿轮箱注油量，达到功能与经济效益的同时优化。

关键词：渗油;油位;车齿轮箱

2017年7月，苏州地铁1号线增购车齿轮箱普遍发现大轴承做车轮侧迷宫密封处出现渗油情况，通过不同油量进行跑合实验，观察渗油情况，确定合适的注油量，在保证使用性能的前提下减缓渗油现象。

1    密封结构设计原理及油量设计综合考虑因素

1.1  密封结构设计原理

苏州地铁1号线增购车齿轮箱的车轴贯通部位采用间隙密封和迷宫密封相结合的非接触密封。齿轮箱正常运转时，齿轮箱内部分润滑油通过轴承座与密封环之间的径向小间隙溢出到环形密封腔A中;溢出的润滑油一部分直接沿A腔内壁汇流到A腔底部，附着在密封环上的部分润滑油通过密封环的旋转，被甩到A腔内壁上，并沿A腔内壁汇聚到A腔底部，而少量进入A腔迷宫间隙部分的润滑油会随着密封环的转动，被甩到轴承座的A腔中，最终，溢出的润滑油汇聚在A腔底部并通过回油孔回流到齿轮箱内，实现齿轮箱内润滑油的循环;同时由于轴承座与密封环之间还设有迷宫密封，因此可有效防止润滑油向外泄露，同時也可避免外部杂物等进入齿轮箱内部。

1.2  油量设计综合考虑因素

通常，地铁齿轮箱采用油浴润滑，即以箱体作为油箱，部分大齿轮浸入油中一定深度，靠齿轮旋转时飞溅起来的润滑油润滑轴承;考虑到地铁车辆频繁的启动和制动，且其运行速度相对较低，因此齿轮箱其润滑油位需要充分考虑启动和制动等低速时的润滑;基于齿轮箱内大小齿轮和轴承的充分润滑及齿轮搅油后的齿轮箱内部的黏附及相应的换油周期等因素考虑，因此必须确定一个合适的油量，以满足齿轮和轴承润滑的需求和齿轮箱的运用要求。

2    渗油原因分析

2.1  油量对比

齿轮箱迷宫部位渗油与油位高低及油量总和相关，苏州地铁1号线增购车齿轮箱箱体底部储油空间不大，润滑油油位较其他项目偏高，在同样密封结构设计的基础上，出现了明显的渗油现象，因此，有必要核对评估试验方法并重新确定油量添加限值。

2.2  试验情况

苏州地铁1号线增购车齿轮箱于2016年5月进行了型式实验，实验结束后，采用目视方法（密封部位无喷渗漏检查剂）检查齿轮箱密封情况，未发现润滑油渗漏。

结合苏州地铁齿轮箱实际应用中出现渗油并有灰渍黏附现象，根据原试验情况回顾分析，认为试验过程中检查齿轮箱密封部位渗漏采用目视检查，油气的集聚在密封部位形成油痕则直接目视检查很难看出，与采用喷涂渗漏剂进行辅助的检查方法相比，分辨灵敏度低且极易造成密封部位渗漏迹象忽视。

为此，采用喷涂渗漏剂进行辅助的检查方法，重新开展油位油量对比试验，以验证油位油量对泄漏的影响。

3    油位油量对比试验

3.1  试验工况

齿轮箱内加注Shell S6 AXME 75W-90（原Shell Spirax ASX 75W-90车齿轮箱润滑油），油量分别为1.9 L，2.1 L，2.4 L，2.6 L，2.8 L，3.2 L。每次试验前，在齿轮箱各密封部位喷涂润滑油渗漏检查剂，按照《苏州地铁1号线增购车齿轮箱油量跑合试验大纲》中的规定的转速和时间各连续运转一次，并记录各部位温度及各密封部位渗漏情况，齿轮箱各部位的温升应满足：⊿T≤60 ℃+2T/3（⊿T为油池温升或轴承温升，T为环境温度，单位℃）实验结果如图1所示。

3.2  对比结果

从上述油位的试验对比情况来看，可得出：（1）当齿轮箱达到较高的油位时，齿轮箱大轴承座（车轮侧）出水孔孔口处易于出现油痕甚至渗油现象;而现场运行齿轮箱油位多在上下油位线中间附近（约3.2 L油），油位较高，大于试验的2.6 L油量，而根据试验情况分析，齿轮箱车轮侧出现密封部位渗油情况，与实际情况基本吻合;而现场密封部位出现不同程度的油渍甚至油滴，则可能是车辆运行一段时间后油渍不断积聚的结果。（2）当油位适当降低后，齿轮箱密封部位的油痕明显减弱甚至消失。

4    改进方案

由上述试验结果可知，齿轮箱润滑油油量在2.2～2.8 L可以满足齿轮箱的使用要求，因此建议降低齿轮箱的油位在2.2～2.8 L。其油位调整方案如下：更换油位观察窗上的刻线盖板，新的刻线盖板上刻有油位上限（油量约2.8 L）和油位下限（油量约2.2 L）两条刻线。

具体操作方案：（1）选择确定齿轮箱渗油比较严重的两列车。（2）对每列车的1辆动车2个转向架上的4套齿轮箱进行油位调整，并进行跟踪试验，试验跟踪时间为1个月，同时对齿轮箱各部位粘贴温度试纸，进行温度监测，日常记录各部位温度、油位变化及各部位密封情况。（3）根据线路试验结果，进一步确定后续的整改方案。

通过实验跟踪，齿轮箱渗油现象明显改善，现将所有列车齿轮箱观察窗进行更换，润滑油油量调整到2.2～2.8 L，并持续跟踪整改效果。