李冬平　嚴綺林

（中車洛陽機車（chē）有限公（gōng）司襄陽（yáng）分公司，湖北襄（xiāng）陽　441105）

　　摘　要：根據某一段時間機車廠（chǎng）修後，16V240型柴油機傳動中間齒輪故障數據統計，通過構造原理、結構（gòu）設計、檢修組裝等方（fāng）麵分析了故障產生的主要（yào）原因，提出了解決問題的技術措施和改進方法。

　　關鍵詞：16V240柴油機；中間齒輪；故障

　　1　問題（tí）的提出

　　16V240型柴油（yóu）機傳動（dòng）齒輪故障是DF4型內（nèi）燃機車柴油機易發（fā）生的嚴重故障之一。據統計，自2015元月前（qián）的一年半時間（jiān）內，我公司外機車齒輪故障據不完全記錄共發生25起，其中中間齒（chǐ）輪故障15起（qǐ），過輪故障（zhàng）7起，泵傳動齒輪3起。傳動（dòng）齒輪破損頻率加（jiā）劇，故障幅度（dù）呈上升趨勢，給正常運輸生產秩序（xù）帶來了嚴重影響，也給公司的聲譽帶來（lái）了極（jí）壞的影響。中間齒輪傳動係統一經出現破損故障，由於它在柴油機上受到安裝位置的限製（特（tè）別是中間齒輪），致使檢修恢複（fù）作業異常（cháng）困難，需將控製端端板全部（bù）解體，並且要（yào）拆除曲軸（zhóu）上的矽油（yóu）減震器後，才能接近到故（gù）障處所。這（zhè）樣導致機車擴大修程，不僅（jǐn）要（yào）占用機務段（duàn）的台位，而且延長了故障機車的檢修停時，降低運用效率，同時還造成公（gōng）司人力物力（lì）財力的大量損失。因此，全麵分析此類故障原因，及時采取措施，防（fáng）止和減少該類故障的發生十分必要。

　　2　故（gù）障原因分析（xī）

　　2.1構造原理（lǐ）

　　中間齒輪裝配主要由中間齒輪、中間支架、滾動軸承、隔圈、壓蓋和螺母等組成，如圖1所示，且（qiě）東風（fēng）4A、B、C、D、東風7係列結構完全一（yī）樣（該結構於2004年（nián）進行了設計改進）。

　　2.2受（shòu）力分析

　　中間（jiān）齒輪裝配的安裝位置如圖2所示，它與左右側凸輪軸（zhóu）傳動齒輪裝配的後端一起安（ān）裝在柴油機（jī）控製端的垂直板上，左右（yòu）側凸輪軸傳動齒輪裝配（pèi）的（de）前端由可調支撐固（gù）定，而中間齒輪裝配的前端無約束，形成（chéng）了懸臂粱結構。因為中間齒輪位於曲軸齒輪和左右側大介輪（lún）的中間，故此而得名（míng）。中間齒輪由曲軸齒輪驅動工作，不僅要受到傳動力矩的（de）作（zuò）用，而且要受到來自曲軸徑向力和軸向力的直接衝擊（jī），使之產生附加的彎矩；同時又要帶動左右大介輪傳遞工作力矩（jǔ），使附加彎矩的（de）釋放受到限製（zhì），因此使中間齒輪裝配中的中間齒輪，滾動軸承和中間（jiān）支架（jià）等零部件的（de）工作條件較為苛刻。

　　2.3問題分析

　　2.3.1結構設計存在的問題

　　（1）螺母與中間支架螺紋的（de）設計為M64×1.5，並在距中間支架前端6mm處截麵，沿水平和垂直兩個方向鑽有2×φ6.5的開口銷通孔。實際使用和檢修過程中，該兩個零件的螺紋將不（bú）可避免的出現磨損現象，加之滾動軸承（chéng）軸向移動量需要（yào）通過組裝進行重新調整，勢必導致在（zài）標準力矩緊固下螺母的新緊固位置發生變化，難以對正中間（jiān）支架上的（de）開（kāi）口銷孔（kǒng）。為了使螺母開槽（cáo）與中間支架開口銷孔相對，勢（shì）必（bì）要重新調整墊片的厚度，給檢修（xiū）帶來了不便。

　　（2）中間齒輪裝配與柴油發電機組（zǔ）的軸向移動量不匹配。製造組裝工藝要求中間齒輪裝配中的移動量a為0.10～0.25mm。柴油機曲軸自身（shēn）的軸向移動量為0.25～0.35mm，即使柴油發（fā）電機組安（ān）裝後的（de）軸向間隙也不小於0.18mm。曲軸的軸向移動量（liàng）由曲軸（zhóu）止推環（huán）的（de）止推麵來限製，而中間齒輪裝配中的軸向移動量則由滾動軸承承受，因此軸向力（lì）對滾動體和保持架構成直接威（wēi）脅。因兩軸軸（zhóu）向移動量不（bú）完全一致（zhì），在曲（qǔ）軸齒輪直接驅動中間齒輪的齧合工（gōng）作（zuò）狀態下，將導致曲軸軸向移動量尚未被限製住的那部分軸（zhóu）向力（lì），也作用在中間（jiān）齒輪（lún）裝配上，從而惡化了滾動軸承的工（gōng）作條件。

　　（3）中間齒輪為懸臂式支架軸安裝形式，齒輪內孔（kǒng）裝配（pèi）有雙列背對背圓錐滾柱軸（zhóu）承，承受軸向和徑向負荷，用M64×1.5螺母對軸承進行軸向定位預緊，大隔套定位軸承外圈，小隔套調整齒輪軸向間隙，及軸承的工作遊隙。從其結構（gòu）特點看，懸臂式齒輪（lún）軸穩定性差（chà），在軸根R3退刀槽（cáo）外容易產生應力集中（zhōng），是整個支架軸Z薄弱的環節；支撐（chēng）軸承采（cǎi）用雙列背對（duì）背圓錐滾柱軸承排列雖然傳動精度（dù）高，剛度大，結構緊湊，但是又中間齒輪裝配結構尺寸可知，兩個軸承外圈錐尖是相（xiàng）交的，支撐件（jiàn）工作時，因溫差影響，內，外圈（quān）徑向膨脹量大於軸向膨脹量。工（gōng）作遊（yóu）隙（xì）減少甚至消失，影響軸承性能。

　　2.3.2檢修組裝存在問題

　　（1）中間齒輪檢修裝（zhuāng）配本身存在問題

　　一是軸承外圈與齒（chǐ）輪的配（pèi）合沒有（yǒu）調整至間隙0.008mm到過盈0.032mm的標（biāo）準範圍，軸承內（nèi）圈與軸的配合沒有調整至間隙0.002mm到（dào）過盈0.03mm的標（biāo）準（zhǔn）範圍：

　　二是軸承內圈與軸台肩未（wèi）壓實，出現組裝間隙；

　　三是螺母與中間支架（jià）的M64×1.5螺紋出現拉傷，亂扣和缺損（sǔn）現象時，沒有得到恢複性的（de）檢（jiǎn）查；

　　四是滾動軸承（chéng）軸向移動量（liàng）a的調整未達到0.10mm～0.25的間隙（xì）要求標準。

　　（2）相關零部件的問題

　　一是各傳（chuán）動齒輪的齒（chǐ）側間隙，端麵（miàn）不平齊度，齒輪（lún）支架與機體密貼度（dù）未達到組裝工藝（yì）要求；

　　二是曲軸自（zì）身的軸向移動量特別是（shì）柴油發電機組安（ān）裝後的軸向移動量未達到組裝工藝的要求（qiú）；

　　三是中間齒輪軸承潤滑狀態差，柴油機自由端蓋內（nèi）設計布（bù）置了4根油管供油給齒輪齧合潤滑，還有從端蓋彈性支撐上（shàng）兩個潤滑油管給過輪軸承潤（rùn）滑，然而沒有（yǒu）專（zhuān）門油管供油給中間齒輪軸承潤滑，中間齒輪支架軸的兩（liǎng）套軸承僅（jǐn）能得到齒輪飛濺（jiàn）來的機油，加上軸承組裝時臥嵌式，其端麵有壓蓋和螺母，阻礙油流進入軸承，因此能進入軸承的機油比較少，根本保證不了軸承各摩擦副（fù）的有持續穩定（dìng）的油膜（mó）。

　　3　改進及預防措施

　　（1）嚴格按照工藝要求檢修和（hé）組裝齒（chǐ）輪，特別注重：一是對齒輪（lún）齒形的檢測（cè）（測（cè）量其公法（fǎ）線）；二是對軸承和齒輪及齒輪軸選配組裝。

　　（2）裝配軸承時軸承內圈與軸頸，外圈與齒輪必須進行預熱裝配，但是溫度不超過（guò）100攝氏度（dù），嚴禁用銅棒等直接敲擊軸承。

　　（3）製造工藝假軸檢（jiǎn）驗和（hé）調整（zhěng）中間齒輪軸向間隙。中間齒（chǐ）輪軸向間隙內控（kòng）為0.12～0.15mm更為合理，減少衝擊載荷對軸承的損（sǔn）壞。

　　（4）在柴油機自由端蓋板內側加裝供中間齒（chǐ）輪軸承潤滑的機油管，對中間齒（chǐ）輪（lún）軸承提供潤滑。可以（yǐ）直接在（zài）自（zì）由端蓋板內側接頭（tóu）體出鑽出一個￠5的（de）油孔對中間齒輪潤（rùn）滑。

　　（5）更換新式中間齒輪（lún）支架，解決其部分結構性（xìng）問題（tí）。（將軸端的螺母改為壓蓋式，並增設了（le）3根（gēn）M16×1.5的專用螺栓；中間支（zhī）架也采取了（le）增（zēng）加墊圈措施）。

　　（6）裝配過程中保持工作場地及零部件的清潔。

　　4　結束語

　　自從實施以上措施和改進後（hòu），我公司2015年（nián）上半年未（wèi）出現（xiàn）一次中間齒輪故障，對保證修車質量和運用取得了顯著效果。

　　參考文獻（xiàn）

　　1.成大（dà）先,主編.機械設計手冊（cè）[M].北（běi）京:化學工業出版社,2010.1.

　　2.鐵道部大連機車車輛工廠.240/275係列柴油機原理、結（jié）構、維修及故障處理[Z].1989.