張（zhāng）京（jīng）平
（哈爾濱市香坊區成高（gāo）鎮人民政府）

　　摘　要：大型（xíng）養路機械車軸齒輪箱泄漏有諸多（duō）原因，對其原因進行（háng）分析。鐵路大型養路機械屬於資金密集型、技術密集型產品，零（líng）部件價值都比較高，而由於其功（gōng）用的特殊性，造成結構都比較複（fù）雜，拆裝都不是特別容易、方便。特別是轉向架中的輪對及車軸齒（chǐ）輪箱，由於車軸與車輪（lún）和（hé）車軸齒輪箱中的齒輪、軸承、隔套、隔圈等零件都是過盈配合，且壓裝設備專（zhuān）業性（xìng）強，要求（qiú）高，所以相對其它零部件，拆裝起來更是困難。本文意在通過對輪對車軸齒輪箱泄漏原因的分析，從而尋求其經濟（jì）、簡便、可行的維修（xiū）及解決泄漏的方法。

　　關鍵詞：大型（xíng）養路機械；車軸（zhóu）齒輪；車軸齒輪（lún）箱；泄漏原（yuán）因
　　1　泄（xiè）漏原因分析
　　造成泄漏的原因主要有兩方麵：一是，密封麵上有間隙；二是，密封兩（liǎng）側有壓力差。消（xiāo）除或減小任一因素都可以阻止（zhǐ）或減小泄漏。但就一般設備而言，減小或消除間隙是阻止泄漏的主要途徑。密（mì）封的作用就是將結合麵間的間隙（xì）封住、隔離或切斷泄漏通（tōng）道，增加泄漏通道中的阻力，或者在通道中加設小型做功（gōng）元件，使泄漏物（wù）質產生壓力，與引起泄漏的壓差部分抵（dǐ）消或完全平衡，以阻止泄漏。根據以往大修經驗，大型養路機械（xiè）車軸齒輪箱發（fā）生泄漏一般是在車軸與（yǔ）箱體接合（hé）處。

　　現在（zài）進入大修周期的大型養路機械，其車（chē）軸齒輪箱與車軸（zhóu）接合（hé）部位，一般使用兩種密封方法。配碴車車軸齒輪箱采用單（dān）純的非接觸式迷（mí）宮密封，其它車型采用非接觸式迷宮密封加接觸式填料密封或油封（主要是骨架油封）密封。大修（xiū）車引起泄漏的原因（yīn）主要有以下幾方麵：

　　1）作為大型養路機械箱軸（zhóu）接合部，使（shǐ）用條件比較複雜，既（jì）存在往複轉動，又存在高（gāo）、低速轉動（dòng）；
　　2）多在戶外使用，溫度差別極大，自然環境惡（è）劣；
　　3）密封件超期使用；
　　4）迷宮密封由於（yú）其屬（shǔ）於非接觸密封，本身就存在間隙；
　　5）大（dà）型養路機械車軸齒輪箱主動軸（zhóu）上都熱裝有齒輪、軸（zhóu）承等部（bù）件，多為過盈配（pèi）合，拆卸繁瑣（suǒ），總體來說，傳統密封維（wéi）護（hù）不方便，維修時間長。
　　2　解決方法
　　由於輪對及車軸齒輪箱屬於大型養路機械的（de）走行機構，具有十分重要的作用，對其密封部件進行維修及更換的話（huà）不但（dàn）需停工檢修，而且需（xū）要對其進行退輪及解體。所以（yǐ）為了使僅維修密封部件成為可（kě）能，我們就需要尋找不需要退輪（lún）就能維修及更換（huàn）密封部件的可行方法。針對前麵提到的大型養（yǎng）路機械車軸齒輪箱所使用（yòng）的兩種密封方法，我們對應可使用兩種解決泄漏的方（fāng）法。

圖（tú）1

　　2.1引流
　　針對早期（qī）配碴車車軸齒輪（lún）箱采用迷宮密封的方式，由於輪對不（bú）能退輪，這樣迷宮（gōng）密封及軸（zhóu）承（chéng）蓋都無法更換，所以我（wǒ）們隻能改變一貫的思路，轉而通過對箱體（tǐ）做一些改變，來尋求解決迷宮（gōng）密封本身間隙（xì）增大後引起泄漏的問題。通過試驗及觀察，我們發現，由於箱體本身剖分麵上有回油槽（cáo），所以在輪對低速運轉時泄漏很少，到高速運轉（zhuǎn）持續一段時間，箱體及潤滑油溫升比較充分後泄漏才（cái）比較明顯，由此我們設想可以通過（guò）在箱體軸（zhóu）承座孔下端加鑽回油孔（kǒng）來解決，參見圖1，直徑大約Φ10mm的孔。

　　由於是在軸承（chéng）外側鑽孔，潤滑油經潤滑軸承後多餘的油才會經回（huí）流孔回流到箱體（tǐ）內，所以並不會因為多餘潤（rùn）滑油的回流而影響（xiǎng）到軸承的潤滑（huá）。這樣就避免了因（yīn）回流（liú）孔的存在而導致軸承潤滑（huá）不良。加回流孔前後密封處狀態對比如圖2、圖3。圖2加回流孔前密封處狀況，泄漏的潤滑（huá）油已經成線狀，圖3為加回流孔後密封處狀況，無泄漏。

圖（tú）2

圖3

　　2.2雙剖分式油封密（mì）封（fēng）
　　（1）剖分式油封的發展
　　剖分式油（yóu）封特別是雙剖分式油封是Z近一些（xiē）年（nián）才開發（fā）使用的一種密封方式，然而，單剖分雖然（rán）容易實現，但是卻不能大量推廣和使用，因為單剖分的切口難以實現彈（dàn）性補償，膠水粘接往往會造成剖分處（chù）硬度過高而影響壽命，切口愈合性也很差。其次，傳（chuán）統的高摩擦（cā）因數材料，即使（shǐ）不剖分其壽命也不長。沒有經過材料升級的單剖分密封往（wǎng）往沒有良（liáng）好的密封效果和使用壽命。所以這種剖分形式未能大量推廣和使用。

　　為彌補剖（pōu）分對密封（fēng）性能的影響，研究人員研發出了雙剖分雙鎖固油封，這種油封（fēng）由（yóu）內外環交錯形成，靜止的安裝在設備機架中的彈性外環和保（bǎo）持在外環中的（de）彈性內環，內環套裝在設備的轉軸上，並且相對於外環保持靜止，兩個剖分點都有各自的鎖固方式，采用時鍾（zhōng）55’及5’的交錯接口，如圖4所示。剖分處骨架兩端口（kǒu）在自由狀態下有微量間距，對接後密封主體剖分端麵自動形（xíng）成微量擠壓配合（hé），通過交錯接口有（yǒu）效（xiào）確保彈性補償和密封性能。打破了傳統骨架油封不能剖分的常規，開（kāi）辟了密封技術（shù）的新領域。而內外環結構形成了複雜的密封通道，包括嵌裝在外環（huán）中的彈（dàn）性抱緊環和嵌裝在內環中的軸型彈簧，外環還采用專用工具成型的球孔式（shì）切口，在提高密封能力的同時（shí），保障徑向和軸向的雙向鎖定，實現剖分（fèn）端麵的輔助定位和自動鎖緊，在振動及跳動工況下不會鬆脫。另外，此種油封（fēng）還根（gēn）據溫度、速度的不同采用摩（mó）擦因數極低的不同新型材料進行材料升級，並兼（jiān）顧不同材料的（de）彈性係數、摩擦因數、耐溫性能及（jí）材料之間的熱膨脹係數對密封（fēng）性能及壽（shòu）命的影響。相比（bǐ）普通油封（fēng），雙剖分雙鎖（suǒ）固油（yóu）封的安裝無需退輪及開箱，隻需拆下軸承蓋拉開油（yóu）封接口，套到軸上的密封位置。安（ān）裝後由於其接口合理交錯形狀記憶性好，確保了彈性補償和密封性（xìng）能。經過選用優質材料，摩擦因數極低，提高了油封壽命。且現已實現無模具加工，無（wú）規格限製，因此適應性及實用性好。

圖4

　　目前，隨著設計不斷地優化，材料不斷地升（shēng）級，該項（xiàng）產品已被廣泛運用（yòng）於（yú）汽車、工程機械、冶金、電力、石油、機床、化學等行業及其重（chóng）要（yào）工程，使用壽（shòu）命也達到傳統骨架油封的標準，而且隨著其拆裝的簡單及便利，無形當中也延長了該密封（fēng）方式的使用壽命。

　　（2）在大型（xíng）養路機械上的應用優勢
　　對於大型養路機械車軸齒輪箱來（lái）說，無論是（shì）進口還是國產，較多采用非（fēi）接觸式迷宮密封加接觸式填料（liào）密封（fēng）或油封密封的組合方式或單純采用雙（shuāng）油封密封方（fāng）式。填料一般為毛氈，油（yóu）封一般采用骨架油封。以圖5所示為例。

圖5

　　如前麵提到的，雖然迷（mí）宮密封屬於非接觸式密封（fēng），是較理想（xiǎng）的動密封，但由於其不能夠（gòu）彌補車軸徑（jìng）向跳動造成的間隙加大問題，所（suǒ）以對（duì）存（cún）在徑（jìng）向跳動的輪對，使用較長時間後一般密封效果不是很好。而毛氈一般在低速、常（cháng）溫下對潤滑（huá）脂及灰塵、顆粒（lì）等密封效果還可以，但對潤滑油，特別是高速、高溫條件下形成（chéng）的低粘度（dù）潤滑油密封效果不理（lǐ）想。且由於毛氈摩擦因數大、自潤滑性、形狀尺寸的（de）記憶性很差，很容（róng）易在密封處產生間隙，進而導致密封失效。對於骨架油封來（lái）說，達到使用年限後再好（hǎo）的油封都會（huì）慢慢失效，而換油封都得退輪，成本上更是得不（bú）償失。

　　為了解決上述不方便，同時（shí）使維修在成本允許條件下成為可能，我們可在原安放毛氈或油封處采用與安裝空間相符的雙剖分雙（shuāng）鎖固油（yóu）封替換，如圖6所示。這樣在不需要退輪及開箱的情況下，甚至都不用將車架起，在施（shī）工現場就可以（yǐ）進行操作及維修作業。大（dà）大降低了維（wéi）修成本及時間消耗。

圖6

　　3　結語
　　由於現在的加工水平已能滿足根據（jù）原有安裝位置尺寸確定油封（fēng）的加工尺寸，使油封外徑與壓蓋內表麵形成過盈配合，油封高度略高於壓蓋深度，這樣就可保證雙剖分式油封在軸承透蓋上的固定。通過對鐵（tiě）路大型養路機械車（chē）軸齒輪（lún）箱泄漏（lòu）問題的分析及解決方法的摸（mō）索、試驗及應用，一（yī）方麵積累了維修經（jīng）驗，更重要的是大大降低了維修（xiū）成本（běn）。而雙（shuāng）剖分式油封，雖然目（mù）前還沒有在大型養路機（jī）械上應用的實例，但由於其目前在許多行（háng）業及重要（yào）工程中的成功應用（yòng），也不失為一種技術儲備及修（xiū）理（lǐ）備選方案。而這些工作及探索都將為公司（sī）大修工（gōng）作的全麵展開及可持續發展夯實堅實的基礎。

來源：《科學與財富（fù）》2016年2期