張評峰（fēng）
（廣州大型養路機械運用檢修段）
摘 要：車軸齒輪箱作為鐵路大型養路機械的重要部件，其選型、布局及設計質量對整（zhěng）機的工（gōng）作性能（néng）、使用性能和（hé）檢修等都有重大影響。通過對目前應用較（jiào）廣泛的鐵路大型養路機械搗固車（chē）、穩定車的車軸齒輪箱（xiāng）進（jìn）行分析研究，係（xì）統地闡述了車軸齒輪箱的工作（zuò）原理，繼（jì）而對典型故障產生（shēng）的原因及檢修的重點進行具體論述。
關鍵詞：大型養路機械；車（chē）軸齒輪箱；結構原理（lǐ）；故障處理
1 前言
隨著鐵路行業的快速發展，用於鐵（tiě）路修建、養護（hù）與維修的大型（xíng）養（yǎng）路機械也得到了快速發展。目前，在（zài）我國（guó）廣泛應用的鐵路大型養路機械主要有以下幾種：搗（dǎo）固車、穩定車、清篩機（jī）、配砟整形車（chē）、鋼軌打磨車等。每一種機械的車軸齒輪（lún）箱根據其自身車（chē）型的工作需要，都有著自己獨特的傳動（dòng）設計，但作為養路機械的重要部件，它們都（dōu）要滿足以下幾點要求：①高速行駛並能迅速進出封鎖區間；②自身作業走行的需（xū）要；③不同類型機（jī）械聯掛運行時的需要。本文主要針對DC-32搗固（gù）車和WD-320穩定車車軸齒輪箱的工作（zuò）結構及（jí）傳動原理進行分析（xī），並通過實際案例闡述故障的處理方法。
2 車軸齒輪箱的結構簡介
車軸齒輪箱是傳動係統中將動力傳遞到走行輪對上的Z後一個部（bù）件，將傳（chuán）動（dòng）軸或液壓馬達傳來的（de）動力降低轉速、增大扭矩後，驅使輪對轉動。在各種大型養路機械上，車軸齒輪箱的構造、傳（chuán）速比等並不盡相同，目前國內使（shǐ）用的WD-320穩定車的傳動係統基本與DC-32搗固車相同，所以二者的車軸齒（chǐ）輪（lún）箱基本相（xiàng）同。在本文結（jié）構簡（jiǎn）介部分隻以搗固車的車（chē）軸齒（chǐ）輪箱為例進行分析。
DC-32型搗固車有3個車軸齒輪箱，分為主動轉向（xiàng）架車軸齒輪箱（xiāng）（以下簡稱車軸齒輪箱Ⅰ）和從動轉向架車（chē）軸齒輪箱（以下簡稱車軸齒輪箱Ⅱ）兩（liǎng）種類型。DC-32型搗固車具有高速、低速兩套走（zǒu）行傳動係統，其高速走行采用液（yè）力機械（xiè）傳動，低速走行采（cǎi）用（yòng）靜液壓傳（chuán）動。
搗固車高速走行時為兩軸驅動，前（qián）轉向架（jià）的兩軸為主動軸，其傳動路線為：發動機→液（yè）力變矩器→變速箱→輸出（chū）軸（zhóu）→分動（dòng）箱→傳動軸→車軸齒輪箱→車輪（lún）。
搗固車作業走行時，為步進式（shì）搗固作業，要求頻繁起動、製（zhì）動或換向，其傳動路線為：發動機→液力變速（sù）箱→油泵→油馬達→減速箱→傳動軸→動力換（huàn）擋箱輸出軸→傳動軸→分動箱→傳動軸→車軸齒輪箱→前（qián）轉向（xiàng）架→車輪。同（tóng）時，另一油（yóu）馬達（輔助馬達）驅動後（hòu）轉向架的一（yī）根軸，作為輔（fǔ）助驅動，增加輪（lún）周牽引力。
2.1 車軸齒輪箱Ⅰ
車軸齒輪箱Ⅰ主要由上箱體、下箱體、輸入軸總成、輸出軸總成（chéng）和潤滑係統等部分組成（chéng），其外形如圖1所示。
車軸齒輪箱Ⅰ的結構示意如圖2所示。由箱體、小弧形錐齒輪輸入軸、大弧形錐齒輪和軸承等組成。輸入軸與小弧形錐齒輪製成一體，另一端通過花（huā）鍵（jiàn）與法蘭盤相連，法蘭盤經過傳動軸與分動箱相（xiàng）接。該齒輪箱傳動速比為1:4.11。
2.2 車軸齒輪（lún）箱Ⅱ
車軸（zhóu）齒輪箱Ⅱ主要（yào）由上箱體、下箱體（tǐ）、輸入軸總（zǒng）成、輸出軸總成和離合器等部分組成，其外形如圖（tú）3所示。
車軸齒輪箱Ⅱ的結構示意如圖4所示。該齒輪箱采用的是圖4所示（shì）的單極圓柱齒（chǐ）輪模（mó）式，主要由2根（gēn）軸組成。輸入軸（zhóu）5為軸，其傳入端與馬達通（tōng）過花鍵（jiàn）相（xiàng）連，在（zài）軸上通過花鍵安裝一個可沿（yán）軸向滑動的（de）小直圓柱齒輪8。車軸3為第二軸，軸上壓裝大直（zhí）齒圓柱齒（chǐ）輪1，帶動車軸旋轉。車軸齒輪箱上安裝有氣缸操縱的離合（hé）器，通過推（tuī）動離合器軸6上的撥叉7帶動小直圓柱齒輪8移動，完成與大直圓柱齒輪1的齧合與分離。該車軸齒輪箱的（de）傳動速比為1:3.944。
車軸齒輪箱Ⅱ安裝著由氣缸操縱的離合器，在高速走行時，齒輪8與齒輪1分離；在作業走行時，通過風控氣缸使齒輪8與（yǔ）齒輪1齧合，該車軸成為主動軸。這種車軸齒輪箱由於有離合器軸的設計，因此在兩種工況轉換時，如果控（kòng）製部分氣缸不能順利地完（wán）成齒輪8的移動，那麽必將導致整（zhěng）個傳動係統的損壞，因此，平（píng）時必須注意對（duì）離合器風缸控製部分的檢查（chá）與維（wéi）修（xiū）。
3 典型故障案例分析
3.1 案例1
故障現象：XX搗（dǎo）固車在區間運行一段距（jù）離後，停車檢查時發現Ⅲ軸齒輪箱的油位觀察窗滲油嚴重（chóng），在更換油位觀察窗後（hòu）狀況未能改（gǎi）善。
原因分析：檢查發現（xiàn）該車軸齒輪箱加油口（kǒu）頂部呼吸口被大（dà）量的油泥堵住，造成齒輪箱內部完全（quán）密封，車輪轉動時形成較大負壓，負壓過大造成了油（yóu）位觀察窗潤滑油滲油嚴重。車軸齒輪箱內部潤（rùn）滑油液在車輛走（zǒu）行時內部壓力會急劇升高，需要有呼吸（xī）口與大氣相通，降低內部壓力。
3.2 案例2
故障現象：XX穩定車在施工現（xiàn）場進行定（dìng）期保養更換齒輪油，Ⅱ軸齒輪箱在放出的舊（jiù）油中發現有大量鐵屑，在使用內窺設備檢查後，發（fā）現小弧形錐齒輪軸齒輪齒麵存在剝落腐蝕情況（如（rú）圖5所示）。
原因（yīn）分析：經（jīng）檢查初步判斷該（gāi）車軸齒輪箱小（xiǎo）弧形錐齒輪軸（zhóu）齒輪（lún）齒麵存在剝落腐蝕情況（kuàng）是由於小弧形錐齒輪軸存在潤滑不良，在加（jiā）注好潤滑油後（hòu），拆開外部（bù）潤滑油管，讓輪對走行一段距離後發現潤滑（huá）油管無油液流出（chū），判斷為該車軸（zhóu）齒輪箱進行壓力潤滑用的柱（zhù）塞泵故障，在更換柱塞泵後，故障消除。因為小錐齒輪軸的前端齒輪及滾子軸承使用飛濺潤滑困難，故（gù）采用壓力潤（rùn）滑，在車軸齒輪箱內（nèi）裝有潤滑油泵，由凸（tū）輪驅動，車軸轉一周，油泵工作一次，潤滑油經外部油管輸送到前端齒輪及滾子軸承處進行潤滑，不然將很（hěn）容易因（yīn）缺（quē）油燒（shāo）蝕齒輪及滾子軸承，以致Z後造成齒輪及齒輪箱損壞。
3.3 案例（lì）3
故障現象：XX搗固車（chē）在長途掛運過程（chéng）中，發現前轉向架有較大（dà）異響，停站檢查時發現過橋傳動軸斷裂（liè）脫落，齒（chǐ）輪箱的平衡杆發生嚴重變形，已反轉擺（bǎi）到前端電子擺上蓋上麵，將電子擺上蓋完全打壞。
原因分析：現場檢查發（fā）現該車軸齒輪箱平衡杆與車體懸掛扭矩支座連接的（de）銷軸斷裂脫落，造（zào）成平衡杆銷孔一端拖到線路上被打彎，彈起後順時針反轉打到過橋傳動軸，將傳動軸打（dǎ）斷後擺（bǎi）到了前段電子擺的上蓋上麵（miàn）。因為（wéi）平衡杆與車體懸掛扭矩支座懸掛連接的關（guān）節軸承孔之間是通過銷軸連接，需定期檢查（chá）並給銷軸加注潤（rùn）滑油，以降低對銷軸及軸承孔的磨耗，避免出現更加嚴重的行車事故。
3.4 案例4
故（gù）障現象：XX搗固車在施工完畢區間返回時，一號位操作手聽到Ⅲ軸齒輪箱有異響，同時有燒焦的臭味逸出，實施緊急製動（dòng）停車後，檢查發現Ⅲ軸齒輪（lún）箱上的輔助驅（qū）動馬達表麵有大量稀釋油跡，同時還在冒白煙，使用紅外線測（cè）溫儀檢測（cè）發現馬達表麵（miàn）溫度（dù）高出環境溫度45℃，因離車站進站信號機（jī）隻有500m距離，在嚐（cháng）試發現能夠繼續走行後，車輛以5km/h的速度進入車站銷點。
原因分析：現場放油檢查未發現鐵屑及碎塊，在使用內窺設備檢查後發現大直齒圓柱齒輪（lún）及小直齒圓柱（zhù）齒輪表麵均無打齒及受損情況。但馬達（dá）離合（hé）器的（de）撥叉杆從離（lí）合器軸上脫離，掉落到箱底，因小直齒圓柱齒輪無撥叉支撐，在經過大超高曲線時，自動與大（dà）直齒圓柱齒輪接合，造（zào）成輔助馬達反轉，出現輔助馬達溫升較快，溫度較（jiào）高後讓馬達表（biǎo）麵（miàn）的油跡揮發產生“冒煙”的情況。在開箱恢複撥叉裝置（zhì）後，為（wéi）進一步確定輔助馬達是否損壞，將末級離合脫開，使用輔助馬達單獨（dú）驅動車體走行，發現車輛不能走行後，確定輔助馬達損壞，在更換輔助馬達後（hòu）故障解決。
3.5 案例5
故障現象：XX穩定車（chē）在（zài）施工現場封鎖後，到達（dá）一度停車防護點停車後，再次啟動發現車輛啟動困難，同時從車（chē）底傳來較大異響，將ZF箱末級離合器脫開（kāi）後，使用紅外線測溫儀分別測量分動箱及Ⅰ、Ⅱ軸齒輪箱，發現Ⅱ軸溫（wēn）度較高，較環境溫度高出58℃，同時Ⅱ軸輪對應軌麵上（shàng）有明顯製動擦痕，初步判斷為Ⅱ軸車軸齒輪箱齒輪卡滯。
故障處理分析：在進行故（gù）障排查（chá）時（shí），首先拆除分動箱與車軸齒輪箱連接的兩根傳動軸，以確定不是分（fèn）動箱、減（jiǎn）速箱齒輪卡死（sǐ）。然後使用千斤頂（dǐng）頂（dǐng）車軸的軸箱讓輪（lún）對脫離鋼軌麵（miàn），使用撬棍轉動輪對以確定卡死的具體車軸（zhóu），確定之後對該軸進行放油檢查，發現有大量鐵屑及碎塊，進（jìn）一步確定為Ⅱ軸車軸齒輪箱（xiāng）齒輪卡滯。對齒輪箱進行拆解後發現小弧形錐齒輪軸的錐齒從（cóng）圓柱（zhù）滾子（zǐ）軸承（chéng）處齊根斷裂，錐齒有3顆被打斷（如圖6所（suǒ）示），大弧形錐齒輪有8顆齒牙被打（dǎ）壞（如圖7所示）。在取出（chū）齒輪箱零部（bù）件和齒（chǐ）輪掉（diào）塊後，使用雙股鐵絲將軸箱軸端壓板（bǎn）橫向拉緊，使該軸成為（wéi）“光軸”，安全返回車站銷點。
4 如何預防車軸（zhóu）齒輪箱故障
（1）禁止將搗固車和穩定車作調機用（yòng），大機多車聯掛運行不要僅以一車牽引，特（tè）別是遇到上坡更應幾台車（chē）同時出力（lì）(但應（yīng）注意掛檔（dàng）、退檔操作上的同步問題，各車要加強聯係)，避免（miǎn）因主（zhǔ）車走行齒輪箱超負荷工作而造成損壞（huài）車（chē）軸齒輪箱。
（2）加強油位檢（jiǎn）查，油位過高或過低都會造成箱體過熱，齒（chǐ）輪箱溫度不允許超過（guò）95℃。
（3）定期更（gèng）換齒輪油，發現異常磨粒、脫落物要認（rèn）真分析找出原因，情況嚴重的需開（kāi）箱檢查。
（4）定期檢查（chá）走行齒輪箱柱塞泵工作（zuò）是（shì）否正常。方法是（shì）：將箱體外部輸油管路的彎管接頭擰鬆，讓大機移動一（yī）段距離或者轉動輪（lún）對數圈後，觀察油管接頭處有無明顯出（chū）油，如沒有則需要對柱塞泵進行拆（chāi）檢，找出原因加以排除。因為小錐齒輪軸的（de）前端軸承全靠柱塞泵提供壓力油來（lái）潤滑，不（bú）然將很容易缺油（yóu）燒蝕（shí）以致Z後造（zào）成齒輪箱損壞。
（5）對（duì）走行齒輪箱平衡杆的減（jiǎn）振墊要加強彈（dàn）性檢查，適時調整壓緊力，減小振動和對傳動部件的不（bú）利影響（xiǎng）。年檢時應對平衡杆關節軸承孔部位以及連接銷軸（zhóu）進行磁粉探傷，定期潤滑。
（6）對輔助驅動（dòng）齒輪箱要注意氣缸（gāng）離（lí）合器脫、掛擋是否靈活、到位，更換油馬達時注意進、出（chū）油口不能接反（fǎn），否則會造成大機作業（yè）走行緩慢無力，而且現場操作者僅從外部現象上觀察分析不太容易發現故障（zhàng）原因，給故障的排除帶來不便。
（7）如果現場發生（shēng）齒輪箱嚴重損壞或齒輪卡滯咬死等情況，隻能返回基地檢修，但在現場須對（duì）已損壞的齒輪箱進（jìn）行解（jiě）體，拆除車軸（zhóu）軸係（xì）以外的零部件，將車軸上（shàng）的兩盤軸承、兩個（gè）軸承端（duān）蓋使（shǐ）用至少雙股鐵絲穿過軸（zhóu）端壓板螺栓安裝孔對向進行拉緊（至少拉緊4根（gēn））。防止運行途中軸承（chéng）、軸端壓板相對車（chē）軸（zhóu）發生相對轉動（dòng）後因（yīn）摩擦損（sǔn）傷車軸，以保證掛運安全（如圖8所示）。
5 結束語（yǔ）
從以上傳動結構分析來看，盡管車（chē）軸齒輪箱的結（jié）構（gòu）較複雜，一旦出現故障（zhàng）不好排除，但是隻要掌握了每種車（chē）軸齒輪箱的傳動模式，就（jiù）不難找出故障產生的原（yuán）因和故障發生的部位，這樣就能夠準確地（dì）判斷和排除故（gù）障。由於搗固車和穩定車在（zài）現場既有高速自運行又有低速作業走行，加之（zhī）工作條件相當惡劣，出現的情況也（yě）紛繁複（fù）雜，以上所述隻是近幾年來對於搗固（gù）車和穩（wěn）定車車軸齒輪箱在（zài）運用、管理及維修中的一些體會，可能比較片麵，由（yóu）於學識所限，本文很多（duō）地方還有（yǒu）不盡之處，敬請諒解（jiě）。
