齒輪箱大齒輪軸承游隙測量工藝優化

管明 郭銳 高敦升 孫慶

摘要：介紹了動車組齒輪箱大齒輪軸承軸向游隙測量存在的問題，介紹了改進工裝的設計方案及改進后的效果。

關鍵詞：動車組;齒輪箱;軸向游隙;測量

序言

齒輪箱裝置作為轉向架輪軸驅動的關鍵組成部分，其產品質量直接影響動車組的安全運行。軸承的安裝質量尤其是軸承的軸向游隙，對齒輪箱性能起到至關重要的作用。CRH2型和CRH380A/AL型動車組在進行四、五級檢修過程中，需要對齒輪箱進行分解檢修。在測量大齒輪側軸向游隙工序中，需要手工安裝百分表對大齒輪側軸承軸向游隙進行測量，由于該工序要求測量精度高，現有安裝工藝容易產生測量誤差，且效率較低，因此通過設計大齒輪軸向游隙測量工裝，達到降低測量誤差，提高效率的目的。

1.游隙作用

軸承游隙的定義：其中1個軸承套圈相對于另1個軸承套圈在軸向可移動的總距離。游隙對軸承壽命有較大影響，軸向游隙過小，運轉過程中軸承溫度及齒輪溫度不斷上升，軸體產生膨脹而伸長，使軸承受到過大的軸向壓力而增大摩擦，同時產生大量的熱量，軸承溫度不斷上升，反過來又使軸體進一步伸長，進一步加大軸承的軸向負荷，形成惡性循環，大大縮短軸承的使用壽命。如果軸承游隙過大，則使軸承失掉應有的定位精度，使齒輪箱在使用過程中產生過大振動，出現噪音等異常情況。

2.問題描述

CRH2型動車組大齒輪側軸承游隙測量時，將車軸（電機側朝上）豎直吊入專用地坑中。將兩個百分表表座呈180°吸附在車軸軸身處，表頭豎直朝下與軸承蓋端面相接觸。將車軸順時針轉10圈，逆時針轉10圈，旋轉完后兩個百分表讀數置零。用天車垂直吊起車軸，順時針轉10圈，逆時針轉10圈，旋轉后記錄2個百分表的讀數，根據2個百分表示值計算出軸向游隙的平均值。測量方法如下圖1所示.

圖1??軸向游隙測量示意圖

目前，該方法存在如下兩個問題：

a）由于軸身油漆較厚，磁力表座難以有效吸附在車軸上，生產過程需要反復調整，效率低下。

b）手工操作時兩個百分表表頭難以確保相對位置呈180°，且百分表表頭與軸承蓋端面不垂直，造成測量結果不準確。

3.設計原理

根據車軸結構和游隙測量要求，設計出大齒輪軸承軸向游隙工裝，設計優化工裝分為3個部分：半圓式連接工裝、測量臂和強力磁鐵。具體如圖2：

圖2??工裝測量示意圖

半圓形連接工裝內徑與車軸軸身為過渡配合，可將兩個百分表相對位置固定呈180°，兩側測量臂螺紋孔與連接工裝中心線垂直，便于調整百分表表頭與軸承蓋端面垂直。

半圓形連接工裝下平面為精加工平面，安裝有3塊強力磁鐵，磁鐵經表面磨削后可保證平面度并吸附于集電環端面，確保工裝與軸身密貼。

4.工藝分析及改進

工裝為半圓式結構，利用3塊強力磁鐵黏貼在集電環上。由于集電環高度為固定尺寸（約66mm），設計兩側測量臂高度可直接將兩個百分表固定呈180°進行測量，取消百分表安裝及對正工序，實現游隙的直接測量。

工裝下部三個強力磁鐵表面為精加工處理，與集電環端面接觸，相當于平面中的三點支撐（限制了Z軸的移動自由度和X、Y軸的轉動自由度），保證了工件的定位平衡（三點平衡定位原理）。另外，工裝通過磁力牢固吸附在集電環上（限制X、Y軸的移動自由度和Z軸的轉動自由度），因此本工裝屬于完全定位，測量精度和穩定性能夠得到有效保證。

5.效果對比

本工裝使用方便，可保證百分表相互位置呈180°，百分表表頭與接觸面呈90°及預壓值，避免因操作者的技能不足產生操作誤差。

經現場反復批量驗證，該項工藝改進操作簡單、穩定可靠，目前已取消百分表安裝、對正工序，可有效提高現場生產效率，減輕操作人員工作強度，具有較好的經濟及推廣價值。

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