机车用新型齿轮箱结构设计

机车用新型齿轮箱结构设计

发表时间：2019-08-15T16:43:08.227Z 来源：《科技新时代》2019年6期作者：陈雪平[导读] 机车齿轮箱是机车走行部分的关键零部件，主要作用是对齿轮进行润滑，防止尘土、砂石和灰尘的侵袭以及将主、从动齿轮密封在齿轮箱内。

（株洲通达铁路电机有限公司，湖南株洲 412000）摘要：目前直流机车使用的齿轮箱都是焊接式结构，由于材料和结构上的缺陷，在使用过程中容易出现漏油和拉裂的质量问题。本文依据多年生产机车齿轮箱的经验，详细介绍了机车用机车用新型齿轮箱结构设计方案。

关键词:齿轮箱；拉裂；漏油

1、概述

机车齿轮箱是机车走行部分的关键零部件，主要作用是对齿轮进行润滑，防止尘土、砂石和灰尘的侵袭以及将主、从动齿轮密封在齿轮箱内。

2、机车齿轮箱常见故障

机车齿轮箱是机车走行部分的关键零部件，保证牵引电机主动齿轮和机车轮对从动齿轮的润滑，从各个铁路局收集的运用资料来看，机车齿轮箱容易发生拉裂和漏油两个惯性故障，所以增加强度和改善密封方式是解决上述问题的最佳方案。

3、故障原因分析

（1）齿轮箱结构不合理，紧固件和两侧板没有加强型结构，在机车运行中长期承受冲击载荷和疲劳载荷以及热效应的多重作用下，极易出现拉裂现象，造成漏油故障，甚至出现脱落故障，给机车运营带来极大安全隐患。

（2）齿轮箱领圈一般采用毛毡条或橡胶密封条进行密封，这两类密封条容易出现老化和变形现象，密封效果不好，齿轮油在齿轮高速旋转作用下容易造成泄漏。

（3）排气孔不通畅，齿轮箱在运转过程中产生的压力得不到及时释放，造成内外压差太大，齿轮油从而产生泄漏现象。

4、结构设计

（1）箱体侧板采用模具压制扇形加强筋（图1）及周边折边工艺（图2），增强箱体整体抗震强度，减少变形，能有效防止因刚度不够造成变形导致漏油的现象。

图2：箱体侧板折边结构图3：紧固件梅花型结构（2）齿轮箱固定件采用梅花型加强加强结构（图3），使紧固力分散更加均匀，有效杜绝了老式齿轮箱因固定件拉裂而发生的漏油现象。

（3）齿轮箱密封结构型式由原来的毛毡条和橡胶条改为磁流体密封方式（图4），将磁流体注入齿轮箱领圈与车轴磁场的间隙中，在磁场的作用下，它可以充满整个间隙，形成一种“液体的O型密封圈”。当磁流体在受压差作用时，磁流体在非均匀磁场中略微移动，产生对抗压差的磁力，从而达到新的平衡，达到密封的效果。

机车用新型齿轮箱结构设计

机车用新型齿轮箱结构设计 发表时间：2019-08-15T16:43:08.227Z 来源：《科技新时代》2019年6期作者：陈雪平[导读] 机车齿轮箱是机车走行部分的关键零部件，主要作用是对齿轮进行润滑，防止尘土、砂石和灰尘的侵袭以及将主、从动齿轮密封在齿轮箱内。 （株洲通达铁路电机有限公司，湖南株洲 412000）摘要：目前直流机车使用的齿轮箱都是焊接式结构，由于材料和结构上的缺陷，在使用过程中容易出现漏油和拉裂的质量问题。本文依据多年生产机车齿轮箱的经验，详细介绍了机车用机车用新型齿轮箱结构设计方案。 关键词:齿轮箱；拉裂；漏油 1、概述 机车齿轮箱是机车走行部分的关键零部件，主要作用是对齿轮进行润滑，防止尘土、砂石和灰尘的侵袭以及将主、从动齿轮密封在齿轮箱内。 2、机车齿轮箱常见故障 机车齿轮箱是机车走行部分的关键零部件，保证牵引电机主动齿轮和机车轮对从动齿轮的润滑，从各个铁路局收集的运用资料来看，机车齿轮箱容易发生拉裂和漏油两个惯性故障，所以增加强度和改善密封方式是解决上述问题的最佳方案。 3、故障原因分析 （1）齿轮箱结构不合理，紧固件和两侧板没有加强型结构，在机车运行中长期承受冲击载荷和疲劳载荷以及热效应的多重作用下，极易出现拉裂现象，造成漏油故障，甚至出现脱落故障，给机车运营带来极大安全隐患。 （2）齿轮箱领圈一般采用毛毡条或橡胶密封条进行密封，这两类密封条容易出现老化和变形现象，密封效果不好，齿轮油在齿轮高速旋转作用下容易造成泄漏。 （3）排气孔不通畅，齿轮箱在运转过程中产生的压力得不到及时释放，造成内外压差太大，齿轮油从而产生泄漏现象。 4、结构设计 （1）箱体侧板采用模具压制扇形加强筋（图1）及周边折边工艺（图2），增强箱体整体抗震强度，减少变形，能有效防止因刚度不够造成变形导致漏油的现象。 图2：箱体侧板折边结构图3：紧固件梅花型结构（2）齿轮箱固定件采用梅花型加强加强结构（图3），使紧固力分散更加均匀，有效杜绝了老式齿轮箱因固定件拉裂而发生的漏油现象。 （3）齿轮箱密封结构型式由原来的毛毡条和橡胶条改为磁流体密封方式（图4），将磁流体注入齿轮箱领圈与车轴磁场的间隙中，在磁场的作用下，它可以充满整个间隙，形成一种“液体的O型密封圈”。当磁流体在受压差作用时，磁流体在非均匀磁场中略微移动，产生对抗压差的磁力，从而达到新的平衡，达到密封的效果。

机车齿轮箱磨合试验台使用说明书

ZH-1 型机车齿轮箱磨合试验台使用说明书 北京南北纵横轨道交通科技开发有限责任公司

2005 年07 月 目录 ZH-1型机车齿轮箱磨合试验台......................................................... 1.. 1.用途、主要参数及构造 .......................................................... 3. 1.1用途................................................................... .3... 1.2主要参数.................................................................. 3.. 1.3 构造...................................................................... 3... 2.使用方法 ..................................................................... 5.. 2.1试验准备.................................................................. 5.. 2.2试验................................................................... .5... 2.3试验参考数据........................................................... 6.. 3.设备总成示意图 ............................................................... 7.. 4.电气原理图 ................................................................... 8..

高速发展中的机车齿轮箱公司

高速发展中的机车齿轮箱公司 发布时间：2010-10-26 8:20:54 点击：( 1371 ) 机车齿轮箱公司作为南京高精传动设备制造集团有限公司（以下简称：南高齿）轨道交通传动设备研发与生产基地，其产品涉及地铁、有轨电车、城际列车、高速列车、机车等方面。只有国际品牌才有国内市场，南高齿进军轨道交通领域伊始就走国际化发展道路，先后与GE、ALSTOM公司合作，如今装有公司传动设备的机车正运行在世界各地的铁路上。 百年企业必须建立在不断创新的基础上 南高齿作为国内最大的传动设备制造商，拥有四十余年的悠久历史。在传统领域，如冶金、建材、矿山、起重、化工等方面一直处于国内领先地位。近年来，公司董事长兼总经理胡曰明先生提出了二次创业的口号，而风力发电、轨道交通、船舶则是公司二次创业的重要发展方向。作为公司风电传动设备研发与生产基地的南京高速齿轮制造有限公司成立于2003年，2006年与GE公司签署联合开发GE公司风力发电机组配套专用齿轮箱的协议，2009年南高齿风力发电齿轮箱产量約达6300兆瓦，规模位居世界第二。在船舶领域，公司多项产品填补了国内空白，2010年南高齿研发出国内功率最大、桨叶直径最大的侧向推进器以及国内首例3000HP舵桨装置，打破了国外厂家对该类产品的市场垄断。在轨道交通领域，大力开发轨道交通用齿轮箱是公司重要发展战略之一，目前在禄口工业园已新建厂区，2010年11月可投入使用，这标志着南高齿在轨道交通领域将迈上了一个新台阶。 与GE公司牵手 2003年美国GE公司在中国寻求战略合作商，将目光投向了国内最优秀的传动设备制造企业—南高齿，GE公司对南高齿进行了全面的考察，考察的内容涉及管理、研发、制造等方方面面，并且要求试制的产品达到GE公司的质保体系要求，这是南高齿进入国际采购链的第一考。2005年，南高齿的管理、研发、制造水平最终赢得了GE公司的尊重和信任，成功跻入了美国 GE公司的国际采购链。目前，南高齿已为GE 公司提供了包括青藏线在内运行在各地的铁路牵引齿轮。

【CN110775107A】一种高速机车走行部齿轮箱大数据健康管理装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910312536.X (22)申请日 2019.04.17 (66)本国优先权数据 201810854466.6 2018.07.30 CN (71)申请人 西安英特迈思信息科技有限公司 地址 710000 陕西省西安市高新区锦业路 38号粤汉国际1号楼10803室 (72)发明人 申中杰　李盼　宮云杰　 (74)专利代理机构 北京前审知识产权代理有限 公司 11760 代理人 张波涛　尹秀峰 (51)Int.Cl. B61L 27/00(2006.01) (54)发明名称一种高速机车走行部齿轮箱大数据健康管理装置(57)摘要本发明公开了一种高速机车走行部齿轮箱大数据健康管理装置，包括信息感知单元1、智能监测单元2、车载PHM系统3、服务器4和企业PHM系统5。其中，信息感知单元1、智能监测单元2、车载PHM系统3直接安装在高速机车上，全面监测高速机车走行部齿轮箱运行状态，并提供智能监测、存储和报警服务，在特定站点组网与服务器4连接，组建大数据传输系统。服务器4用于数据存储与大数据管理。企业PHM系统对齿轮箱监测数据进行深度挖掘，实现故障诊断、趋势分析、故障预测、混合智能诊断和剩余寿命预测。该发明实现了高速机车走行部齿轮箱的监测诊断向运维管理的过渡，为下一步相关企业的智能运维、协同 管理的服务奠定基础。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 110775107 A 2020.02.11 C N 110775107 A

权　利　要　求　书1/1页CN 110775107 A 1.一种高速机车走行部齿轮箱大数据健康管理装置，其特征在于： 包括信息感知单元1、智能监测单元2、车载PHM系统3、服务器4和企业PHM系统5，其中，信息感知单元1实时采集齿轮箱状态信息，智能监测单元2将来自信息感知单元1的原始数据存放在高速缓存区并计算时频域统计特征，按照报警机制判断故障，当故障发生时，保存故障时刻前后一定时间段内的原始数据，并给出相应的报警指示；当无故障时，只存储统计特征数据，其中，信息感知单元1、智能监测单元2、车载PHM系统3直接安装在高速机车上以监测高速机车走行部齿轮箱运行状态，并提供智能监测、存储和报警服务，在特定站点组网与用于数据存储与大数据管理的服务器4连接，组建大数据传输系统，连接服务器4的企业PHM系统对齿轮箱监测数据进行深度挖掘以故障诊断、趋势分析、故障预测、混合智能诊断和剩余寿命预测。 2.根据权利要求1所述的一种高速机车走行部齿轮箱大数据健康管理装置，其特征在于，优选的，所述的信息感知单元1包含振动传感器11、转速传感器12、温度传感器13和油液传感器14，全方位获取齿轮箱的状态信息。 3.根据权利要求1所述的一种高速机车走行部齿轮箱大数据健康管理装置，其特征在于，所述的智能监测单元2直接集成在高速机车的机柜中，智能监测单元2配备1T的硬盘，实现列车运行和非上传站点的数据存储，智能监测单元2还配备无线传输模块，可在不打开机柜、不影响列车运行的情况下实现与移动存储设备的数据传输。 4.根据权利要求1所述的一种高速机车走行部齿轮箱大数据健康管理装置，其特征在于，用于列车的监测和短时间内的故障预测的所述的车载PHM系统3直接从智能监测单元2硬盘中获取数据，显示齿轮箱的当前状态，读取齿轮箱的历史趋势，预测短期内的发展趋势。 5.根据权利要求1所述的一种高速机车走行部齿轮箱大数据健康管理装置，其特征在于，所述的服务器4采用双机热备模式，WEB服务+数据存储的结构，一台服务器宕机，另一台5s内接管应用，确保业务不中断，数据不丢失。 6.根据权利要求1所述的一种高速机车走行部齿轮箱大数据健康管理装置，其特征在于，所述的智能监测单元2与服务器4在特点站点通过以太网连接，组建大数据传输系统，实现服务器4的数据更新。 7.根据权利要求1所述的一种高速机车走行部齿轮箱大数据健康管理装置，其特征在于，所述的企业PHM系统5从服务器4获取数据以数据挖掘，在故障诊断中，运用FFT、包络谱、自适应滤波解调、小波分析、二代小波分析或多小波分析判断故障；在趋势分析，结合故障特征和多变量回归方法分析齿轮箱状态发展规律；在故障预测中，运用贝叶斯网络、隐马尔科夫链模型预测齿轮箱故障趋势；在混合智能诊断中，运用深度神经网络、超限学习机等综合判断故障的可能性，给出故障的出现的百分比，在剩余寿命预测中，基于模型驱动与数据驱动获得预测结果。 2