轨道齿轮箱轴承游隙的测量及调整

□ 李红红 □ 汝学斌 □ 翟 晶 □ 成春花 □ 王曰辉

太原重工齿轮传动分公司 太原 030024

轨道齿轮箱是轨道车辆关键零部件电牵引系统的重要组成部分，它将电机通过联轴节传递的扭矩传到车轴上，以带动车轮转动，从而实现驱动列车的运行。由于轨道齿轮箱长期处于变载荷、高振动等工况下，对其安全性及稳定性要求极高。而轴承作为齿轮箱的重要组成部分，轴承游隙的选择与调整，对轴承的滚动疲劳寿命、温升、噪声、振动及机械运转精度等性能都有影响。如装配时游隙过大，会降低轴承的承载能力及轴承的寿命，并造成零件轴向窜动，对齿轮产生冲击载荷，从而导致齿轮箱振动大，轴承噪声大；游隙过小，会导致轴承温升高，无法正常工作，甚至将滚动体卡死。因此，齿轮箱装配时，对轴承游隙的测量以及将不在范围内的游隙值调整到理论要求值是极其重要的。

1 轴承游隙测量的现状

目前国内装配后轴承游隙的测量没有统一的指导文件，尤其是装配后圆锥轴承游隙的测量主要采用经验判定法。该方法需要长时间的经验积累才能达到，且由于操作者不同，其误差也较大，很难使装配后轴承的实际游隙达到设计要求。而轨道齿轮箱长期处于高速运转中，对轴承游隙的要求极高，要求有高的检测精度及准确的游隙值。因此，此方法不适用于轨道齿轮箱游隙的检测。

▲图1 齿轮箱结构图

2 轨道齿轮箱内轴承游隙测量及调整方法

2.1 轴承游隙测量原理

轴承内部游隙的定义：其中一个轴承套圈相对于另一个轴承套圈在径向（径向游隙）或轴向（轴向游隙）可移动的总距离。

本测量方法主要是通过将齿轮箱竖直放置，让圆锥滚子轴承的内圈、外圈呈垂直状态，把一个百分表表架固定，表针顶在齿轮轴的轴端面，通过一定的力推拉齿轮轴，读取百分表显示差值，即为该轴的轴向游隙。

2.2 轨道齿轮箱轴承游隙的测量方法

图1所示为某一型号的轨道齿轮箱结构简图，齿轮箱内输入输出级两端都采用圆锥滚子轴承，单列圆锥滚子轴承仅在安装后才会达到一定的内部游隙，并取决于另一个用来提供反方向轴向定位轴承的调整。从图中可看出，高速轴一端伸出齿轮箱外，空间小，推拉齿轮轴时无受力点，要准确地测量该侧轴承游隙有很大的难度。而输出级游隙测量时，利用车轴及齿轮的自重，将百分表表架固定在车轴上，测头顶在输出端轴承座端盖上，通过提升车轴来测量输出级轴承游隙。结合齿轮箱输入级的装配结构及空间，设计了一套专用的工装进行测量，如图2所示。利用输入齿轮轴轴端孔以及轴承盖上的起缝孔，分别拧入特制螺母及螺杆，通过拨杆将两处连接，采用杠杆原理，通过力矩扳手对拨杆处上下方向施加一定的力来实现小齿轮轴的拉伸与压紧，根据百分表示值的变化，确定轴承的游隙值。

为保证测量的准确性，测量过程中需注意以下几点事项：

1）螺母必须拧紧至齿轮轴轴端。

2）测量前应上下移动百分表的测头，确认其可以灵活无误，且可以正确地回到原点。

▲图2 输入级轴承游隙的测量

3）力矩扳手处施加的力不可以过大，否则会影响轴向游隙测量值的准确性。

2.3 轨道齿轮箱轴承游隙的调整方法

轨道齿轮箱轴承游隙要求值范围通常都很小，在装配过程中，很难一次装配到位，使其满足设计要求的使用值，此时需要通过调整使游隙值达到设计要求。

在普通齿轮箱中，通常通过配磨调整环的厚度或调整端盖止口的深度来调整圆锥滚子轴承轴向游隙。而轨道齿轮箱游隙则是通过增减调整垫片的数量及厚度来完成，该调整垫片置于箱体与轴承盖结合面之间，通过调整垫片总厚度的增加或减少，来改变两轴承之间的距离来调整游隙。制作了不同厚度的调整垫片，即：0.10 mm、0.12 mm、0.15 mm、0.30 mm、0.45 mm，根据装配后实际测量值的大小，通过更换调整垫片的厚度来调整出合适的游隙值。

3 结论

通过使用该测量方法，将轴承游隙调整至设计要求的使用游隙；经对装配后的齿轮箱进行空载、负荷试车，齿轮箱的噪声、振动、温升等各项性能指标均满足设计要求。可见，本测量方法符合轨道交通等精密齿轮箱轴承游隙的测量要求。

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