[实用新型]东风4型内燃机车牵引齿轮箱减振支承

说明书

本实用新型涉及现有东风₄型内燃机车牵引齿轮箱上的机械支承装置。

现有东风₄型内燃机车走行部上配置的牵引齿轮箱，为单侧悬挂方式。其一侧通过齿轮箱安装螺栓固定在牵引电机上；另一侧悬置在动轮轴上。由于在安装过程中没有定位基准，齿轮箱上的迷宫槽与动轮轴的安装间隙很难保证，迷宫槽与动轮轴之间易发生碰撞磨损现象。附图1为现有东风₄型内燃机车牵引齿轮箱安装示意图，为方便起见，图中只绘出齿轮箱上箱悬置侧与动轮轴的装配关系。从图中可以看到，齿轮箱悬置侧迷宫槽8与动轮轴9之间保持一定的间隙；迷宫槽与动轮轴之间通过密封毡条10构成动密封。由于单侧悬挂，齿轮箱的重心偏离齿轮箱安装螺栓所在的平面，因而使螺栓及安装座承受偏心负荷。偏心负荷包括齿轮箱自身的重量，以及齿轮箱质心作变速运动时产生的惯性力。由于机车经过钢轨接头、弯道及线路不平顺处时，所产生的加速度远大于重力加速度，因此，作用于齿轮箱上的偏心惯性力是相当大的。作用在齿轮箱上的偏心惯性力一方面使齿轮箱侧壁及安装螺栓承受很大的剪切力，另一方面也使齿轮箱壁及安装螺栓承受很大的翻转力矩。由于这些负荷都是以交变的方式作用在齿轮箱及安装螺栓上，因此，齿轮箱及安装螺栓很容易发生疲劳破坏。此外，由于齿轮箱悬置侧的迷宫槽不断地与动轮轴产生冲击与摩擦，使迷宫槽内的密封毡条发生破损。密封毡条破损后，迷宫槽直接与动轮轴发生强烈的冲击，进而引发牵引齿轮箱的一系列故障。从铁路部门有关东风₄型内燃机车牵引齿轮箱及相关部位的破损统计资料看，破损部位多发生在齿轮箱侧壁、迷宫槽、齿轮箱安装螺栓座及电机吊挂耳等处所。破损方式大多为疲劳破损及严重磨损。因齿轮箱及相关部位的故障造成的机车临修及碎修件数，在机车总的修理件数中占很大的比重，齿轮箱破损故障一直是东风₄型内燃机车走行部特有的惯性故障。目前现场通常采用的主要方法是在齿轮箱上焊加强筋，经现场应用表明效果很不理想，齿轮箱及相关系统的故障一直未得到根本解决。因此，寻求新的和更有效的防治齿轮箱故障的方法是十分必要的。

为从根本上解决东风₄型内燃机车牵引齿轮箱的惯性故障，提高机车运行可靠性，特提出本实用新型。

本实用新型主要由滚轮、滚轮轴、滚轮轴支撑环、减振弹簧、安装座及安装卡环等组成。其中滚轮与滚轮轴构成动配合；滚轮轴靠过盈装在滚轮轴支撑环上的支承孔内；滚轮轴支撑环以一定方式与减振弹簧装配在一起；安装座与滚轮轴支撑环通过安装卡环相联接；滚轮、滚轮轴、滚轮轴支撑环及减振弹簧组装在一起，构成滚轮减振支承；滚轮减振支承安装在牵引齿轮箱非悬挂侧内侧的迷宫槽内，并通过安装卡环与焊接在牵引齿轮箱迷宫槽内的安装座构成可拆卸联接；齿轮箱组装后，滚轮减振支承上的滚轮压在动轮轴上，减振弹簧则压在牵引齿轮箱迷宫槽底部。其中滚轮的作用是承受来自齿轮箱及动轮轴的部分动、静负荷；同时在齿轮箱迷宫环与动轮轴间起调心作用，保证迷宫环与动轮轴周向密封间隙均匀一致；此外，通过滚轮与动轮轴之间形成的相对滚动，减轻滚轮与动轮轴颈间的磨损，并降低摩擦发热。滚轮轴的作用是在滚轮支撑环与动轮之间传递负荷，并对滚轮起支承作用。滚轮轴支撑环一方面起到支撑滚轮轴的作用，另一方面在减振弹簧与滚轮之间传递负荷，同时保证滚轮与动轮轴、减振弹簧与齿轮箱迷宫槽底部的均匀接触。减振弹簧在齿轮箱与滚轮轴支撑环之间，传递经过自身衰减与缓冲后的动、静负荷。安装座保证滚轮减振支撑不会沿轴向产生窜动。通过安装卡环将滚轮减振支承与安装座、滚轮轴支撑环与减振弹簧联接在一起。

采用滚轮减振支承后，牵引齿轮箱的悬挂方式由单侧悬挂变为双侧悬挂，大大降低或消除了作用在齿轮箱上的附加偏心动负荷，使齿轮箱处于承受以纵向剪切力为主的受力状态，从根本上改变了齿轮箱的受力状况。由于作用于齿轮箱及齿轮箱安装螺栓座上的附加动负荷大大减轻，因而齿轮箱及齿轮箱安装螺栓座的疲劳寿命将会大大提高；同时，由于采用弹性悬挂方式，齿轮箱与动轮轴之间的动负荷幅度也会显著降低，这对提高齿轮箱及齿轮箱螺栓安装座的疲劳寿命也是十分有利的；此外，由于滚轮支承的调心作用，牵引齿轮箱的迷宫槽与动轮轴之间被弹性隔离，从根本上消除了因齿轮箱迷宫槽与动轮轴直接接触导致的强烈冲击与严重磨损现象，也就从根本上杜绝了齿轮箱迷宫槽与箱体结合处的疲劳裂纹，以及迷宫槽与动轮轴颈因严重磨损导致的润滑脂泄漏现象。总之，采用滚轮减振支承后，牵引齿轮箱的惯性故障问题将会从根本上得到解决；机车运行的安全可靠性将会显著提高。