如图1所示，齿轮箱轴承损坏图照片。传动齿轮箱是转向架中故障率较高的零部件之一，其性能直接决定了转向架的运用性能，某型动车组齿轮箱在运行过程中出现了轴承损坏的故障，就像图1所示。

图1齿轮箱轴承损坏图

1、齿轮箱结构

为了更好的找出齿轮箱轴承损坏的原因，首先我们要了解下，传动齿轮箱的结构。齿轮箱主要组成部件包括齿轮箱箱体、密封件、轴承、齿轮、轴承座、接地装置及吊杆。大齿轮压装在车轴上，大齿轮轴承通过大齿轮轴承盖与齿轮箱体和车轴连接，确保车轴、大齿轮和齿轮箱体相对转动。小齿轮轴通过轴承、轴承盖安装在齿轮箱体中，小齿轮与大齿轮啮合传递动力。齿轮箱吊杆与构架连接。小齿轮轴伸出端通过联轴节与牵引电机实现柔性连接，将牵引电机的动力传递到车轴上，带动车辆运行。齿轮箱内部结构如图 2 所示。

图2 齿轮箱内部结构示意图

为降低簧下质量，齿轮箱采用铸造铝合金箱体。齿轮和轴承的润滑均使用黏度等级 75W－90 系列润滑油，采取大齿轮旋转带动的飞溅润滑方式，设计注油量为中油位 2.5L。大齿轮和小齿轮侧的轴承均为圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承采用面对面布置方式，可以满足径向、轴向载荷要求，组装拆卸较为方便，通过调整轴承座与箱体间的调整垫片控制轴承游隙。

2、齿轮箱轴承损坏原因

根据故障齿轮箱现场检查和拆解检查情况，判断齿轮箱轴承破损失效过程为： 齿轮箱运用时，滚子端面与内圈大挡边间存在滑动摩擦; 润滑条件不良时，由于滚子大端面与内圈大挡边间润滑不充分而导致油膜建立不连续的可能性增大，容易导致滚子与内圈大挡边烧损失效。根据两侧小轴轴承、小轴破损及运行受力情况，PW 侧轴承破坏严重，判断故障过程中 PW 侧轴承先失效，后在小轴作用力下，另一侧轴承破损。轴承结构如图 3 所示。

图3 圆锥滚子轴承示意图

故障发生时齿轮箱旋转方向如图 4 所示。

图4 故障发生时齿轮箱旋转方向及受力

因齿轮为带螺旋角斜齿轮，反转时，小齿轮轴上的啮合力在水平方向的分力指向车轮侧，PW 侧轴承受载荷大，滚子大端面与内圈大挡边接触。据此从引起齿轮箱小轴轴承破损的机理着手，对可能导致破损的所有因素进行分析、排查，结果如图5 所示。

图5 失效机理和可能因素对应分析表

3、论

对试验结果进行分析，得出以下结论：

( 1) 在相同的温度条件下( ≤30 ℃ ) ，新润滑油的黏度较原润滑油的黏度低，流动性较好；2 种润滑油的黏度性能对比如表 3 所示。

( 2) 在相同的试验条件下，增加润滑油注油量，明显改善齿轮箱小轴承润滑条件；

( 3) 采用原润滑油，进行故障复现试验，增大小轴承游隙同样无法避免小轴承烧损，小轴承游隙并非导致小轴承烧损的主要因素。

试验验证表明：在齿轮箱参数不作变更的情况下，更换为低温性能更好的新润滑油及增加注油量后，能满足-25 ℃低温环境下的正常运用要求。

导致小轴侧轴承烧损的原因为低温环境下小轴承润滑条件较差，造成轴承滚子大端面与内圈大挡边间的润滑油油膜短时不连续、润滑不良，导致轴承烧损破坏。