长沙地铁2号线联轴节维修工艺浅析

(长沙市轨道交通运营有限公司，湖南 长沙 410000)

1 概述

长沙地铁2号线电客车联轴节为KWD ZK 170系列鼓形齿式联轴节，是转向架上用以传递扭矩和旋转运动的机械装置。所谓鼓形齿是将联轴节外齿做成球面。联轴节由2个半联轴节构成，其中一侧与牵引电机轴联接，另一侧与齿轮箱主动齿轮轴联接。牵引电机的牵引动力通过联轴节传递给齿轮箱，再通过齿轮箱传递到车轴，最终驱动轮对使列车运动。联轴节的主要作用是：允许的角位移较大，提高扭矩传递的效能，对齿接触条件加以改善，延长零部件使用寿命。它通过滑移运动对所连接两轴线间相对的径向、轴向、角向位移实现补偿。

2 联轴节结构与原理

2.1 结构

轴节由内齿套、鼓形齿、止挡环、中心板、密封件、紧固件等组成，内齿套与端盖为一体，与鼓形齿轮毂间通过波纹管进行密封，其他部位通过O型圈密封，波纹管和轴向挡环进行限位，螺旋槽设计用于增加压装油的流动性，改善油压分布，便于压装。

2.2 主要技术参数

齿式联轴节具有扭转刚性，不可换向，且使用自动定心轮齿进行齿连接。扭矩传递通过一对具有渐开线齿形的外齿，即鼓形齿和内齿进行耦合实现。联轴节主要技术参数见表1。

表1 长沙地铁2号线联轴节主要技术参数

联轴节允许的扭矩随旋转速度和偏转角度的增加而降低，因此，不能使用超出规定的扭矩和位移量。

3 维修工艺分析

3.1 联轴节拆卸工艺

1)清洁螺堵，保证六角槽内无污迹。小心插入扳手，防止旋得太紧。

2)用内六角分别拆除2个半联轴节下部密封螺塞，或松开2个半联轴节连接，移除中心板，将联轴节油排尽，使用合适的容器接收。

3)由于原本的锥度，拆卸时无需施加任何额外的轴向拉力；如果拆卸时没有拆卸设备，必须使用止挡板防止鼓形齿滑落。

4)清洁检查注油孔，安装专用拆卸工装，使用SKF拆卸液，作业时缓慢增加高压泵扩张压力到2 400 bar，并保持几分钟(分2～3步逐渐增加径向扩张压力至最大容许压力)。直至听到拆卸成功的较大声响，移除高压泵，拆下半联轴节。注意不要将手指伸进鼓形齿和止挡板之间，以免受伤，禁止使用内齿套将鼓形齿推出。拆卸完成后清除残留在联轴节的拆卸液。

3.2 联轴节安装工艺

半联轴节安装为过盈配合，采用注油压装，需要环形扳手、叉形扳手、内六角扳手、扭矩扳手、测量设备、液压泵、气缸、M20螺杆和衬套等压装工具。

1)清洁半联轴节轴头，安装中心板、O形圈、鼓形齿后小心将各部件按顺序装到轴上，用手轻推鼓形齿，直至结合面紧密贴合。记录鼓形齿至轴端的距离S，标准为8.05～10.5 mm。

2)安装联轴节压装工装及工具，使用甘油压装液。操作过程中须注意避免将装配液流入联轴节内部。通过推进设备慢慢推进鼓形齿，不注入装配液，此时压力行程0.4 mm，压强在5～10 bar，增加扩张压力。注意由于鼓形齿的浮动，装配液从鼓形齿和轴的结合面渗出。作业时用手动泵和液压缸交替增加注油压力和轴向推力，缓慢推进鼓形齿小端至与轴头小端端面平齐，保证套装尺寸差为±0.1 mm。可通过突然急剧上升的轴向压力，但鼓形齿没有轴向位移来判断。

3)释放扩压，但保持至少15 min轴向力不变。拆除组装工具，清除残留在半联轴节和轴上的装配液。

4)保压24 h后才可对联轴节施加负载。

5)调整2个半联轴节位置，确保两个半联轴节螺塞孔在一条直线上，紧固连接螺栓。

6)在2个半联轴节连接前，可通过中心孔向半联轴节内部注油，也可通过联轴节外部注油孔注油。

7)联轴节换油时，尽可能将每个半联轴节内的润滑油都完全排放干净后再更换润滑油。注油量为每个半联轴节0.4 L，品牌为壳牌 Omala S4 GX 460，换油周期为8年或900 000 km。

8)注意：不同组法兰连接组件间不允许交换使用。连接法兰的螺栓是成套提供的，不同组的螺栓不允许混合使用。安装螺栓可以轻易定位组装，不得采用敲打方式组装螺栓，必须通过多次循环来拧紧法兰螺栓。每个联轴节再次组装时需更换新的O形圈；连接螺栓的螺纹必须没有油污；所有连接螺栓须涂上合适的安装油脂，油脂的型号无特别要求，只要是油脂即可(如壳牌Gadus S2 V100润滑脂)。

9)不允许冲洗联轴节。必须避免联轴节发生震动、撞击和冲击的危险。组装过程中，可使用橡胶套或麻绳来运送或起吊联轴节。

4 故障处理

1)螺栓松脱、损坏、断裂：主要原因为紧固力矩不足、过载、螺栓强度不足，主要处理方式为检查所有的螺栓联接，并更换故障连接螺栓组。

2)异常振动、噪音：主要原因为润滑油内存在杂质或润滑油量不足，主要处理方式为更换或增加润滑油。

3)漏油、渗油：主要原因为O型圈或螺塞密封圈密封失效，主要处理方式为更换O型圈或螺塞密封圈。此类故障目前长沙地铁2号线共出现8处，都为螺塞密封圈密封失效造成的渗油，此故障通过更换密封圈后问题得到解决。

为避免类似故障，建议每2年或225 000 km拧紧法兰连接螺栓和注排油螺塞。

4)打滑：主要原因为压装不到位或过载，主要处理方式为检查轴孔状态及压装不平衡量，必要时重新压装半联轴节或更换联轴节。

5)轮齿破损：联轴节内部轮齿一旦有破坏、异常磨损，则联轴节必须报废。

6)联轴节存储：联轴节必须在室内密封贮存，以免受到污垢、灰尘、湿气、化学品、过热以及机械损伤等大气环境影响。相对湿度不应超过70%。半联轴节临时防腐保护措施的有效期为6个月。

5 结语

联轴节是影响转向架驱动的重要部件，建议重新压装联轴节时，须更换新的O形圈及半联轴节连接螺栓组；通过螺堵对联轴节注、排油后，须同时更换新的密封圈。