摘要：随着人民对出行安全的高要求，车辆的安全系数成为了研发、工艺、质量人员关注焦点。人们的出行安全系数和动车的安全质量也成为人们关注的热点。CRH5型动车组近些年已经发展的技术成熟、稳定性强的车型。我国CRH5型动车组的传动系统的作用是动力传偷，它的牵引传动装置与其他高速动车组传动系统是有很大区别的。CRH5型动车组牵引传动系统由牵引电机、万向轴、齿轮箱三大部件组成。牵引电机产生的牵引力通过万向轴及齿轮箱传导至车轮上，最终产生了牵引作用。本文通过牵引系统常见故障的分析，研究出可行性的预防方法，可以有效地规避动车组运行风险。
关键词：CRH5型动车；结构特点；故障分析；牵引传动
前言：CRH5型动车组牵引传动装置区别于其他高速动车组传动系统，牵引电机、万向轴、齿轮箱组成的牵引传动装置是CRH5型动车组独自具有的特点，其中牵引电机为动车组的动力产生装置；万向轴作为牵引传动装置的中枢传输系统，在动车组运行平稳性中起到举足轻重的作用CRH5型动车组牵引传动系统由万向轴、齿轮箱、牵引电机这三大重要部分组成，执行原理是动车组的万向轴与齿轮箱将牵引电机产生的牵引力传导至车轮上形成牵引作用。
一、CRH5型动车组牵引传动装置的基本特点
CRH5型动车组每辆动车组配置两个动力转向架，其中1，2，4，7，8车为动车，全列共有动力转向架10个，动力转向架是由一根动轴和一根拖轴组成的两轴转向架。动轴布置在车厢的内侧。动轴传动系统由牵引电机、扭矩过载保护器、万向轴、车轴齿轮传动箱、轮对组成。电机纵向布置在车体下方，并采用螺旋弹簧弹性悬挂。齿轮传动箱通过轴承安装在动轴上，抗齿轮箱回转的反作用杆安装在齿轮箱下方，反作用杆在齿轮箱端装有橡胶弹性关节，在构架端装有球形关节。
机械传动装置仅动力转向架具备，由齿轮箱、万向轴、安全装置和电机组成，减速齿轮按安装在动力轴上通过万向轴和安全装置与电机相连，为改善转向架动力学性能，在转向架设计过程中，特别关注了质量分配的最优化以及纵向面和横向面惯性的最小化，尽可能把所有的质量都分配在二系悬挂系统上，使簧间质量达到最小化。
CRH5型动车组将牵引电机悬挂在车体底架上，与将电机安装在构架上相比，大大降低了簧间质量，通过最小化簧间质量，可有效地改善转向架的高速直线运行性能。
电机体悬结构的设计还会提高牵引电机的可靠性和可维护性：一是打开裙板和底板可以从侧面和底下接触到牵引电机；二是每个转向架只需配备一个牵引电机；三是无需将转向架从车体上拆除就可以很容易地将牵引电机卸下，方便牵引电机的检修，减少了检修拆卸的工作量。异步牵引电机的功率为550kW，由万向轴传递牵引力。
各动力转向架装有一台直接装在轴上的锥齿轮箱。该齿轮箱由牵引电机驱动，用万向轴连接齿轮箱和电机。万向轴转速约为3600转/分，重量为95kg。
动车组牵引的总功率为5500kW，轮周牵引力为302kN，最高运行速度为250km/h。
齿轮箱基本结构为传统经典结构，应用在不同的转向架时，仅需更改传动比。CRH5型动车组转向架齿轮的传动比由原2.5已更改为2.22，已满足动车组的高速运行需要。小齿轮输人轴的轴承配置为两套单列圆柱滚子轴承和一套四点接触球轴承。四点接触球轴承作为推力轴承，只承受轴向力不承受径向力。减速箱轮对上的轴承配置为一套单列圆柱滚子轴承和一对圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承面对面配置，除承担径向载荷外，并最为轴向推力轴承之用，安装中，应当特别注意轴向间隙（0.22-0.33）的调整，以保证轴承的良好运行。润滑方式为油飞溅润滑。减速齿轮箱还配有油位传感器以检查油位，信号传输到TCMS（列车控制和监控系统）上。在齿轮箱下部与构架间设有一个两端带有弹性橡胶关节的支反作用力杆，用于克服牵引力矩。
安全装置的作用是当齿轮箱或牵引电机发生故障时，产生过大扭矩对万向轴起保护作用，当扭矩大于17.5kN.m时安全装置卸载，牵引扭矩消失，起到对牵引电机及齿轮箱的保护作用。
万向轴传递牵引电机和齿轮箱之间的转矩过程中应该能够补偿（通过花键副）轴向和径向的相对位移。万向轴在施加5000次35kNm的脉动交变载荷，再施加30万（+/-）15kNm的正弦交变载荷进行疲劳试验后需无损坏，磁粉探伤或渗透试验，不应出现任何形式的裂纹。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、牵引传动系统的技术特点及与其他车型的区别
CRH5型动车组的牵引系统中存在两个相对独立的单元，每个独立的牵引单元都配备集电、牵引、辅助系统来实现其功能。牵引传动系统的结构为：3辆拖车、5辆动车的结构式，存在两个牵引单元，第一动力单元为：动车+动车+拖车+动车，第二个动力单元为：拖车+拖车+动车+动车。在车组排序中3车与6车是设有受电弓的结构。高速动车组在运营过程中只是用一个受电弓，另一个备用。
牵引传动系统是CRH5型动车组与其他类型动车组存在的最人区别。CRH5型动车组的传动系统的结构构成是：万向轴、牵引电机及齿轮箱的组合。由于万向轴、牵引电机及齿轮箱依靠十字万向节连接，如果万向轴出现动不平衡超差，万向轴将以偏心状态高速旋转从而导致两端十字万向节磨损严重，直致齿轮箱、万向轴发生严重的质量故障影响车辆的安全行驶。
三、CRH5型动车组牵引传动系统可能出现的故障及措施
（一）牵引电机故障
故障原因为：（1）轴承润滑不足或轴承受到外力冲击导致自身质量问题；}2）通风机自身质量问题。（3）通风机的各部件安装不正确。
预防措施：（1）检查电机在运行时是否存在异常，如有立即维修或更换；（2）定期对牵引电机进行润滑，保证轴承润滑状态良好；（3）定期检查牵引电机排除的油脂颜色以及是否存在杂质；（4）检查牵引电机温度是否超出标准要求，如是再检查通风机是否故障；（5）检查电机风道是否异常，如有损坏立即更换；（6）检查通风机在工作状态下是否存在异响，如有立即维修或更换。
（二）齿轮箱故障
故障原因：（1）由于螺栓紧固胶失效或不符合规格到时导油槽螺栓脱落；（2）齿轮箱米进行清理导致杂质混人箱体内；（3）齿轮箱密封胶涂打不规范导致连接处润滑油不足或过多；（4）齿轮箱箱体存在砂眼、细小裂纹等铸造缺陷，使润滑油在高压情况下从缺陷处渗出。
预防措施：（1）按照标准要求选取螺纹锁固胶，进行定期跟踪；（2）在齿轮箱装配安装前增加清理工序避免混人杂物；（3）按照标准要求正确涂打密封胶，避免出现不足或过多等问题；（4）增加齿轮箱探伤检查工序，避免润滑油在高压下从铸造缺陷处渗出。
（三）万向轴故障
故障原因：（1）由于轴承衬套压装工序时产生了自身内部应力，导致母材出现眼睛目视无法发现的轻微裂纹；（2）轴承密封圈损坏或油路堵塞。
预防措施：（1）对每个万向轴进行探伤检查，出现缺陷立即更换；（2）动车组在运行过程中需要经常进行常规检查，发现任何部位异响或异动立即维修或更换；（3）每20万公里更换对齿轮箱润滑油更换及油位传感器进行检查，检查油位尺及排油堵磁铁上是否吸附有异物，如果有异物根据异物成分进一步进行处理，收集齿轮箱润滑油试样进行化验，按照齿轮箱各元素的化验指标进行化验，若发现超标现象，有可能齿轮产生过度磨损或油脂发生污染，需要进一步核实处理。万用表调到直流电压档，分别测量10A01 X9的8针和30针对“地”电压应与蓄电池当前电压相符，确保齿轮箱油位传感器线路状态良好。
小结：牵引传动系统结构的特殊性是CRH5型动车组与其他高速动车组的区别。万向轴+牵引电机+齿轮箱依靠十字万向节的连接，这是CRH5型车的牵引系统的结构特点。牵引传动系统是由电机产生动力，万向轴作为中枢传输，带动电机和齿轮箱进行平稳运行，使转向架可以安全的行驶，所以说万向轴对转向架是否能够平稳运行起到了决定性的作用。
参考文献：
[1]刘诗佳.动车组牵引系统故障统计分析.铁道机车车辆，2013.
[2]曹茜，赵峰，王开铭.CRH3型动车组牵引传动系统可靠性分析.中国安全科学学报2016.
[3]汪晓明.动车组牵引系统故障统计分析.城市建设理论研究电子版，2015.
[4]张旭永.CRH5型动车组牵引传动系统故障解析及维护保养，科研应用.
论文作者:张添源
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：齿轮箱论文; 万向论文; 车组论文; 电机论文; 转向架论文; 轴承论文; 传动系统论文; 《基层建设》2019年第2期论文;