《地铁齿轮传动系统关键技术及工程应用》

郑州机械研究所有限公司依托其齿轮传动基础技术研发传统优势,针对地铁齿轮箱大载荷、小体积、频繁启停的特点,攻克了产品设计制造等关键技术,解决了中国地铁车辆发展关键核心部件落后掣肘的问题。该项目取得的主要技术创新如下:

1、提出了齿轮传动柔性均载技术,不但提高了传动均载效果,降低了产品重量,还有效减少了轮轨对传动系统的冲击,同时,结合传动系统变形分析和精密修形设计,有效提高了啮合质量。据台架试验测试,所开发地铁齿轮箱最大振动值仅5.5mm/s,噪声值也仅86dB,远低于振动值≤18mm/s和噪声值≤92.5dB的标准要求(GB/T6404.2-2005)。

2、开发了飞-集-分-回高效集成润滑、密封技术,分析了地铁齿轮箱搅油运行中润滑油的空间场分布,并对集油盒的位置、大小和开口进行了精细优化设计,有效增加了齿轮箱的润滑冷却效果。与国外同类型先进产品相比,在所需润滑油量仅3.1L(国外产品需4.0L)的情况下,仍然实现所开发地铁齿轮箱的最高温升较标准允许温升低了5℃(TB/T3134-2013)。

3、运用了形性调控组合制齿技术,在“形”的方面,对齿轮齿根的过渡曲线和齿面的微观几何进行了优化设计;在“性”的方面,提出了磨齿+喷丸的创新工艺组合,改变了喷丸+磨齿的传统方法。最终,实现研制的新型地铁齿轮箱传动副极限疲劳强度提高了19.5%。

4、实现了轮-轴过盈配合的高可靠连接,通过对配合面注油孔、端部接触区过盈量的合理设计,实现了易于形成应力集中区过盈压力的辐射线形增长,适应了轮-轴配合宽扭承载的过盈要求,并在齿轮端部增设了减荷槽,保证了轮-轴过盈连接的长期安全可靠。

5、形成了精密热处理内在质量一致性保证工艺方法,开发了实时在线hardness-gradient碳势控制技术,避免了表层碳浓度过高、层深要求内下降过陡等渗碳问题的出现,同时,针对淬火工艺也进行了详细的理论研究和试验测试,掌握了轴向非对称齿轮件的少无畸变控制方法,有效保证了所生产地铁齿轮箱内在质量的一致性。

鉴定意见、第三方检测报告、查新报告和多家用户使用表明,“地铁齿轮传动系统关键技术及工程应用”项目的研发是成功的,创新性强,达到同类技术国际先进水平。项目产品质量稳定性好、可靠性高、技术经济性强,打破了国外技术垄断,推动了行业进步,促进了该省轨道交通产业的发展。现已占据中车集团各主机厂相关产品30%的市场份额,并累计实现销售收入4.6亿元,完成利税1.1亿元,取得了显著的经济和社会效益。该项目完成期刊论文发表32篇,获得授权专利17项(发明专利4项)。

成果说明

项目开发的地铁齿轮传动系统已在中车株洲电力机车有限公司、中车大同电力机车有限公司、江苏瑞铁轨道装备股份有限公司、株洲中车特种装备科技有限公司等单位得到推广应用。 目前,项目已具备年产2000台套地铁齿轮传动系统和年销售1亿元以上的产业规模。郑州机械研究所有限公司利用自身的技术、质量和服务优势,已占领国内市场30%的份额,并实现出口配套,将郑州机械研究所有限公司建设成全国重要的地铁齿轮传动系统产品生产基地之一。 鉴定意见、第三方检测报告、查新报告和多家用户使用表明,“地铁齿轮传动系统关键技术及工程应用”

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