1 前 言
牽引齒輪箱是電力機車、內燃機車動力傳動的主要設備之一，其作用是為主、從動牽引齒輪提供一個密閉的工作環境，并儲存一定量的潤滑油脂潤滑牽引齒輪。傳統上采用墊片密封齒輪箱，在緊固力作用下固體墊片發生形變，來消除箱體結合面的間隙。由于箱體加工面的粗糙度的影響，微觀上是凹凸不平的，固體襯墊不可能100%與加工面貼合。而固體襯墊受溫度、介質、機械力的作用而老化，造成松動和滲漏。而緊固力的加大，增加了箱體焊接處的應力集中，在鋼軌對高速運行的機車齒輪箱的沖擊力作用下，應力應變擴展，造成箱體裂損，產生泄漏。泄漏的結果是：增加潤滑油脂的消耗量，污染環境，加劇了主、從動牽引齒輪的非正常磨損，甚至導致齒輪的報廢，嚴重的會影響機車的安全行駛。滲油和漏油一度成為機車檢修和運用中的慣性質量問題。為提高密封效果，保證機車牽引齒輪箱的產品質量，國內外機車生產廠、齒輪箱廠和機務段逐漸采用液態密封膠，單獨或者與墊片并用后，提高了齒輪箱的密封性能。由于高分子密封膠含有大量溶劑，密封后溶劑揮發，形成微小縫隙，易產生滲漏。近年來硅橡膠密封劑得到了快速發展并在機車行業推廣應用，其優異的性能，成熟的工藝，較好的性能價格比，已逐漸為機車行業所接受，成為機車廠和機務段提高齒輪箱密封性能、解決泄漏的主要手段和有效措施。因此，為配合機車工業的發展，擴大硅橡膠的應用領域，我們在華宇系列硅橡膠的技術基礎上，對其在機車牽引齒輪箱上作了進一步的應用研究，取得了較好的效果。
2 華宇硅橡膠密封劑的基本性能
華宇硅橡膠密封劑是以硅橡膠為主體，加入其它配合劑，經縮合反應而成，膠體吸收空氣中的微量水分即可水解交聯形成彈性體。因而具有優良的耐溫、耐介質及抗老化性能。其不含溶劑，固化快，絕緣性好，不流淌，填充間隙能力好，膠體彈性大，不腐蝕金屬，具有較好的可拆卸性。華宇硅橡膠密封劑的基本性能見表1。
表1 華宇硅橡膠密封劑的品種及性能
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型 號
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HY594
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HY597
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HY598
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HY599
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外觀（膏狀）
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透明
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紅色
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黑色
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灰色
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密度/g·cm-3
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1.1
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1.2
|
1.2
|
1.2
|
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伸長率/%
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150
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250
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200
|
220
|
|
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拉伸強度/MPa
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0.7
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1.2
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1.0
|
1.0
|
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剪切強度/MPa
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0.8
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1.8
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1.4
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1.5
|
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表干時間/min
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20~30
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20~30
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20~30
|
20~30
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耐壓/MPa
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室 溫
|
10
|
12
|
12
|
12
|
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80±5℃
|
10
|
12
|
12
|
12
|
|
|
150℃
|
10
|
12
|
12
|
12
|
|
|
耐介質性
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20＃機油
|
+4.9
|
+2.8
|
+2.5
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+3.0
|
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90＃汽油
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-5.5
|
-4.9
|
-4.8
|
-5.1
|
|
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潤滑脂
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+4.0
|
+2.5
|
+2.5
|
+2.8
|
|
|
使用溫度/℃
|
-60~200
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-60~300
|
-60~250
|
-60~250
|
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3 應用試驗
3.1 膠料選擇及測試
根據機車牽引齒輪箱用膠的特點及工藝要求，選用HY596硅橡膠密封劑，并對其進行相關理化性能測試，結果如表2。
表2 HY596硅橡膠密封劑的性能指標
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項 目
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指 標
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未固化
膠性能
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密度/g·cm-3
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1.18
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流動性/mm
|
0
|
||
|
擠出性/g·min-1
|
40
|
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固化后膠體性能
|
固化速度(表干/固化)
|
15min/24h
|
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常 態
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硬度/shore A
|
36
|
|
|
100%伸長拉力/N
|
6.0
|
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|
拉伸強度/MPa
|
1.2
|
||
|
斷裂伸長率/%
|
305
|
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|
機油浸泡
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硬度/shore A
|
28
|
|
|
質量變化率/%
|
4.1
|
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|
100%伸長拉力/N
|
5.8
|
||
|
拉伸強度/MPa
|
1.2
|
||
|
斷裂伸長率/%
|
306
|
||
|
粘接強度/MPa
|
1.6
|
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密封性
|
即時密封/MPa
|
≥0.8
|
|
|
耐機油密封/MPa
|
≥0.8
|
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測試方法：①流動性試驗是在鋼板上將膠涂成50mm×100mm×2mm的膠條，然后以70o傾斜鋼板，測試10分鐘后膠的流動距離。②擠出試驗是測定0.3MPa壓力下每分鐘自φ3mm孔徑流出的膠液質量。③耐介質試驗是將已知質量的啞鈴型硅膠片置于150℃、20＃機油中70小時,然后取出擦凈表面介質測硬度、質量變化率及拉伸性。④即時密封性是將專用平面密封裝置的密封端面涂膠后裝配到位，立即試壓0.8MPa/5分鐘,檢驗密封面是否滲漏。⑤耐介質密封性試驗是在已涂膠裝配好的平面密封裝置內腔中，注入介質并置于一定溫度下陳化70小時，然后試壓0.8MPa/5分鐘,檢驗密封性能。
3.2 試驗部位及工藝
根據機車廠和機務段的生產要求，結合牽引齒輪箱結合面間隙大的特點及現有工藝條件，將HY596硅橡膠密封劑用于齒輪箱結合面上進行密封，代替原有工藝：固體墊片；盤根＋高分子膠；泡沫塑料＋膠；進口硅橡膠。具體操作工藝如下：
A、將齒輪箱結合面清理干凈，然后用HY755高效清洗劑清洗表面。
B、將HY596硅橡膠涂在一個結合面上，形成均勻連續的膠條。
C、裝上齒輪室蓋，按工藝要求將螺栓擰緊至規定力矩。為了防止螺栓松動，可涂HY662螺栓鎖固劑。
3.3 機車運用試驗
A、試驗對象：DF4型5257 、DF7B型6069、SS4型240、SS4型312、SS4型350。
B、試驗內容：在牽引齒輪箱結合面上，涂HY596硅橡膠，代替原密封工藝，裝車投入使用。
C、試驗結果：試驗機車使用一個架修期后，未發現滲漏油現象。且在拆卸時，殘余膠體易于清理，膠體對工件無任何腐蝕現象。由于華宇硅橡膠填充間隙能力高、彈性大、抗震動，減緩了鋼軌對高速運行的機車齒輪箱的沖擊力，箱體應力應變裂損的幾率大大地降低了。
4 結 語
從以上試驗可以看出，在機車牽引齒輪箱上采用華宇硅橡膠密封劑進行密封是可靠的，是一項可行的工藝技術。華宇硅橡膠，不僅經久耐用、節約維修成本，而且就地成型、使用方便，大大地提高了齒輪箱的密封可靠性和使用壽命。可代替傳統使用的密封墊，廣泛應用于機車零部件間的密封，防止滲漏，減少污染，美化環境。同時與國外同類產品相比，密封效果相同，生產及維修成本大幅度降低，推廣使用該項技術，可帶來良好的經濟效益和社會效益。
參考文獻
[1] JB/4254-86.液態密封膠，機械工業部標準[S]，1987.
[2] 王孟鐘.膠粘劑應用手冊.北京:化學工業出版社[M]，1999.
[3] 吳民達.機械產品膠粘密封技術手冊[M].沈陽:遼寧科技出版社，1995.
[4] 鐵路牽引機車及相關高新技術資料選編[J].洛陽機車廠科協，2001.