1 前 言
牵引齿轮箱是电力机车、内燃机车动力传动的主要设备之一，其作用是为主、从动牵引齿轮提供一个密闭的工作环境，并储存一定量的润滑油脂润滑牵引齿轮。传统上采用垫片密封齿轮箱，在紧固力作用下固体垫片发生形变，来消除箱体结合面的间隙。由于箱体加工面的粗糙度的影响，微观上是凹凸不平的，固体衬垫不可能100%与加工面贴合。而固体衬垫受温度、介质、机械力的作用而老化，造成松动和渗漏。而紧固力的加大，增加了箱体焊接处的应力集中，在钢轨对高速运行的机车齿轮箱的冲击力作用下，应力应变扩展，造成箱体裂损，产生泄漏。泄漏的结果是：增加润滑油脂的消耗量，污染环境，加剧了主、从动牵引齿轮的非正常磨损，甚至导致齿轮的报废，严重的会影响机车的安全行驶。渗油和漏油一度成为机车检修和运用中的惯性质量问题。为提高密封效果，保证机车牵引齿轮箱的产品质量，国内外机车生产厂、齿轮箱厂和机务段逐渐采用液态密封胶，单独或者与垫片并用后，提高了齿轮箱的密封性能。由于高分子密封胶含有大量溶剂，密封后溶剂挥发，形成微小缝隙，易产生渗漏。近年来硅橡胶密封剂得到了快速发展并在机车行业推广应用，其优异的性能，成熟的工艺，较好的性能价格比，已逐渐为机车行业所接受，成为机车厂和机务段提高齿轮箱密封性能、解决泄漏的主要手段和有效措施。因此，为配合机车工业的发展，扩大硅橡胶的应用领域，我们在华宇系列硅橡胶的技术基础上，对其在机车牵引齿轮箱上作了进一步的应用研究，取得了较好的效果。
2 华宇硅橡胶密封剂的基本性能
华宇硅橡胶密封剂是以硅橡胶为主体，加入其它配合剂，经缩合反应而成，胶体吸收空气中的微量水分即可水解交联形成弹性体。因而具有优良的耐温、耐介质及抗老化性能。其不含溶剂，固化快，绝缘性好，不流淌，填充间隙能力好，胶体弹性大，不腐蚀金属，具有较好的可拆卸性。华宇硅橡胶密封剂的基本性能见表1。
表1 华宇硅橡胶密封剂的品种及性能
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型 号
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HY594
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HY597
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HY598
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HY599
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外观（膏状）
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透明
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红色
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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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伸长率/%
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150
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250
|
200
|
220
|
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拉伸强度/MPa
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0.7
|
1.2
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1.0
|
1.0
|
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剪切强度/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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表干时间/min
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20~30
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20~30
|
20~30
|
20~30
|
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耐压/MPa
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室 温
|
10
|
12
|
12
|
12
|
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80±5℃
|
10
|
12
|
12
|
12
|
|
|
150℃
|
10
|
12
|
12
|
12
|
|
|
耐介质性
|
20＃机油
|
+4.9
|
+2.8
|
+2.5
|
+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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润滑脂
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+4.0
|
+2.5
|
+2.5
|
+2.8
|
|
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使用温度/℃
|
-60~200
|
-60~300
|
-60~250
|
-60~250
|
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3 应用试验
3.1 胶料选择及测试
根据机车牵引齿轮箱用胶的特点及工艺要求，选用HY596硅橡胶密封剂，并对其进行相关理化性能测试，结果如表2。
表2 HY596硅橡胶密封剂的性能指标
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项 目
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指 标
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未固化
胶性能
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密度/g·cm-3
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1.18
|
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流动性/mm
|
0
|
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|
挤出性/g·min-1
|
40
|
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固化后胶体性能
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固化速度(表干/固化)
|
15min/24h
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常 态
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硬度/shore A
|
36
|
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100%伸长拉力/N
|
6.0
|
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|
拉伸强度/MPa
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1.2
|
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|
断裂伸长率/%
|
305
|
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|
机油浸泡
|
硬度/shore A
|
28
|
|
|
质量变化率/%
|
4.1
|
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|
100%伸长拉力/N
|
5.8
|
||
|
拉伸强度/MPa
|
1.2
|
||
|
断裂伸长率/%
|
306
|
||
|
粘接强度/MPa
|
1.6
|
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密封性
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即时密封/MPa
|
≥0.8
|
|
|
耐机油密封/MPa
|
≥0.8
|
||
测试方法：①流动性试验是在钢板上将胶涂成50mm×100mm×2mm的胶条，然后以70o倾斜钢板，测试10分钟后胶的流动距离。②挤出试验是测定0.3MPa压力下每分钟自φ3mm孔径流出的胶液质量。③耐介质试验是将已知质量的哑铃型硅胶片置于150℃、20＃机油中70小时,然后取出擦净表面介质测硬度、质量变化率及拉伸性。④即时密封性是将专用平面密封装置的密封端面涂胶后装配到位，立即试压0.8MPa/5分钟,检验密封面是否渗漏。⑤耐介质密封性试验是在已涂胶装配好的平面密封装置内腔中，注入介质并置于一定温度下陈化70小时，然后试压0.8MPa/5分钟,检验密封性能。
3.2 试验部位及工艺
根据机车厂和机务段的生产要求，结合牵引齿轮箱结合面间隙大的特点及现有工艺条件，将HY596硅橡胶密封剂用于齿轮箱结合面上进行密封，代替原有工艺：固体垫片；盘根＋高分子胶；泡沫塑料＋胶；进口硅橡胶。具体操作工艺如下：
A、将齿轮箱结合面清理干净，然后用HY755高效清洗剂清洗表面。
B、将HY596硅橡胶涂在一个结合面上，形成均匀连续的胶条。
C、装上齿轮室盖，按工艺要求将螺栓拧紧至规定力矩。为了防止螺栓松动，可涂HY662螺栓锁固剂。
3.3 机车运用试验
A、试验对象：DF4型5257 、DF7B型6069、SS4型240、SS4型312、SS4型350。
B、试验内容：在牵引齿轮箱结合面上，涂HY596硅橡胶，代替原密封工艺，装车投入使用。
C、试验结果：试验机车使用一个架修期后，未发现渗漏油现象。且在拆卸时，残余胶体易于清理，胶体对工件无任何腐蚀现象。由于华宇硅橡胶填充间隙能力高、弹性大、抗震动，减缓了钢轨对高速运行的机车齿轮箱的冲击力，箱体应力应变裂损的几率大大地降低了。
4 结 语
从以上试验可以看出，在机车牵引齿轮箱上采用华宇硅橡胶密封剂进行密封是可靠的，是一项可行的工艺技术。华宇硅橡胶，不仅经久耐用、节约维修成本，而且就地成型、使用方便，大大地提高了齿轮箱的密封可靠性和使用寿命。可代替传统使用的密封垫，广泛应用于机车零部件间的密封，防止渗漏，减少污染，美化环境。同时与国外同类产品相比，密封效果相同，生产及维修成本大幅度降低，推广使用该项技术，可带来良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] JB/4254-86.液态密封胶，机械工业部标准[S]，1987.
[2] 王孟钟.胶粘剂应用手册.北京:化学工业出版社[M]，1999.
[3] 吴民达.机械产品胶粘密封技术手册[M].沈阳:辽宁科技出版社，1995.
[4] 铁路牵引机车及相关高新技术资料选编[J].洛阳机车厂科协，2001.