现场经验铁道机车车辆工人第10期2007年10月文章编号：1007-6042(2007)10-0008-04DF4A、DF4B型机车传动轴断裂的分析与处理苏永军(中国南车集团洛阳机车厂河南洛阳471002)摘要：对DF41、DF4B型内燃机车传动轴断裂这一惯性故障，从设计、检修工艺方面进行了分析，并提出了改进措施关键词：传动轴断裂：故障分析：改进措施中图分类号：【'262.3文献标识码：B1问题的提出中国南车集团洛阳机车厂曾收到DF:、DF型内燃机车传动轴断裂的反馈，虽然只是偶有发生，但属“机破”恶性事故，将严重影响机车运行安全，为此，经长时间跟踪DF:、DF型内燃机车传动轴检修的全过程，并查阅大量DF,型内燃机车的有关技术资料，对这一故障现象进行了认真的分析和探讨。DF,:、DF:型内燃机车传动轴的花键轴端直接插入柴油机齿轮箱内的花键套（嵌人长度应保持130。mm),“十字销”端通过弹性套柱销联轴器(可吸收柴油机传导过来的部分扭振，以降低齿轮传动的冲击载荷)与静液压变速箱连接。传动轴的作用是把柴油机的动力（扭矩）传到冷却系统去，其质量的好坏对机车的运行有着至关重要的影响。传动轴主要由空心轴组件和花键轴组件组成并由两个法兰联接在一起：空心轴组件主要由轴承盖(2个)、万向节总成、万向节叉头、空心轴、中间法兰等组成，其结构是万向节叉头与中间法兰分别焊接空心轴的两侧。花键轴组件主要由中间法兰、花键轴和防尘：罩等组成，其结构是中间法兰焊接在花键轴空心端。早期的万向节总成为滑动体结构.检修困难且使用寿命不高。现采用了新型万向节总成，其为双排圆柱滚动体结构，按修标准，厂修时须全部更新。2断裂的几种情况(【)传动轴万向节义头R60mm球窝内强度最薄弱处或130mm端而现场经验铁道机车车辆工人第10期2007年10月根部断裂，主要是由于该处内部存在原始裂纹或其内档设计尺寸120：8mm超限所致。(2)传动轴中“十字销总成”中部断裂，主要是由于其质量不过关或组装不当造成的（如短时间运用后“十字销总成”游隙过大等等）。(3)万向节叉头和空心轴连接处焊缝断裂（撕开），主要是由于该处内部存在原始裂纹或修复过程中焊接质量不过关造成的。3检修措施(1)传动轴检修中须对花键轴、空心轴、轴承盖（两个）、万向节叉头和中间法兰（两个）进行磁粉探伤，各探伤件不得有裂纹，若原焊缝出现裂纹应补焊，其他部位出现裂纹应报废。如果探伤不彻底或微小裂纹漏检，将为传动轴断裂埋下隐患。(2)传动轴检修中“十字销总成”应全部更新，同时应保证“十字销总成”本身的质量。厂外发生过十字销断裂的事故须引以为戒。(3)空心轴组件的万向节叉头部位，是传动轴整体结构中强度最薄弱的部位。其内档设计尺寸为120：8“mm,此尺寸如果超限，易造成该部位在运用中突然断裂。(4)将空心轴组件和花键轴组件两部分连接在一起的6根精度为8.8级的紧固螺栓，是传动轴整体结构中强度较薄弱的部位。两中间法兰在装配前6-17D·89mm螺孔应同铰，以保证两部分的同轴度。若中间法兰螺栓孔径向尺寸超限，则会在螺栓与螺栓孔之间形成间隙，螺栓易切断。另外6个紧固螺栓检修过程中不进行探伤检查，只进行外观检查，长时间使用后的紧固螺栓易造成疲劳裂纹。(5)传动轴组装过程中应当注意，使花键轴任一键宽(6.0.6smm)的中心线与万向节叉头销孔轴线处于同一平面内，允差±1.5mm。此项标准如果超差将导致“十字销总成”过早损坏（断裂）。(6)传动轴两部分组装后应保证：①测量花键轴部分对公共轴线的径向圆跳动不大于0.08mm。②测量空心轴部分对公共轴线的径向圆跳动不大于1mm。③叉头法兰端面对公共轴线在160mm处的端面圆跳动不大于0.1mm。以上三项针对公共轴线的位置公差如果超差，传动轴运用中将造成振现场经验铁道机车车辆工人第10期2007年10月动、异音、柴油机齿轮箱内的花键套偏磨等等。如果处理不及时将最终导致传动轴破损、断裂。(7)传动轴处于工作状态时，应保证花键轴端与柴油机花键套嵌入长度应保持130。mm。若嵌入长度过长，则有可能与柴油机内部接磨。若嵌入长度过短，则花键轴工作长度过短引起强度不够，易造成花键轴滚键、断(8)传动轴装车前花键轴部位应涂以适量的铁标滚动轴承I型锂基润滑脂。另外在运用前应对传动轴进行整备，即用专用油枪从4个油杯注入铁标滚动轴承【型锂基润滑脂，直至润滑脂从外部边缘溢出。4设计及工艺方面的原因根据近几年了解到的情况发现，传动轴的断裂部位主要发生在万向节叉头内档薄弱部位及万向节叉头与空心轴的焊缝处。焊缝处的裂纹一般都从塞焊处开始沿圆周方向延伸，直至环焊缝全部开裂。万向节叉头内档薄弱部位的裂纹一般是预先存在微小裂纹或微小沙眼，在运用过程中逐渐扩大达到一定程度后突然断裂。根据断裂情况，对照传动轴图纸（图号为：DLJ6-06-03-000-】),认为传动轴的断裂原因既有设计方面的不足，也有焊接工艺方面的缺陷。根据万向节叉头图纸（图号为：DLJ6-06-03-002)和空心轴图纸（图号为：DL6-06-03-003)可计算、推断出以下几点不足：(】)万向节叉头与空心轴用嵌入法组装再焊接成组件时，两者的配合面仅是21mm长直径78mm的圆柱面。由于万向节叉头嵌入部位有2×45°的倒角，造成实际配合面长度仅剩19mm；(2)根据图纸设计本意，空心轴用于嵌入万向节叉头的89mm圆周上均布4个I0mm塞焊孔，目的是加强其与万向节叉头之间的连结强度：由于万向节叉头端部存在2×45°倒角，使两者装配到位后留有一个类似月牙型的空隙，这个空隙极易造成塞焊的的焊不透，而且使用常规检查方法无(3)空心轴选用的原材料为无缝钢管10，外径89mm,内径69mm。空心轴上与叉头相配合的内径尺寸为78。.6mm,图纸上从内径69mm到78。的mm没有设计圆弧过渡。受交变应力的传动轴在该处很容易产生应