TB/T 3423-2015.Wheelset driven system for locomotive.
1范围
TB/T 3423规定了机车轮轴驱动系统的术语和定义、技术要求.RAMS要求、检验方法、检验规则及标志包装、运输与储存。
TB/T 3423适用于速度200km/h及以下采用承载式齿轮箱的机车轮轴驱动系统。非承载式齿轮箱的轮轴驱动系统可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
CB 146. 1标准轨距铁路机车车辆限界
GB/T 228.1金属材料 拉伸试验第 1部分:室温试验方法(GB/T 228. 1- -2010, IS0 6892-1:2009，MOD)
GB/T 1348- -2009 球墨铸铁件( ISO 1083 :2004 , MOD)
GB/T 1356通 用机械和重型机械用圆柱齿轮标 准基本齿条齿廓( GB/T 1356- -2001, Is0 53:1998 ,IDT)
GB/T 3323- -2005金属熔化焊焊接接头射线照相
GB/T 3480.5直齿 轮和斜齿轮承载能力计算第5 部分:材料的强度和质量( GB/T 3480.5-2008 , ISO 6336-5 :2003 ,IDT)
GB/T 6075.1- -1999在非旋转 部件上测量和评价机器的机械振动第 1部分:总则( idt IS010816-1 :1995)
GB/T6404.1齿轮装置的验收规范第1部分:空气传播噪声的试验规范(GB/T6404.1--2005,
IS0 8579-1 :2002 , IDT)
GB/T 6404. 2齿轮装置的验收规范第2部分:验收试验中齿轮装置机械振动的测定(GB/T
6404. 2- -2005 , ISO 8579-2: 1993 ,IDT)
GB/T8542--1987透平齿轮传动装置技术条件
GB/T 9438- 1999铝 合金铸件

ICS45.060
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3423—2015
机车轮轴驱动系统
Wheelset driven system for locomotive2015-08-12发布
国家铁路局
2016-03-01实施
规范性引用文件
术语和定义
技术要求
RAMS要求
检验方法
检验规则
标志、包装、运输与储存
TB/T3423—2015
iiKAoNnikAca
TB/T3423-2015
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司提出。本标准由铁道行业内燃机车标准化技术委员会归口。本标准起草单位：南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司、中国北车集团大连机车车辆有限公司、中国北车集团大同电力机车有限责任公司、南车株洲电力机车有限公司、南车戚墅堰机车有限公司、北京南口轨道交通机械有限公司。本标准主要起草人：陈维金、刘玉雷、马呈祥、周建斌、黄智勇、丁可、高小平、林新海、彭永明、刘庸。I
TTi KAoNni KAca
1范围
机车轮轴驱动系统
TB/T3423—2015
本标准规定了机车轮轴驱动系统的术语和定义、技术要求、RAMS要求、检验方法、检验规则及标志、包装、运输与储存。
本标准适用于速度200km/h及以下采用承载式齿轮箱的机车轮轴驱动系统。非承载式齿轮箱的轮轴驱动系统可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB146.1标准轨距铁路机车车辆限界GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法（GB/T228.1—2010,IS06892-1：2009,MOD)
GB/T1348—2009球墨铸铁件（ISO1083：2004，M0D）GB/T1356通用机械和重型机械用圆柱齿轮标准基本齿条齿廓（GB/T1356—2001，IS053：1998,IDT）
CB/T3323—2005金属熔化焊焊接接头射线照相GB/T3480.5直齿轮和斜齿轮承载能力计算第5部分：材料的强度和质量（GB/T3480.5-2008,IS06336-5:2003,IDT)
GB/T6075.1一1999在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动第1部分：总则（idtIS010816-1:1995)
GB/T6404.1齿轮装置的验收规范第1部分：空气传播噪声的试验规范（GB/T6404.1一2005，ISO 8579-1:2002,IDT)
GB/T6404.2齿轮装置的验收规范第2部分：验收试验中齿轮装置机械振动的测定（GB/T6404.2—2005,IS08579-2：1993,IDT）CB/T8542—1987透平齿轮传动装置技术条件GB/T9438—1999铝合金铸件
GB/T10068轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值（GB/T10068—2008,IEC60034-142007,IDT）GB/T10095.1一2008圆柱齿轮精度制第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值（IS01328-1:1995,IDT)
圆柱齿轮精度制第2部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值GB/T10095.2—2008D
（ISO1328-2:1997,IDT）
GB/T15822（所有部分）无损检测磁粉检测GB/T21563轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验（GB/T21563—2008，IEC61373：1999，IDT)
GB/T25343（所有部分）铁路应用轨道车辆及其零部件的焊接GB/Z6413.1圆柱齿轮、锥齿轮和准双曲面齿轮胶合承载能力计算方法第1部分：闪温法1
iiKAoNniKAca
TB/T3423—2015
(GB/Z6413.1—2003，IS0/TR13989-1:2000,IDT）GB/Z6413.2圆柱齿轮、锥齿轮和准双曲面齿轮胶合承载能力计算方法第2部分：积分温度法（GB/Z6413.2—2003，IS0/TR13989-2:2000IDT)CB/Z18620.2一2008圆柱齿轮检验实施规范第2部分：径向综合偏差、径向跳动、齿厚和侧隙的检验（IS0/TR10064-2：1996，IDT）GB/Z18620.4一2008圆柱齿轮检验实施规范第4部分：表面结构和轮齿接触斑点的检验(IS0/TR10064-4:1998,IDT)
GJB/Z768A一1998故障树分析指南GJB/Z1391—2006故障模式、影响及危害性分析指南TB/T2989机车车辆用齿轮供货技术条件TB/T3014—2001铁道用合金钢锻件TB/T3246（所有部分）机车车辆及其零部件设计准则螺栓连接TB/T3315一2013交流传动机车异步牵引电动机TB/T3426机车用铸造滚动抱轴箱IS06336-1：2006直齿轮和斜齿轮承载能力计算第1部分：基本原理、简介和一般影响因素(Calculation of Load Capacity of Spur and Helical Gears Part 1: Basic Principles, Introduction and GeneralInfluenceFactors)
IS06336-2：2006直齿轮和斜齿轮承载能力计算第2部分：表面耐久度（点蚀）的计算[Calculation of Load Capacity of Spur and Helical Gears Part 2: Calculation of Surface Durability(Pitting)]IS06336-3：2006直齿轮和斜齿轮承载能力计算第3部分：轮齿弯曲强度的计算（CalculationofLoad Capacity of Spur and Helical Gears Part3:Calculation of Tooth Bending Strength)IS06336-6：2006直齿轮和斜齿轮承载能力计算第6部分：在可变负载下使用寿命的计算(Calculation of Load Capacity of Spur and Helical Gears Part 6: Calculation of Service Life Under VariableLoad)
ASTMA802：1995钢铸件表面目测验收标准规程（StandardPracticeforSteelCastings，SurfaceAcceptance Standards,Visual Examination)ASTME94：2004（R2010）X射线检查指南（StandardGuideforRadiographicExamination）ASTME155：2010铝和镁铸件检验用射线照片（StandardReferenceRadiographsforInspectionofAluminum and Magnesium Castings)ASTME446：2010厚度在2in（51mm）以下钢铸件用基准射线照片［StandardReferenceRadiographs for Steel CastingsUp to2 in.(50.8mm)inThickness)3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
轮轴驱动系统wheelset driven system将牵引电机的扭矩转化为轮对转矩，驱动机车运行的执行装置。3.2
热平衡heatbalance
在同一工况下，齿轮箱在试验台上连续运转，其油池油温在20min内的变化不超过3℃的状态。3.3
额定功率ratedpower
轮轴驱动系统长期工作允许传递的最大功率。2
iiKAoNniKAca
最高转速maximum servicerotational speed轮轴驱动系统长期工作允许的最高转速。3.5
额定转速ratedrotational speed相应于列车牵引电机持续工作时的额定输出转速。3.6
额定扭矩ratedtorque
相应于额定功率、额定转速下轮轴驱动系统允许传递的扭矩值。4技术要求
4.1运用要求
4.1.1使用环境要求
TB/T3423—2015
4.1.1.1环境温度为-40℃～+50℃。当环境温度超出范围时，应考虑其对产品的影响。4.1.1.2最大相对湿度为95%（该月月平均最低环境温度为25℃）。4.1.1.3能适用于风、沙、雨、雪、盐雾和较大的粉尘的环境。4.1.2限界要求
应符合GB146.1的规定。
4.2基本要求*
4.2.1轮轴驱动系统及其零部件应符合有关标准的规定，并应按本标准和经规定程序批准的产品图样和技术条件制造、检查和验收。4.2.2螺栓，螺母等紧固件的设计选用应符合TB/T3246（所有部分）的规定。4.2.3牵引齿轮需作静平衡或动平衡试验时，应按设计要求和技术文件执行。4.3性能要求
4.3.1轮轴驱动系统达到额定功率时，机械效率m≥95%。4.3.2噪声采用声压级评定时，应按GB/T8542一1987中附录A的规定执行。采用声功率级评定时，应按GB/T6404.1的规定执行。声功率级应满足公式（1）：Lwa≤77.1+12.3×lgP
式中：
LwA——声功率级，单位为分贝（dB）；P—额定功率，单位为千瓦（kW）。4.3.3齿轮箱振动应符合GB/T6075.1—1999附录B表B1中V类C级要求+.(1)
4.3.4齿轮箱最高允许油温应按润滑油的种类确定。采用矿物油时为95℃，采用合成油时为120℃，或根据润滑油的充许使用温度确定。齿轮箱允许的油池温升和轴承温升4T应符合公式（2）：2T
AT≤60℃+
式中：
AT—一油池温升或轴承温升，单位为摄氏度（℃）；··（2
T一环境温度，单位为摄氏度（℃）。T的取值范围为0℃~50℃，当温度为零下时，T=0。4.3.5轮轴驱动系统在低温环境下应能正常启动。4.3.6齿轮箱型式试验后，不应发生零部件损伤或外观变形，连接处不应出现松动、漏油现象。并应进行解体检查，应满足以下要求：3
HiiKAoNniKAca
TB/T3423-2015
磁性油堵不应有片状或块状颗粒的吸附物。a)
齿轮齿面不应有点蚀、剥落、黏着、裂纹等现象。b）
轴承应转动正常，无异常磨损、擦伤、剥落。c）
d）润滑油的性能不应产生明显变化。4.4主要零部件要求
4.4.1轮对
轮对的设计、制造应符合相关标准、产品图样及相关技术文件的规定。4.4.2齿轮传动系统
4.4.2.1基本要求
4.4.2.1.1齿轮箱密封应采用双向密封或其他更好的密封结构，所有密封处在使用过程中不应有泄漏。
4.4.2.1.2齿轮箱应设有油量观察装置，应有最少油量和最多油量标识。4.4.2.1.3齿轮箱应设有在正常安装位置下能将箱体内的润滑油全部排放尽的排油孔和装有永久磁铁的磁性螺堵。
4.4.2.1.4齿轮箱应设有便于加油的加油孔。4.4.2.1.5牵引齿轮和轴承宜采用飞溅润滑，齿轮润滑油换油周期不小于15×10*km或6个月。4.4.2.1.6齿轮箱应便于维护，组装拆卸方便。4.4.2.2齿轮
4.4.2.2.1渐开线圆柱齿轮基本齿廓应符合GB/T1356的相关规定。非标准压力角齿轮由供需双方协商确定。
4.4.2.2.2齿轮精度应达到CB/T10095.1—2008和GB/T10095.2—2008中的6级要求。4.4.2.2.3齿轮承载能力的计算按IS06336-1：2006、ISO6336-2:2006、IS06336-3:2006、IS06336-6：2006、GB/T3480.5的要求执行。4.4.2.2.4齿轮胶合承载能力的计算按GB/Z6413.1或GB/Z6413.2的要求执行。4.4.2.2.5瞬时超载时的齿轮承载能力按IS06336-1：2006、IS06336-2：2006、ISO6336-3:2006、ISO6336-6：2006、GB/T3480.5中推荐的静强度计算方法进行计算，瞬时超载时的载荷为电机短路扭矩（交流电机）。
4.4.2.2.6齿轮的材料宜选用渗碳钢，材料质量及热处理应符合GB/T3480.5的要求。4.4.2.2.7接触斑点的百分比数值应符合GB/Z18620.4一2008中9.3.2的规定。对于采用设计齿形和设计齿线时，接触斑点的百分比数值可在图样或相关文件中自行规定。4.4.2.2.8其他要求应符合TB/T2989的规定。4.4.2.3箱体
4.4.2.3.1箱体采用高强度铸造铝合金制造时，力学性能应达到：抗拉强度R≥230N/mm2，延伸强度R,0.2≥190N/mm2，断后伸长率A≥2%。箱体采用球墨铸铁制造时，力学性能应满足GB/T1348—2009的要求。采用其他材料制造时，其力学性能应满足相关技术文件的要求。4.4.2.3.2高强度铸造铝合金箱体铸件的表面质量应符合GB/T9438一1999的4.6中Ⅱ类铸件的要求。球墨铸铁箱体铸件的表面质量应符合ASTMA802：1995中规定的2级要求。4.4.2.3.3箱体重要部位在产品图样或相关技术文件中规定）应进行X射线探伤或磁粉探伤。高强度铸造铝合金箱体缺陷的类型及级别评定按ASTME155：2010进行，检验质量等级应达到ASTME155：2010标准3级要求：球墨铸铁箱体缺陷等级不超过ASTME446：2010中规定的A类，B类、C类2级。球墨铸铁箱体重要部位的磁粉探伤按GB/T15822一2005进行，缺陷的类型及级别评定应满足表1的要求。
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16t≤50
表1球墨铸铁齿轮箱箱体磁粉探伤缺陷等级缺陷类型
线状显示或点线状显示
单个显示长度
累加显示长度
TB/T3423—2015
非线状显示
单个显示长度
4.4.2.3.4高强度铸造铝合金箱体上所有的螺纹孔，应加装不锈钢钢丝螺套。总面积
4.4.2.3.5箱体上宜设置通气器和观察孔，观察孔的宽度不应小于牵引齿轮宽度的二分之一。4.4.2.3.6箱体上应设有起吊耳或吊环螺钉孔。4.4.2.3.7箱体按6.2.1或6.2.2进行密封检验后，不应出现渗漏。4.4.3牵引电机
牵引电机应符合TB/T33152013的规定。4.4.4抱轴箱
抱轴箱应符合TB/T3426的规定。4.4.5空心轴
4.4.5.1锻件应符合TB/T30142001中A级锻件要求。4.4.5.2与传动盘组装后，整体做动平衡试验，剩余不平衡量应低于25g·m，平衡采用去重的方法。4.4.5.3焊接部位的焊缝应符合GB/T25343要求，认证级别CL1，检验级别CT2，焊接后焊缝用X射线探伤，应符合GB/T3323—2005Ⅱ级焊缝要求。4.4.6连杆
同一组六个连杆重量差不应大于15。必要时应在两侧同时去掉相同的重量，去重的深度不应大于1.5mm。
4.4.7.1齿轮箱轴承宜采用齿轮油润滑。4.4.7.2轴承寿命计算采用的加速度应按GB/T21563的规定值或客户给定值选取。4.4.7.3轴承的安装游隙根据运行温度和设计要求确定。4.5设计寿命
在正常使用条件下，轮轴驱动系统的主要零部件设计寿命为：齿轮箱体：20年：
b）车轴齿轮箱轴承：≥300×10*kmc）主动齿轮：≥200×10*km；
d）从动齿轮：≥400×10*km。
5RAMS要求
5.1可靠性
5.1.1可靠性指标要求
每套轮轴驱动系统平均故障间隔时间MTBF（MeanTimeBetweenFailures）不应小于75×10*h。其中，MTBF计算按公式（3）：
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TB/T3423—2015
式中：
n—产品总数：
t：——第i个产品的工作时间；一累积故障次数。
5.1.2可靠性设计要求
5.1.2.1应将可靠性设计与可维修性，安全性，可用性综合考虑。+（3)
5.1.2.2在满足可靠性要求的条件下，应按简单、可靠的原则，把零部件的品种、规格数量减少到最少，并力求规范化、通用化、系列化，提高标准化系数。5.1.2.3应充分考虑继承性，并采用成熟技术。在必须采用新设计方案、新技术时，其可靠性应有必要的保证。
5.1.2.4应按照GJB1391一2006的规定进行故障模式及危害性分析。5.1.2.5应按照GJB/Z768A—1998的规定进行故障树分析。5.2可维修性
现场更换单元平均修复时间MTTR不应大于0.5h。车间更换单元平均修复时间MTTR不应大于6h。其中，MTTR计算按公式（4）：式中：
（4）
入,——导致第个维修项目的产品的故障的故障率；T一第个维修项目每次的平均维修工时；k—全部修复性维修项目。
5.3可用性
轮轴驱动系统固有可用度A不应小于99%。其中，A,的计算按公式（5）：MTBF
A=MTBF+MTTR
5.4安全性
每套轮轴驱动系统平均危险故障间隔时间MTBF（H）不应小于750×10*h，计算方法与MTBF一致。
6检验方法
6.1无损检测
铝合金箱体重要部位按ASTME94：2004（R2010）进行X射线探伤检验。球墨铸铁箱体按GB/T15822一2005进行磁粉探伤检验，并按ASTME94：2004（R2010）进行X射线探伤检验。
6.2密封检验
6.2.1箱体内侧浸煤油24h后，检验箱体外侧的渗油情况，或采用其他供需双方认可的方法进行检验。
6.2.2箱体内部进行充气水压试验，气压在1kPa~1.5kPa的范围内，加压时间为5min，检查箱体的密封情况。
6.3力学性能检验
箱体材料的拉伸试验按GB/T228.1的要求进行检验。6.4接触斑点测定
齿轮表面接触斑点的测定按GB/Z18620.4—2008的要求进行。6.5齿轮副啮合侧隙测量
齿轮副啮合侧隙按GB/Z18620.2—2008的要求进行。6.6轴承游隙测量
圆锥滚子轴承的游隙按轮轴驱动系统组装技术条件要求测量。6.7动平衡试验
牵引齿轮动平衡试验按GB/T8542一1987的要求进行。6.8跑合试验
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跑合试验按照表2中规定的转速及时间进行，正反转各做一次。试验过程中允许用5m/s的风速对齿轮箱进行风冷。试验后检查齿轮箱各动密封处和静密封处有无润滑油泄漏；测量轴承温升和齿轮箱的油池温升；监测有无异常声音及检查齿轮箱磁性油堵上的吸附物。表2跑合试验转速时间表
试验转速
跑合时间
6.9空载试验
额定转速的20%
额定转速的75%
6.9.1在额定转速下运转，直到温度达到热平衡。6.9.2在最高转速下运转，时间不少于15min。额定转速
最高转速
6.9.3试验后检查齿轮箱各动密封处和静密封处有无润滑油泄漏；测量轴承温升和齿轮箱的油池温升；监测有无异常声音。
6.10加载试验
6.10.1在加载试验过程中，对轮轴驱动系统施加工况模拟，工况模拟包含车轴承受的轴重、牵引电机承受的横向力、轮轴驱动系统的垂向激振。6.10.2最高转速加载试验，试验转速缓慢升至齿轮箱最高转速后，按其相对应的扭矩的25%、50%、75%、100%逐级加载运转，运转时间每级10min，在最高转速对应的扭矩工况下持续运行1h。6.10.3额定转速加载试验，试验转速缓慢升至齿轮箱额定转速后，按额定扭矩的25%，50%、75%、100%逐级加载运转，运转时间每级10min，在额定扭矩工况下持续运行4h。6.10.4试验后检查齿轮箱各动密封处和静密封处有无润滑油泄漏；测量轴承温升和齿轮箱的油池温升；监测有无异常声音。
6.11温升试验
试验转速缓慢升至最高转速后，按额定功率的25%、50%、75%、100%逐级缓慢加载，当加载至额定功率后，试验台连续运转至热平衡后2h为止。记录齿轮箱的油池温度、齿轮箱轴承及抱轴箱轴承的温升曲线。
6.12噪声测试
6.12.1采用声压级评判时，在额定转速、空载工况下按GB/T8542一1987要求测量驱动齿轮箱噪声。6.12.2采用声功率级评判时，在额定转速、额定扭矩工况下按GB/T6404.1测量驱动齿轮箱噪声。6.13振动测试
在额定转速、空载（或轻负荷）工况下，按GB/T6404.2的要求测定齿轮箱的振动情况，按GB/T10068的要求测定电机的振动情况。7
TB/T3423—2015
6.14传动效率测试
试验转速缓慢升至额定转速后，按额定扭矩的25%，50%、75%，90%，100%五级加载运转，应在试验驱动齿轮箱达到热平衡后，进人下一级载荷，每10min记录一次扭矩、效率，根据每级热平衡时测出的扭矩、效率作出扭矩一效率关系曲线。6.15超负荷试验
在额定转速下，按额定扭矩的110%和120%进行台架试验，分别运转10min。试验后检查齿轮箱各动密封处和静密封处有无润滑油泄漏；测量轴承温升和齿轮箱的油池温升：监测有无异常声音。6.16油量油位试验
在最高油位及最低油位分别以最高转速正反转运行，达到热平衡。试验后检查齿轮箱各动密封处和静密封处有无润滑油泄漏；测量轴承温升和齿轮箱的油池温升；监测有无异常声音。6.17倾斜试验
模拟线路的坡度和超高，在高油位及低油位分别以最高转速正反转运行，达到热平衡。试验后检查齿轮箱各动密封处和静密封处有无润滑油泄漏；测量轴承温升和齿轮箱的油池温升；监测有无异常声音。
6.18超速试验
以最高转速的1.1倍进行超速试验，正反转各持续运行10min。试验后检查齿轮箱各动密封处和静密封处有无润滑油泄漏；测量轴承温升和齿轮箱的油池温升；监测有无异常声音。6.19耐久性试验
在额定转速、额定扭矩下，正反转连续运行各一次，每次试验时间不应低于高速轴齿轮5×10\应力循环次数，亦可以用相当的强化试验代替。试验后检查齿轮箱各动密封处和静密封处有无润滑油泄漏；测量轴承温升和齿轮箱的油池温升；监测有无异常声音。6.20低温启动试验
在-40℃条件下，进行低温启动试验，并按车辆设计启动加速度加速至最高速度后，持续运转不少于30min。检查齿轮箱运转情况。6.21分解检查
轮轴驱动系统型式检验后，应对齿轮箱及抱轴箱进行解体检查，检查项目如下：放出齿轮箱箱体内润滑油，对润滑油进行油样分析；a）
对抱轴箱润滑脂进行分析；
检查齿轮箱磁性油堵吸附物情况；c）
检查齿轮齿面状态；
检查齿轮箱及抱轴箱轴承表面状态。7检验规则
7.1检验分类与检验项目bZxz.net
轮轴驱动系统检验分为出厂检验和型式检验。检验项目及要求见表3。表3
检验项目及要求
检验项目
无损探伤
密封性
力学性能
4.4.2.3.2
4.4.2.3.3
4.4.2.3.7
4.4.2.3.1
检验方法
出厂检验
型式检验
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