铁道车辆设置接地装置的主要目的是为了防止车上的漏电流对轴箱轴承产生电蚀若发生电蚀而未及时处理将导致轴承烧损甚至切轴等重大行车事故。200ＥＭＵ齿轮箱接地装置可将车上的漏电电流直接传导至车轴继而形成接地防止电流对轴箱轴承造成电蚀起到了保护轴箱轴承的作用。国内目前对齿轮箱接地装置的研究较少技术基本处于空白状态现在运行的 ＣＲＨ2型动车组上的接地装置 （见图 1）全部是从日本住友公司进口的采购周期长且价格较高。所以研究并开发 200ＥＭＵ齿轮箱接地装置取代进口产品填补我国在这一领域的技术空白将具有重要的意义。
图 1 200ＥＭＵ齿轮箱接地装置
1 接地装置结构及工作原理
在齿轮箱内侧轴承压盖的外侧车轴上安装了集流环 （外套筒 ）接地装置的碳刷在弹簧压力的作用下与集流环保持径向密贴集流环收集车上的漏电电流通过碳刷、导电板传导至接地导线。电流的传导过程：集流环→碳刷→导电板→接地导线→整车接地。200ＥＭＵ齿轮箱接地装置由碳刷、涡卷弹簧组件、接地盒、导电板、观察窗组件、绝缘件等组成如图 2及图 3所示。
1．1 碳刷
在车辆运行过程中接地碳刷与集电环保持紧密接触及时收集并传导车上的漏电电流。它由碳刷体、连接器、导线等组成*大磨耗量为 30ｍｍ。碳刷体采用 Ｍ—2Ｔ材料具备良好的导电及耐磨性能。
接地装置采用双碳刷结构碳刷独立工作于导电板的刷槽中连接器安装在导电板上 （见图 2）。碳刷在运行过程中发热膨胀周向定位过小会引起碳刷破裂损坏而间隙过大会导致碳刷震动。根据测验采用碳刷型腔尺寸为：10＋0．03＋0．13ｍｍ40＋0．05＋0．18ｍｍ。在集电环与刷架之间设置绝缘层接地碳刷安装以后碳刷露出绝缘层 3．25ｍｍ。
碳刷测试条件如表 1所示测试结果为：在持续电流 150Ａ额定短时耐受电流 500Ａ的情况下工作时间不小于 2ｈ导电性能优异。
1．2 涡卷弹簧装置
200ＥＭＵ接地装置采用非接触型平面涡卷弹簧弹簧安装在保持架上保持架的铜轴压紧碳刷对接地碳刷定位并实现碳刷磨耗后的自动补偿。如图 4所示。
1．3 接地盒
接地盒是接地装置的关键部件起到安装弹簧组件、保护碳刷及固定整个接地装置的作用。接地盒内开两个分隔腔用于定位弹簧保持架使两个弹簧装置独立工作；在与分隔腔垂直的两对侧安装观察窗组件；通过带有绝缘套的螺栓组件分别与导电板及集电器连接。
1．4 导电板组件及布线器
铜质导电板具备良好的导电功能主要体现在以下几点：①导电板上开有电刷槽可实现对碳刷的周向定位保证碳刷在车辆运行过程中正常工作避免破损或接触**；②导电板一端连接碳刷另一端连接接地线实现电流从碳刷→导电板→接地线的传导路径。
1．5 观察窗组件
观察窗上刻有红色标记两标记之间的距离为 30ｍｍ与碳刷的磨耗量相等在碳刷工作周期内弹簧保持架的红色标记从观察窗的上端红色标记处移至下端。通过观察窗可随时检查碳刷的磨耗情况无须拆卸组件。
1．6 绝缘件
接地装置采用三种绝缘件：①导电板与接地盒的连接处采用绝缘垫片；②导电板与集电器、接地盒与导电板的螺栓连接结构采用绝缘套筒；③导电板与集电器的接触面采用绝缘外套筒。将导电板与其他结构分隔避免漏电。绝缘件均采用机械强度高、绝缘性能好的材料且满足温度和湿度等使用环境要求。
2 平面涡卷弹簧
平面涡卷弹簧是将等截面的细长材料绕至成平面螺旋线形的弹簧由于卷绕圈数可以很多变形角大能在较小的体积内存储较大的能量。根据输入要求涡卷弹簧要在工作状态下保持 8Ｎ的定载荷设计中的弹簧长度ｌ＝290ｍｍ厚度 ｈ＝0．18ｍｍ宽度 ｂ＝16ｍｍ在表 2所示的可选范围内。
3 结束语
通过分析计算 200ＥＭＵ齿轮箱接地装置中关键件的技术特性提出了平面涡卷弹簧等的材料规格和工艺参数。借助 200ＥＭＵ技术引进的平台为进一步自主**和开发国产化的200ＥＭＵ齿轮箱接地装置奠定了良好的基础。
