國家十四五發(fā)展規(guī)劃期間，齒輪箱在國內(nèi)軌道交通行業(yè)市場容量將高達(dá)872億，預(yù)計銷售額如圖所示。

高鐵齒輪箱市場規(guī)模分析

高速鐵路營業(yè)里程預(yù)計新增1.6萬公里，新增動車組1.9402萬組。每列動車組按5動3拖編組估算，每一列車配置20臺牽引電機，按單個齒輪箱的最低單價估算，則國家在十四五規(guī)劃期間，動車組齒輪箱的市場需求量為582億。普鐵將新增0.8萬公里，新增鐵道機車0.3270萬輛，按三軸轉(zhuǎn)向架估算，每輛機車配置10臺牽引電機，按單個齒輪箱的最低單價估算，則十四五規(guī)劃期間，機車齒輪箱的市場需求總量預(yù)計49億。城市軌道交通車輛將新增城軌交通3000公里，新增地鐵列車9000列，每列地鐵列車按4動2拖編組估算，每一組車配置16臺牽引電機，按單個齒輪箱的最低單價估算，則國家在十四五規(guī)劃期間，地鐵列車齒輪箱的市場需求量241億。

各動車運用單位上報給中國國家鐵路集團有限公司機輛部的故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，齒輪箱在列車線路運營中主要存在兩大痛點：箱體裂紋和箱體漏油。

痛點1：箱體裂紋故障多

自2012年6月以來，運行在武廣、京滬、哈大等高速客運專線的動車組德國福伊特齒輪箱，累計發(fā)生箱體裂紋、齒輪軸承過熱、箱體漏油等故障，嚴(yán)重威脅著高速列車的運營安全。截止18年，僅裂紋故障就高達(dá)488余起，主要發(fā)生于箱體傳感器附近或觀油鏡附近，部分此類故障統(tǒng)計文件如圖所示。

為解決這一問題，中國中車要求德國福伊特公司改良齒輪箱結(jié)構(gòu)，2015年初，安裝了福伊特新結(jié)構(gòu)齒輪箱。不過，剛安裝上的新結(jié)構(gòu)齒輪箱，運行不到半年，在六七月份又在各鐵路局接連出現(xiàn)問題。

為了分散風(fēng)險，中國中車將德國另外兩家的齒輪箱生產(chǎn)商西門子弗蘭德、采埃弗的產(chǎn)品作為替代。但這兩種產(chǎn)品在總體設(shè)計水平和技術(shù)成熟度都不如福伊特，價格還比福伊特高出50%以上，使我國高鐵行業(yè)在高速動車組齒輪箱的使用上陷入了技術(shù)和價格兩難的境地，嚴(yán)重制約了我國高鐵的發(fā)展。

因此分析高速動車組齒輪箱箱體疲勞裂紋特征，攻克高鐵齒輪箱設(shè)計方面的技術(shù)難關(guān)，取代國外進(jìn)口齒輪箱，實現(xiàn)國產(chǎn)化是目前高鐵齒輪箱鑄造行業(yè)亟待解決的問題。

痛點2：箱體漏油密封差

各動車段上報的故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，與箱體故障裂紋同時存在的還有一個故障：箱體漏油。截止18年，僅漏油故障就高達(dá)百余起，主要發(fā)生在外觀油鏡螺堵、傳感器安裝座、大、小密封蓋等處。

齒輪箱潤滑油泄漏的最根本原因是密封結(jié)構(gòu)的密封性能失效所致，由于密封性能失效，使得齒輪易發(fā)生齒面膠合、熱疲勞等損傷。一旦軸承被燒損，將面臨著對整套齒輪箱傳動系統(tǒng)包括密封件和軸承在內(nèi)的檢修，這無疑是一筆巨大的經(jīng)濟開支。

密封性能失效除了造成最直觀的經(jīng)濟損失外，還將產(chǎn)生一大筆隱形花費，包括油耗增大、機械性能和效率下降、土地資源污染及人身傷害等問題，嚴(yán)重時還將造成重大安全事故，對動車組運行安全性造成巨大威脅。

因此分析高速動車組齒輪箱箱體密封性能，優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)、研究密封基材及磨損機理，提高密封結(jié)構(gòu)的使用壽命，也是目前高鐵齒輪箱鑄造行業(yè)亟待解決的問題。