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

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)計數據顯示，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構，2015年初，安裝了福伊特新結構齒輪箱。不過，剛安裝上的新結構齒輪箱，運行不到半年，在六七月份又在各鐵路局接連出現問題。

為了分散風險，中國中車將德國另外兩家的齒輪箱生產商西門子弗蘭德、采埃弗的產品作為替代。但這兩種產品在總體設計水平和技術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和價格兩難的境地，嚴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，攻克高鐵齒輪箱設計方面的技術難關，取代國外進口齒輪箱，實現國產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)計數據顯示，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構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的檢修，這無疑是一筆巨大的經濟開支。

密封性能失效除了造成最直觀的經濟損失外，還將產生一大筆隱形花費，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)化密封結構、研究密封基材及磨損機理，提高密封結構的使用壽命，也是目前高鐵齒輪箱鑄造行業(yè)亟待解決的問題。