朱國勇，侯彥軍，董俊寶ZHU Guo-yong, HOU Yan-jun, DONG Jun-bao（山推工程機(jī)械股份有限公司，山東 濟(jì)寧 272073）

推土機(jī)終傳動(dòng)浮動(dòng)油封漏油故障解決

朱國勇，侯彥軍，董俊寶
ZHU Guo-yong, HOU Yan-jun, DONG Jun-bao
（山推工程機(jī)械股份有限公司，山東 濟(jì)寧 272073）

[摘 要]推土機(jī)行走系統(tǒng)中，鏈輪與整機(jī)間相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靠浮動(dòng)油封的密封作用得以實(shí)現(xiàn)，文章通過對推土機(jī)終傳動(dòng)系統(tǒng)展開全面分析，查找導(dǎo)致浮動(dòng)油封漏油的主要原因，針對故障原因提出具體的解決方案。實(shí)踐證明，改進(jìn)方案可以大幅度降低浮動(dòng)油封漏油故障。

[關(guān)鍵詞]推土機(jī)；浮動(dòng)油封；偏磨；漏油；解決方案

推土機(jī)是土方作業(yè)機(jī)械中常見的一種，其工作方式包括推土鏟推土和松土器松土2種主要模式，兩種模式下都利用行走系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；推土機(jī)行走系統(tǒng)的終端是終傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1所示，其包括內(nèi)部減速齒輪系、外殼體、鏈輪、履帶等，其中外殼體固定在整機(jī)機(jī)架上，鏈輪通過花鍵配合安裝在內(nèi)部突出的齒輪軸上，鏈輪與外殼體間產(chǎn)生相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靠浮動(dòng)油封實(shí)現(xiàn)密封，浮動(dòng)油封的正常工作對終傳動(dòng)的正常工作影響至關(guān)重要。

圖1 SD16濕地型推土機(jī)終傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

浮動(dòng)油封的密封原理是2個(gè)浮封環(huán)靠O型密封圈受軸向壓縮后變形產(chǎn)生浮封環(huán)密封端面壓緊力，并儲(chǔ)存彈性能量，隨著密封端面的均勻磨損，亮帶內(nèi)移，這種彈性能量逐步釋放，使密封面能保持良好的貼合而起到軸向補(bǔ)償作用，實(shí)現(xiàn)接觸面的緊密接觸，如圖2所示。

圖2 浮動(dòng)油封結(jié)構(gòu)圖

2013年上半年外部故障反饋終傳動(dòng)故障頻發(fā)，浮動(dòng)油封故障占到90%，故障表現(xiàn)都為外部可觀察到的漏油，尤其以SD16濕地型推土機(jī)更為明顯，其比例高達(dá)發(fā)生故障機(jī)型的95%。文章從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等方面分析浮動(dòng)油封漏油的原因并提出解決方案。

1 問題描述及原因分析

從市場反饋的信息及照片顯示，浮動(dòng)油封漏油的故障多是發(fā)生在SD16濕地機(jī)型上（濕地型推土機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)型推土機(jī)，區(qū)別在濕地型使用履帶比標(biāo)準(zhǔn)型寬，并且履帶結(jié)構(gòu)適宜濕地行走，濕地型推土機(jī)終傳動(dòng)在軸向方向長度較標(biāo)準(zhǔn)型長），故障時(shí)間主要集中在1 000h以上，從故障現(xiàn)場反饋的浮動(dòng)油封分析，多數(shù)浮動(dòng)油封密封表面存在磨痕（圖3）及凸臺(tái)（圖4）等現(xiàn)象，根據(jù)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)JB/T8293.1-1999 《浮動(dòng)油封》中的技術(shù)要求，凸臺(tái)及磨痕的產(chǎn)生主要因?yàn)閮筛》猸h(huán)的相對徑跳超出標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，導(dǎo)致浮封環(huán)長時(shí)間不正常磨損出現(xiàn)偏磨凸臺(tái)，在徑跳標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，浮動(dòng)油封應(yīng)是均勻磨損。依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，文章從以下幾個(gè)方面分析浮封環(huán)產(chǎn)生偏磨的原因。

圖3 密封面的磨痕

圖4 密封面磨出的凸臺(tái)

1.1 設(shè)計(jì)

SD16推土機(jī)圖紙整套引進(jìn)國外技術(shù)，進(jìn)行轉(zhuǎn)化吸收，設(shè)計(jì)經(jīng)過諸多論證，在首件樣品試制后，經(jīng)過各項(xiàng)性能測試，并沒有發(fā)生浮動(dòng)油封漏油的情況；該產(chǎn)品已生產(chǎn)近30年，是非常成熟的產(chǎn)品，市場保有量很大，而且SD16終傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與其他機(jī)型（SD22、SD32等）類似，市場反饋前期并未出現(xiàn)終傳動(dòng)浮動(dòng)油封大批量漏油的現(xiàn)象，而僅是在2013年上半年開始出現(xiàn)，因此設(shè)計(jì)并未有缺陷。

1.2 制造

浮動(dòng)油封的制造是委托有生產(chǎn)資質(zhì)的供應(yīng)商完成，合作關(guān)系有20多年，其生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制手段在多次的質(zhì)量監(jiān)察中均符合生產(chǎn)資質(zhì)的要求，并所有SD16全系機(jī)型的浮動(dòng)油封同為一款產(chǎn)品，未做任何區(qū)別對待生產(chǎn)，且在入廠檢查時(shí)經(jīng)過全項(xiàng)檢查項(xiàng)目，都達(dá)到設(shè)計(jì)要求，浮動(dòng)油封自身的質(zhì)量是符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 裝配

浮動(dòng)油封配對使用，其對同軸度要求比較嚴(yán)格，裝配工藝要求浮動(dòng)油封座相對齒輪轂的徑跳≤0.5mm，裝配工藝為：將單側(cè)浮動(dòng)油封座固定在外殼體上后，調(diào)整外殼體，使浮動(dòng)油封座相對齒輪轂徑跳≤0.5mm，按照浮動(dòng)油封，壓裝鏈輪（另一側(cè)浮動(dòng)油封座及浮動(dòng)油封裝配在鏈輪轂處），普通的SD16標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型的終傳動(dòng)都按照該工藝進(jìn)行裝配，故障率一直很低，幾乎未曾發(fā)生浮動(dòng)油封漏油的故障；而因SD16超濕地是使用在沼澤地類工況，安裝寬履帶，其終傳動(dòng)軸向長度較普通機(jī)型長300mm，延遲的部分除齒輪轂加長外，在外殼體處長增加1個(gè)300mm長加長套，相應(yīng)的裝配工藝也發(fā)生了變更：在調(diào)整完外殼體后（外殼體止口相對齒輪轂徑跳≤0.5mm），安裝加長套，將浮動(dòng)油封座安裝在加長套上，浮動(dòng)油封的配合徑跳最后的結(jié)果將體現(xiàn)在加長套上，針對安裝加長套后，是否對浮動(dòng)油封的配合徑跳有影響做了一組實(shí)驗(yàn)。

首先按照普通機(jī)型調(diào)整外殼體相對齒輪轂徑跳（圖5），并記錄數(shù)據(jù)；然后安裝加長套及浮動(dòng)油封座后，再次測量其相對徑跳（圖6），記錄數(shù)據(jù)。

圖5 外殼體相對齒輪轂徑跳

圖6 浮動(dòng)油封座相對齒輪轂徑跳

將數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，如表1所示。

從數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)，安裝加長套后，近50%的相對徑跳超出技術(shù)要求，超出徑跳要求后，浮動(dòng)油封的配合徑跳將大大增加，直接導(dǎo)致浮動(dòng)油封出現(xiàn)偏磨的問題，從而可以得出，安裝加長套后的相對徑跳超過工藝要求是導(dǎo)致浮動(dòng)油封出現(xiàn)偏磨產(chǎn)生漏油的主要原因。為驗(yàn)證安裝加長套后相對徑跳超差是否因?yàn)榧娱L套自身同軸度不達(dá)標(biāo)，我們對加長套利用三坐標(biāo)進(jìn)行同軸度的測量（圖7），記錄數(shù)據(jù)如表2。

表1 外殼體與加長套相對徑跳

圖7 加長套三坐標(biāo)測量

表2 加長套檢測結(jié)果

從檢測結(jié)果看，有45%的加長套自身同軸度超出標(biāo)準(zhǔn)，是什么原因?qū)е峦S度超標(biāo)，根據(jù)“人、料、法、環(huán)、測”等影響因素進(jìn)行分析，進(jìn)一步對加長套生產(chǎn)流程進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)加工的操作人員前段時(shí)間因個(gè)人原因請假1個(gè)多月，該崗位并未將新員工進(jìn)行培訓(xùn)熟練就進(jìn)行了工作交接，從而導(dǎo)致新員工對加長套核心尺寸掌握不佳，在工序流轉(zhuǎn)中，檢查人員受工作條件的限制對加長套的抽檢情況執(zhí)行力不足，致使該批次生產(chǎn)部分不合格加長套流出工廠進(jìn)入裝配線，從市場反饋的故障機(jī)型裝機(jī)時(shí)間正是該批次的產(chǎn)品。

根據(jù)以上分析，可知因加長套自身加工同軸度超標(biāo)，導(dǎo)致浮動(dòng)油封配合徑跳超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，浮封環(huán)異常偏磨產(chǎn)生漏油。

2 解決方案

根據(jù)對故障原因的分析，解決浮動(dòng)油封偏磨漏油需要解決的問題有如下。

1）加長套自身同軸度要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）要保證浮動(dòng)油封座相對齒輪轂的徑跳滿足工藝要求。

結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際情況，解決方案如下。

1）對操作人員進(jìn)行嚴(yán)格的工藝培訓(xùn)，并編制作業(yè)指導(dǎo)書，明確關(guān)鍵的尺寸及形位公差，同時(shí)確保至少有2名操作人員能夠熟練獨(dú)立的完成加工工作。

2）增設(shè)檢查工序，制作專門檢測工裝，對加長套徑跳進(jìn)行高比例的抽檢。

3）調(diào)整裝配工藝：將外殼體、加長套、浮動(dòng)油封座裝配成部裝總成，對部裝總成件進(jìn)行徑跳的調(diào)整浮動(dòng)油封座相對齒輪轂的徑跳符合工藝要求。

3 效果跟蹤

解決方案確定后，于2013年7月中旬開始實(shí)施，在后續(xù)1年的市場驗(yàn)證中，除有2臺(tái)因進(jìn)入泥沙導(dǎo)致浮動(dòng)油封損壞以外，其余推土機(jī)終傳動(dòng)均工作良好，未發(fā)現(xiàn)偏磨漏油情況發(fā)生。鑒于推土機(jī)使用工況惡劣，尤其濕地型推土機(jī)在煤漿、泥沙中工作，極有可能有泥沙等混入傳動(dòng)系統(tǒng)，導(dǎo)致更為嚴(yán)重的傳動(dòng)部件的損壞，我們也對用戶提出加強(qiáng)對推土機(jī)的定期保養(yǎng)，及時(shí)清理附著的泥污等的建議，提高推土機(jī)整機(jī)的工作壽命。

[參考文獻(xiàn)]

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[2] 程志紅．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．南京：東南大學(xué)出版社，2006.

[3] 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第五卷）[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

（編輯 于 洋）

［中圖分類號(hào)］TU623+.5

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］B

［文章編號(hào)］1001-1366(2015)03-0089-03

［收稿日期］2015-02-26

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