有臺紅旗T150BS型推土機先后多次出現(xiàn)轉向失靈問題,經(jīng)更換密封環(huán)后,轉向恢復正常,但使用兩個多月后轉向再次失靈。
1. 故障原因
轉向離合器為濕式、多片、常結合式摩擦離合器,由彈簧壓緊,采用液壓式操縱機構。
對這種離合器的失效分析,應從其液壓系統(tǒng)結構的特點入手。據(jù)分析,紅旗T150BS型推土機出現(xiàn)轉向失靈應是液壓系統(tǒng)的壓力有問題或是密封部分出現(xiàn)問題所致。經(jīng)測試,該轉向離合器的液壓泵的壓力為1.22MPa,在標準范圍之內,并由此推斷密封部分出現(xiàn)問題的可能性較大。
工作時接盤軸頸與軸承座之間相對轉動。
經(jīng)測試,管路壓力僅為0.87MPa,達不到正常工作壓力;經(jīng)解體觀察發(fā)現(xiàn),密封環(huán)及軸承座與其配合部位均有明顯的磨損痕跡。由此判斷,離合器內部有液壓油泄漏,致使工作部分達不到正常工作壓力。經(jīng)分析,發(fā)現(xiàn)接盤與軸承座密封部分的結構在設計上存在以下缺陷:
、佥S承座材料為普通鑄鐵,其內孔經(jīng)車削而成,未經(jīng)任何熱處理,表面精度低,耐磨性差。
、诿芊猸h(huán)采用石墨材料制成,彈性差,結構如圖3所示,為矩形、直開口。由于軸承座孔和密封環(huán)外徑磨損嚴重,開口間隙隨之變大,磨損后無外漲自補能力,使徑向配合間隙逐漸增大而使液壓油直接從開口處泄漏。由于接盤與軸承座密封部分在設計上的缺陷,造成密封件壽命低、密封性能差,使壓力油腔內油量漏失嚴重,以致達不到正常工作壓力,液壓油不能克服彈簧預緊力而無法推動活塞及壓盤左移,造成轉向離合器內、外齒片不能分離而使轉向失靈。
2.改進方法
、泡S承座的改進
為解決原軸承座內孔耐磨性差的問題,可采用內孔鑲抗磨內套的方法:即將原軸承座孔與接盤軸頸配合部分的尺寸由φ125mm鏜至φ130-0.02mm,如圖4所示;用F413型發(fā)動機的缸套(內徑尺寸正好為φ125mm)加工一內套,將其鑲入φ130-0.02mm孔內與之過盈配合,并鉆通進油孔道。因F413型發(fā)動機的缸套采用優(yōu)質球墨鑄鐵精磨而成,尺寸精確,且內孔表面經(jīng)過滲氮處理,具有良好的表面精度和耐磨性,從而使軸承座壽命大大提高。
、泼芊猸h(huán)及其裝配的改進
針對密封環(huán)材料存在的缺陷,將石墨改為聚四氟乙烯加鎳材料。該材料的耐溫范圍為-200~+260℃,可承受壓力2MPa,密封工作壓力為0~40MPa,并具有良好的冷卻性、耐磨性和抗介質性;它能在表面上吸附一層油膜,使環(huán)與座孔之間形成油膜密封,因而磨損量大大降低。針對密封環(huán)結構上的缺陷,將直開口環(huán)改為搭接口環(huán),環(huán)的厚度減為原來的1/2,其余尺寸不變。這樣,消除了因密封環(huán)與座孔磨損,使直開口間隙增大而引起的泄油現(xiàn)象;同時,由于改后密封環(huán)的厚度減為原來的一半,因而在密封環(huán)4的位置可由原來的單環(huán)改為雙環(huán)安裝,這樣即使第一道環(huán)泄漏,也還有第二道環(huán)進行密封,從而進一步增強了密封效果。
通過以上改進,雖然提高了密封件的耐磨性和密封性能,但仍沒有解決材料彈性差、磨損后無外漲自補能力使徑向間隙增的而漏油的缺陷。為消除這一缺陷,可將接盤油道進行如下改進;將孔A加深至右端環(huán)槽中間位置徑向打4個導油孔C(直徑為φ0.5mm),分別與4個均布的進油孔A相通。這樣,可將微量的壓力油引入密封環(huán)內徑與環(huán)槽形成的封閉環(huán)內徑與環(huán)槽形成的封閉的環(huán)形腔D內,在壓力油作用下使密封環(huán)產(chǎn)生外漲力以彌補磨損量,使環(huán)外徑與軸承座的徑向配合間隙始終保持在最佳范圍內,防止從配合處漏油。這種自行補償結構是延長密封環(huán)壽命的有效方法之一,其受力示意圖(接盤C孔處軸的截面)。由于是在低壓系統(tǒng)中,且孔C與孔A的截面積之比為1:400;孔C對壓力油的阻尼作用使進入環(huán)形腔D的油量很少;再加上油環(huán)的側隙嚴格控制再+0.01~+0.03mm以內,在油膜密封作用下不會發(fā)生泄漏,因而進入導油孔C的液壓油不會通過密封環(huán)的側隙而泄漏,該機自改進后使用至今,一直運轉正常。
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