推土機終傳動浮動油封漏油故障解決

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

推土機終傳動浮動油封漏油故障解決

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

[摘 要]推土機行走系統中，鏈輪與整機間相對旋轉運動靠浮動油封的密封作用得以實現，文章通過對推土機終傳動系統展開全面分析，查找導致浮動油封漏油的主要原因，針對故障原因提出具體的解決方案。實踐證明，改進方案可以大幅度降低浮動油封漏油故障。

[關鍵詞]推土機；浮動油封；偏磨；漏油；解決方案

推土機是土方作業機械中常見的一種，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實現；推土機行走系統的終端是終傳動系統如圖1所示，其包括內部減速齒輪系、外殼體、鏈輪、履帶等，其中外殼體固定在整機機架上，鏈輪通過花鍵配合安裝在內部突出的齒輪軸上，鏈輪與外殼體間產生相對旋轉運動，旋轉運動靠浮動油封實現密封，浮動油封的正常工作對終傳動的正常工作影響至關重要。

圖1 SD16濕地型推土機終傳動結構

浮動油封的密封原理是2個浮封環靠O型密封圈受軸向壓縮后變形產生浮封環密封端面壓緊力，并儲存彈性能量，隨著密封端面的均勻磨損，亮帶內移，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償作用，實現接觸面的緊密接觸，如圖2所示。

圖2 浮動油封結構圖

2013年上半年外部故障反饋終傳動故障頻發，浮動油封故障占到90%，故障表現都為外部可觀察到的漏油，尤其以SD16濕地型推土機更為明顯，其比例高達發生故障機型的95%。文章從設計、生產等方面分析浮動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，浮動油封漏油的故障多是發生在SD16濕地機型上（濕地型推土機與標準型推土機，區別在濕地型使用履帶比標準型寬，并且履帶結構適宜濕地行走，濕地型推土機終傳動在軸向方向長度較標準型長），故障時間主要集中在1 000h以上，從故障現場反饋的浮動油封分析，多數浮動油封密封表面存在磨痕（圖3）及凸臺（圖4）等現象，根據機械標準JB/T8293.1-1999 《浮動油封》中的技術要求，凸臺及磨痕的產生主要因為兩浮封環的相對徑跳超出標準技術要求，導致浮封環長時間不正常磨損出現偏磨凸臺，在徑跳標準范圍內，浮動油封應是均勻磨損。依據此標準，文章從以下幾個方面分析浮封環產生偏磨的原因。

圖3 密封面的磨痕

圖4 密封面磨出的凸臺

1.1 設計

SD16推土機圖紙整套引進國外技術，進行轉化吸收，設計經過諸多論證，在首件樣品試制后，經過各項性能測試，并沒有發生浮動油封漏油的情況；該產品已生產近30年，是非常成熟的產品，市場保有量很大，而且SD16終傳動結構與其他機型（SD22、SD32等）類似，市場反饋前期并未出現終傳動浮動油封大批量漏油的現象，而僅是在2013年上半年開始出現，因此設計并未有缺陷。

1.2 制造

浮動油封的制造是委托有生產資質的供應商完成，合作關系有20多年，其生產工藝、質量控制手段在多次的質量監察中均符合生產資質的要求，并所有SD16全系機型的浮動油封同為一款產品，未做任何區別對待生產，且在入廠檢查時經過全項檢查項目，都達到設計要求，浮動油封自身的質量是符合技術標準。

1.3 裝配

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

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

圖5 外殼體相對齒輪轂徑跳

圖6 浮動油封座相對齒輪轂徑跳

將數據進行比對，如表1所示。

從數據對比可以發現，安裝加長套后，近50%的相對徑跳超出技術要求，超出徑跳要求后，浮動油封的配合徑跳將大大增加，直接導致浮動油封出現偏磨的問題，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致浮動油封出現偏磨產生漏油的主要原因。為驗證安裝加長套后相對徑跳超差是否因為加長套自身同軸度不達標，我們對加長套利用三坐標進行同軸度的測量（圖7），記錄數據如表2。

表1 外殼體與加長套相對徑跳

圖7 加長套三坐標測量

表2 加長套檢測結果

從檢測結果看，有45%的加長套自身同軸度超出標準，是什么原因導致同軸度超標，根據“人、料、法、環、測”等影響因素進行分析，進一步對加長套生產流程進行調研，發現加工的操作人員前段時間因個人原因請假1個多月，該崗位并未將新員工進行培訓熟練就進行了工作交接，從而導致新員工對加長套核心尺寸掌握不佳，在工序流轉中，檢查人員受工作條件的限制對加長套的抽檢情況執行力不足，致使該批次生產部分不合格加長套流出工廠進入裝配線，從市場反饋的故障機型裝機時間正是該批次的產品。

根據以上分析，可知因加長套自身加工同軸度超標，導致浮動油封配合徑跳超出設計標準，浮封環異常偏磨產生漏油。

2 解決方案

根據對故障原因的分析，解決浮動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到標準要求。

2）要保證浮動油封座相對齒輪轂的徑跳滿足工藝要求。

結合生產的實際情況，解決方案如下。

1）對操作人員進行嚴格的工藝培訓，并編制作業指導書，明確關鍵的尺寸及形位公差，同時確保至少有2名操作人員能夠熟練獨立的完成加工工作。

2）增設檢查工序，制作專門檢測工裝，對加長套徑跳進行高比例的抽檢。

3）調整裝配工藝：將外殼體、加長套、浮動油封座裝配成部裝總成，對部裝總成件進行徑跳的調整浮動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月中旬開始實施，在后續1年的市場驗證中，除有2臺因進入泥沙導致浮動油封損壞以外，其余推土機終傳動均工作良好，未發現偏磨漏油情況發生。鑒于推土機使用工況惡劣，尤其濕地型推土機在煤漿、泥沙中工作，極有可能有泥沙等混入傳動系統，導致更為嚴重的傳動部件的損壞，我們也對用戶提出加強對推土機的定期保養，及時清理附著的泥污等的建議，提高推土機整機的工作壽命。

[參考文獻]

[1] JB/T8293.1-1999，浮動油封[S].

[2] 程志紅．機械設計[M]．南京：東南大學出版社，2006.

[3] 成大先．機械設計手冊（第五卷）[M]．北京：機械工業出版社，2008.

（編輯 于 洋）

［中圖分類號］TU623+.5

［文獻標識碼］B

［文章編號］1001-1366(2015)03-0089-03

［收稿日期］2015-02-26

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