一種礦用自卸車前輪浮動油封拆卸工裝的設計

彭樹陳

（中冶京誠（湘潭）礦山裝備有限公司，湖南 湘潭 411100）

1 引言

礦用自卸車產品廣泛應用于冶金、有色、化工、煤炭、建材水電等幾大行業的土石方運輸。隨著國內煤礦生產的發展，對于開采規模不同的礦山，都力求采用大運量、大功率車型，以減少汽車總數量，提高運輸效率，降低運輸成本，減少礦區范圍內的汽車車流密度，因此，礦用大型自卸車是目前大型露天礦山的主要運輸工具［1］。MCC400A型礦用自卸車是我國擁有完全自主知識產權的220T礦用自卸車，目前在江西銅業集團德興銅礦共有11臺，最早運行的2臺礦車已運行5年多時間，隨著運行時間的增加，礦車部分零部件接近使用壽命，為保證礦車的正常運行，對各不符合運行要求的零件需要及時的更換。前輪軸浮動油封是前輪軸總成中重要的密封件，一旦出現漏油的情況，為保證礦車的運行安全，必須對浮動油封進行更換。按照以往的更換方式，由于缺乏合適的工裝，更換一個浮動油封需要六個班時，大大影響礦車的運行效率，且操作人員勞動強度較大，為此，設計一種前輪軸浮動油封拆卸的專用工裝。

2 浮動油封更換概述

2.1 浮動油封簡介

浮動油封屬于動密封中機械密封的一種，在多煤粉、泥沙、水氣等惡劣的工作環境下具有超強的密封性能，是一種緊湊型的機械密封，主要用于低速重載場合。浮動油封由兩個相同的金屬環及兩個橡膠O型圈組成，其工作原理就是一對橡膠O型圈在金屬環的支撐下與腔體形成一個封閉的空間（不與軸接觸），旋轉時金屬環的兩個經過研磨的表面緊密配合并相對滑動，一方面保證運轉良好，另一方面有效封隔外界的灰塵、水、污泥等，保護內部的潤滑油脂不泄露，兩個浮環靠O形密封圈受軸向壓縮后的變形，產生對浮環密封端面的壓緊力。隨著密封端面的均勻磨損，這種由O形密封圈儲存的彈性能量逐步釋放，從而起到軸向補償作用。浮動油封安裝結構如圖1所示。

圖1 浮動油封安裝結構圖

浮動油封主要的失效形式為（圖2）：（1）O型密封圈老化失去彈性；（2）O型圈斷裂；（3）浮封環斷裂。如下圖所示為損壞的浮動油封。目前礦車上使用的浮動油封使用壽命約10000h。

圖2 失效的浮動油封

2.2 浮動油封更換過程介紹

國產MCC400A型礦用自卸車前輪軸總成如圖3所示，前輪法蘭①通過一對圓錐滾子軸承⑥⑧安裝于前輪軸?上，前輪軸內側安裝有制動鉗安裝盤?，四組干式制動鉗安裝于制動鉗安裝盤上，制動盤安裝與前輪法蘭上。在本結構中，由安裝于前輪法蘭上的前輪內側軸承封蓋和安裝于前輪軸上的內側軸承擋圈構成浮動油封的浮封座，只有將內側圓錐管子軸承取出，方可取出內側軸承封蓋和內側軸承擋圈，進而取出失效的浮動油封?。

圖3 前輪軸總成示意圖

浮動油封拆卸主要步驟如下：（1）拆卸四組干式制動鉗；（2）放出前輪法蘭內齒輪油，拆卸前輪法蘭外側端蓋和外側軸承壓蓋；（3）使用工裝拆卸前輪法蘭及外側圓錐滾子軸承；（4）使用專用工裝拆卸內側軸承，取出失效浮動油封。

由于兩個圓錐滾子軸承與前輪軸的安裝為過盈配合，目前國內市場上所存在的軸上過盈配合零部件拆卸裝置價格高昂，且適用范圍有較大的局限性，不能滿足要求。多數廠家所采取的拆卸方法為加熱、破壞性拆除或者壓力機加壓等，這些方法費時費力且容易對零部件造成不可恢復的損傷。所以在拆卸過程中涉及到軸承拆卸的步驟都需要使用專用工裝拆卸。第三步中使用的工裝已經設計，本文設計的工裝為第四步中所用工裝，將使用冷拔的方式將軸承拆卸。

3 浮動油封拆卸工裝設計

3.1 工裝結構設計

本設計的主要目的是在不損傷內側圓錐滾子的前提下，較快的取出軸承，為進一步拆卸浮動油封提供條件［2-6］。如下圖4所示，工裝主要包括：拉抓，頂板，底板，M24螺桿，手壓千斤頂。

工裝的所有零件及重量如表1所示：

表1 拆卸工裝零件清單

圖4 拆卸工裝示意圖

3.2 工裝使用詳解

本工裝使用步驟如下：（1）將3根M24螺桿擰入前輪軸外端上螺栓孔中；（2）將底板裝入上一步的M24螺桿上；（3）使用叉車將頂板吊起裝入M24螺桿上，并調整好與底板的間距；（4）安裝拉抓，拉抓外側使用M30螺栓與底板連接，內側勾住內側軸承擋圈，并使用點焊的方法將拉抓與內側軸承擋圈連接，稍微點焊幾個點即可，用同樣的方法將4個拉抓安裝好；（5）在上下頂板中間放入手壓千斤頂，用千斤頂將頂板向外頂，直至將圓錐滾子軸承拔出。本工裝兩個操作人員配合即可完成全部操作。

4 結語

通過設計的拆卸工裝，將以前更換一個浮動油封需要六個班時縮短至三個班時，大大的減少了浮動油封的更換時間，提高了礦車的運行效率。工裝各部件可拆卸，且重量相對較輕，方便操作人員安裝使用。對于叉車的使用，只要將頂板安裝于M24螺桿上即可撤下叉車，減少了叉車的占用時間。本工裝兩個操作人員配合即可完成全部操作，減少了操作人員的數量，降低了操作人員的工作強度。