進口液壓濕式制動器離合器檢修

周衛兵，龔金利，陳學偉，熊四平

（1.常州中車鐵馬科技實業有限公司，江蘇 常州 213011；2.南通城市軌道交通有限公司，江蘇 南通 226000）

制動器離合器是大型設備傳動結構的關鍵部件，其性能的好壞直接影響整套設備性能。而制動器離合器摩擦副部分零件屬于易損易耗件，其整體較設備其他零部件容易出現故障。而國內的大型設備用的大功率、大扭矩工業制動器離合器絕大部分采用國外進口產品。當出現故障時，國內沒有相應的維修和檢驗單位，通常采取直接更換的方式。通過文獻檢索，也僅找到部分故障排除的分析文獻，無產品檢修直接介紹資料。由于進口產品價格高昂，造成了國內公司設備維護成本大幅上漲。如果能采用國產的制動器離合器或在國內建立一個檢修站，對尚有修復價值的制動器離合器進行修復，其對于降低國內企業的設備維護周期和成本具有重要意義。

我公司嘗試性地對某廠更換下的兩套1500t 和350t 擺剪用液壓濕式組合制動器離合器進行了檢修工作。檢修完成后，設備運行正常，作業效果良好。

1 產品故障現象

兩套擺剪用液壓濕式組合制動器離合器故障現象相近，均存在以下問題：①漏油，一箱液壓油，只能滿足8h 的工作，飛輪上有飛濺的油甩出；②振動，飛輪和離合器制動器運轉時存在一定的晃動；③異響，飛輪轉動時及制動器運轉時均存在金屬摩擦聲。

2 安裝及原理簡介

設備中濕式組合式制動器離合器安裝示意圖如圖1 所示。飛輪由電機驅動，其與輸入軸之間通過分離軸承，將運動分離；離合器外殼與飛輪通過螺栓連接成一體，離合器芯軸與輸入軸連接為一體；制動器芯軸與離合器芯軸通過螺栓和圓柱銷連接為一體，制動器外殼與齒輪箱殼體通過螺栓固定。

圖1 制動離合器安裝示意圖

當擺剪處于待剪狀態時，飛輪和離合器外殼在電機帶動下高速旋轉，擺剪刀頭與齒輪箱通過輸入軸與制動器處于制動狀態。

當擺剪進行剪切作業時，液壓推動離合器，使其松開制動器，并壓緊離合器，把飛輪的轉動通過離合器傳遞給輸入軸實現刀頭的剪切動作。

3 分解檢測與分析

3.1 制動器總間隙測定

制動器總間隙是保證離合器徹底分離和制動器制動響應時間的重要參數。間隙過小離合器分離不徹底，擺剪刀頭不容易停止下來；間隙過大制動器的制動響應時間過長，延長擺剪刀頭的行程，進而影響自動生產線的連續生產。

其檢測方法如圖2 所示，壓緊離合器片組，采用塞尺測量離合器/制動器總間隙。

圖2 間隙測定

3.2 摩擦片檢查

摩擦片分主從摩擦片或內外摩擦片，其是離合器/制動器實現柔性傳遞的核心部件，其性能及磨損情況直接影響制動離合器的綜合性能。如圖3 所示為摩擦片常見故障現象。

圖3 摩擦片損傷現象

摩擦片的檢查內容主要有：①測齒形，矩形花鍵測量其寬度，漸開線花鍵測公法線；②測厚度，采用螺旋測微儀測量主從摩擦片厚度，其檢測結果如表1所示；③測平面度，將從動摩擦片放到標準平臺上，用塞尺片塞入其間測量從動摩擦片的翹曲程度。

3.3 固定罩和花鍵軸齒形檢查

固定罩的內齒和花鍵軸的外齒，分別與主摩擦片和從摩擦片配合接觸，在傳遞扭矩過程中頻繁接合與分離，摩擦片齒形對離合器固定罩和花鍵軸齒槽側面產生沖擊和擠壓，使齒形/齒槽側面產生壓坑。壓坑較淺屬于正常現象，并不影響使用，但如果使用時間較久，壓坑很深時，會造成離合器分離不徹底，應進行修配/更換。

3.4 花鍵軸檢查

花鍵軸是離合器和制動器連接內摩擦片與輸出軸連接零件，其控制壓力油由輸出軸，通過花鍵軸內孔中設置的油槽進入離合器/制動器，對其進行離合/制動控制。因此輸出軸與花鍵軸內孔之間的配合好壞，直接影響離合器/制動器的正常動作控制。

如圖4、圖5 所示，該花鍵軸內孔表面存在大面積的點蝕和拉痕，導致輸出軸與花鍵軸內孔之間的間隙密封失效。由于間隙密封失效，液壓油直接從該間隙擠出，最終導致動作高壓油泄壓，使離合器無法傳遞足夠的扭矩，而不能正常離合。

圖4 離合器花鍵軸

圖5 制動器花鍵軸

該尺寸的檢測，可以采用內徑千分表直接進行檢測，也可以裝夾到機床夾具上，進行旋轉用千分表進行檢測。

另外其齒形檢查和判定方式與固定罩的齒形檢查判定方法一致。

3.5 分離軸承檢查

分離軸承用于分離飛輪與輸入軸之間的相對運動，任何類型的分離軸承失效后都會出現尖銳噪聲。本設備在拆解時，發現飛輪與輸入軸之間的分離軸承發生斷裂現象。

3.6 回油罩檢查

回油罩用于防止冷卻油流失，保證離合器和制動器總成處于油環境中，確保散熱功能，其受力小，且與相接觸件無相對運動關系，因此除密封失效，一般不會發生其他故障。檢查其各個密封部位，如唇形密封圈和O 型圈等。由圖4 回油罩可見，其膠密封大面積脫落，脫落率達到80%，且其部位已發現滲油現象，需重新上密封膠密封。

綜上分析，該設備的故障產生過程為：飛輪與輸出軸連接的分離軸承因安裝不當，導致飛輪帶動離合器/制動器偏心旋轉，進而引起①分離軸承斷裂，造成尖銳噪聲；②離合器/制動器花鍵軸內孔發生點蝕、泄油；③最終導致密封圈損壞漏油；④摩擦片潤滑不足磨損加劇，直至功能失效。

4 濕式制動器/離合器的修復

根據上述檢測結果，該產品有以下檢修內容和修復方式（其中分離軸承斷裂，直接采購同型號產品更換，下文不再詳述）。

4.1 摩擦片修復

①更換磨耗到限、損傷或變形無法修復的主從摩擦片，可以采購原廠摩擦片；②矯正可修復的小變形主從摩擦片；如小變形彎齒和較淺的接觸面壓痕；③在允許的情況下，也可采用國產的摩擦片予以更換。國內生產各種摩擦材料摩擦片的廠家眾多，濕式摩擦片現有生產廠家有杭州粉末冶金廠和中車戚墅堰研究所等。

4.2 間隙調整

由于所有摩擦片均存在一定的磨損量，在更換掉摩擦到限的主從摩擦片后，其間隙獲得一定的補償，但仍大于新造時要求的間隙；此時可通過更換加厚的調整墊環實現組裝后的間隙調整，確保控制產品離合角與制動角，保障制動器離合器的工作效果，避免打滑（控制產品離合角與制動角，是避免設備工作打滑的關鍵）。

4.3 固定罩和花鍵軸齒形修復

固定罩的內齒和花鍵軸的外齒，分別與主摩擦片和從摩擦片配合接觸，在傳遞扭矩和沖擊過程中出現的壓痕，如果該壓痕較淺，可通過磨或修配等方式修復；如果壓痕嚴重超限影響制動器離合器動作性能，只能更換該零件。固定罩和花鍵軸均為純機加工件，國內均有生產能力，可在國內定制完成替換。

4.4 花鍵軸內孔腐蝕面和拉痕修復

由于該產品為進口產品，價格昂貴，且更換配件價格高，周期長，一般為6～10 個月。因此如果花鍵軸內孔存在腐蝕面和拉痕，在國內技術能夠修復的范圍內，那么修復該零件在經濟和周期方面均具有修復價值。因此我公司對該花鍵軸進行了檢修工作，我方通過檢測和分析，認為該零件可以通過先磨后鍍再精磨至尺寸的方式修復；其中當拉痕深度小于0.2mm 時，可采用電刷鍍的方式進行修復，當深度較大時，建議采用金屬噴涂方式進行修復。

根據內孔腐蝕面檢測結果，應能夠滿足刷鍍單邊最大0.2mm 的要求，因此建議采用如表2 所示修復工藝。

表2 修復工藝

4.5 回油罩修復

回油罩密封脫膠脫落，其將直接導致回油罩內的冷卻油泄露，因此需要重新密封。回油罩由罩體、唇形密封和密封圈擋圈組成，其中擋圈與罩體通過內六角螺栓固定，因此拆開罩體與擋圈的螺栓，在兩個零件的結合面涂上一圈密封膠，再重新用擰緊螺栓固定，靜置至密封膠固化；條件允許情況建議進行密封性檢測試驗如氣壓/液壓保壓試驗。

圖6 回油罩

5 結語

檢修完后的制動離合器，安裝回原設備，經過調試，未出現異常現象，性能與原產品并無明顯差異。經過一年的正常生產跟蹤，設備運行正常，作業效果良好。因此判定該檢修非常成功，檢修方案有效可行，對于國內其他采用進口離合器制動器設備的檢修與更換具有廣泛的借鑒意義。

經過上述檢修可見，大型工業用制動器離合器其結構并不復雜，國內有能力生產高性能的液壓濕式制動器離合器產品。如果能大量普及國內產品，可降低該類產品的采購周期和成本，同時將獲得更好的全壽命周期的維護。