四轮驱动拖拉机分动器油封漏油故障分析与排除

2015-01-21

范利仁
(黑龙江农业工程职业学院)
  摘 要:四轮驱动拖拉机分动器油封漏油故障比较常见,一般采取更换新油封的方法修复。虽然油封属于易损件,但频繁更换也会影响农业生产和作业效率。经过对SNH1004型拖拉机分动器漏油故障的分析,发现了影响分动器油封使用寿命的关键因素,排除了该机的漏油故障,并从零件加工和装配工艺、结构设计、使用维护等方面提出一些改进措施和建议。
  关键词:四轮驱动拖拉机;分动器;漏油故障;骨架油封
  一、分动器的结构与装配关系
  国产SNH904/1004系列和东方红1004/1204系列拖拉机均采用FIAT底盘技术。该系列拖拉机技术先进,性能优越,性价比高,适合水旱两用,近年来受到农民的普遍欢迎。该系列拖拉机采用四轮驱动,其前驱动桥的动力由分动器输入(如图1所示),采用人力操纵接合套控制前驱动的接合或断开。分动器内还装有钳盘式驻车制动器(手刹车)。
  分动器安装在变速器下方,中间齿轮将变速器输出轴的动力通过两对齿轮啮合传递到从动齿轮,再通过接合套将动力传向前驱动输出轴。前驱动输出轴由两口向心球轴承支撑在分动箱中心座孔内,通过花键套与前传动轴连接。分动器与变速器相通,并充满润滑油。分动器壳体底部装有放油堵,用于放尽变速器和后桥内的润滑油。轴的输出端装有一个外露骨架油封,防止润滑油从轴端渗漏。
  二、分动器漏油的故障现象与原因分析
  1.故障现象
  一台新的SNH1004型拖拉机使用2个月后,出现分动器轴端油封渗油现象,随着时间推移渗油逐渐加重,直至热车淌油时,用户更换了原厂油封,同时更换了润滑油。但使用不到2个月又发现油封处出现污渍。拆检分动器壳体座孔未见有划痕、裂纹等损伤。观察油封,发现唇口处有几处细小裂口,说明油是经唇口与轴颈配合处渗出。检查前驱动输出轴轴颈,未见划痕等损伤,测量轴颈外径也符合设计要求。
  2.故障分析
  骨架油封的内径小于轴颈,当油封装在轴上之后,油封唇缘抱在轴颈上,当轴旋转时,在唇缘和轴颈之间会形成弯月形的密封油膜,从而达到密封的目的。如果轴颈表面过于粗糙,可能在其穿过极薄的油膜表面时造成与密封唇口的干接触,而产生很大的磨损;若表面过于光滑则妨碍油膜在轴上湿润和保存。实验表明,表面粗糙度应控制在Ra0.25~0.5μm范围内,否则就会发生泄露。轴颈表面有任何划痕都会刮伤油封,从而发生泄漏。一般油封漏油的常见故障原因及分析如下表所示。
  我们根据本机的故障现象及拆检分析结果,对照上表仔细排查了故障产生的可能原因。由于使用的都是原厂油封配件,因此排除了油封质量问题。润滑油也是原厂提供的标号为AMBRAMULTIG的液压传动两用油,润滑油质量应该没有问题。
  那么到底是什么原因造成油封唇口处产生裂纹?我们又重新对前驱动输出轴进行检测,并与相关资料进行对照,发现虽然零件尺寸及形状公差合格,但轴颈表面存在细微的加工网纹,这些加工网纹是在轴颈精磨时留下的残余螺旋线。据有关资料证实,当轴颈与油封唇口相对转动时,这些残余螺旋线会刮伤密封面,从而影响骨架油封的使用寿命。此外,分动器位于变速器底部,油压较高,且油中的大部分杂质磨屑沉积于此,也在一定程度上加速了油封的磨损和老化。
  三、分动器漏油故障的排除方法与改进措施
  1.故障的排除方法
  将前驱动输出轴轴颈处用研磨砂布去除残余螺旋线。为了避免在装配时把油封唇口划伤,应将花键齿及过渡处进行去尖角处理。安装时,将新的油封在唇口处均匀涂抹一层润滑油,唇边朝向轴承一侧(不得装反)平齐推入座孔,用专用安装套筒(或找个大小合适的圆管)垫在油封上,用手锤轻轻敲击,边敲击边转动输出轴,千万不可硬砸。选一个与轴颈相配的“O”密封圈(矩形密封圈也可),安装在骨架油封与防尘盖之间(如图2所示),可适当提高密封效果。
  2.改进措施与建议
  经过上述处理,虽然在一定程度上延长了油封的使用寿命,缓解了油封漏油问题,但是并没有从根本上解决问题。由于分动器处于低位,油压高,有较多的磨屑沉积。因此,对其提出了更高的密封要求。在此,从零件加工、结构设计等方面提出一些改进措施和建议。
  (1)改进轴颈加工工艺,提高表面质量对前驱动输出轴的轴颈采用消除残余螺旋线加工工艺。在原来精磨的基础上,增加一道研磨工序。研磨可在普通车床上完成,使用具有研磨和抛光作用的研磨棒。加工时,工件旋转,将研磨棒装在刀架上,压在工件上即可,一分钟便可以消除螺旋线。
  (2)采用双油封结构,提高密封效果将分动器壳体左侧座孔加长,前驱动输出轴轴颈也适当加长,在轴颈上安装两个骨架油封。虽然这样的改动会增加一定的成本,却能明显地改善密封效果。
  (3)按规定用油换油,提高油封寿命用户不按规定使用润滑油,不及时换油保养,也是影响油封使用寿命的一个关键因素。润滑油使用时间过长,会乳化变质,产生的大量碳化颗粒和磨屑不但会加速齿轮和轴承的磨损,也会使油封过早老化。因此,用户应按厂家规定用油和换油。换油前,应在热车状态下放尽润滑油,并用煤油或柴油彻底清洗箱体内部,以保证没有污渍残留。应避免只填加、不更换的保养方式。
  四、结束语
  密封问题不但关系到机械的使用性能和使用寿命,还关系到环保问题,一直以来成为国内外机械行业共同关注的技术难题。由于影响密封效果的因素很多,当遇到油封漏油问题时,仅通过更换油封的办法来修复故障,并不是明智之举。应通过分析零件质量、结构设计和使用保养等多方面因素,来确定产生漏油故障的真正原因,如四轮驱动拖拉机分动器这样易漏部位,更应该从油封质量和结构设计上改善密封效果,从而消除渗漏隐患,提高整机性能。
  参考文献
  [1]朱玉民.国内外橡胶骨架油封的现状及发展趋势.当代汽车,2000.2.
  [2]王志雄.YJ17卷烟机蜘蛛手部套骨架油封漏油问题的研究.中国烟机,2006.17.
  [3]苏丹,李振宇.油封漏油的原因及维修方法.农机使用与维修,2008.4.

来源:《农机使用与维修》2010年第3期