推土机终传动浮动油封漏油故障解决

朱国勇，侯彦军，董俊宝ZHU Guo-yong, HOU Yan-jun, DONG Jun-bao（山推工程机械股份有限公司，山东 济宁 272073）

推土机终传动浮动油封漏油故障解决

朱国勇，侯彦军，董俊宝
ZHU Guo-yong, HOU Yan-jun, DONG Jun-bao
（山推工程机械股份有限公司，山东 济宁 272073）

[摘 要]推土机行走系统中，链轮与整机间相对旋转运动靠浮动油封的密封作用得以实现，文章通过对推土机终传动系统展开全面分析，查找导致浮动油封漏油的主要原因，针对故障原因提出具体的解决方案。实践证明，改进方案可以大幅度降低浮动油封漏油故障。

[关键词]推土机；浮动油封；偏磨；漏油；解决方案

推土机是土方作业机械中常见的一种，其工作方式包括推土铲推土和松土器松土2种主要模式，两种模式下都利用行走系统实现；推土机行走系统的终端是终传动系统如图1所示，其包括内部减速齿轮系、外壳体、链轮、履带等，其中外壳体固定在整机机架上，链轮通过花键配合安装在内部突出的齿轮轴上，链轮与外壳体间产生相对旋转运动，旋转运动靠浮动油封实现密封，浮动油封的正常工作对终传动的正常工作影响至关重要。

图1 SD16湿地型推土机终传动结构

浮动油封的密封原理是2个浮封环靠O型密封圈受轴向压缩后变形产生浮封环密封端面压紧力，并储存弹性能量，随着密封端面的均匀磨损，亮带内移，这种弹性能量逐步释放，使密封面能保持良好的贴合而起到轴向补偿作用，实现接触面的紧密接触，如图2所示。

图2 浮动油封结构图

2013年上半年外部故障反馈终传动故障频发，浮动油封故障占到90%，故障表现都为外部可观察到的漏油，尤其以SD16湿地型推土机更为明显，其比例高达发生故障机型的95%。文章从设计、生产等方面分析浮动油封漏油的原因并提出解决方案。

1 问题描述及原因分析

从市场反馈的信息及照片显示，浮动油封漏油的故障多是发生在SD16湿地机型上（湿地型推土机与标准型推土机，区别在湿地型使用履带比标准型宽，并且履带结构适宜湿地行走，湿地型推土机终传动在轴向方向长度较标准型长），故障时间主要集中在1 000h以上，从故障现场反馈的浮动油封分析，多数浮动油封密封表面存在磨痕（图3）及凸台（图4）等现象，根据机械标准JB/T8293.1-1999 《浮动油封》中的技术要求，凸台及磨痕的产生主要因为两浮封环的相对径跳超出标准技术要求，导致浮封环长时间不正常磨损出现偏磨凸台，在径跳标准范围内，浮动油封应是均匀磨损。依据此标准，文章从以下几个方面分析浮封环产生偏磨的原因。

图3 密封面的磨痕

图4 密封面磨出的凸台

1.1 设计

SD16推土机图纸整套引进国外技术，进行转化吸收，设计经过诸多论证，在首件样品试制后，经过各项性能测试，并没有发生浮动油封漏油的情况；该产品已生产近30年，是非常成熟的产品，市场保有量很大，而且SD16终传动结构与其他机型（SD22、SD32等）类似，市场反馈前期并未出现终传动浮动油封大批量漏油的现象，而仅是在2013年上半年开始出现，因此设计并未有缺陷。

1.2 制造

浮动油封的制造是委托有生产资质的供应商完成，合作关系有20多年，其生产工艺、质量控制手段在多次的质量监察中均符合生产资质的要求，并所有SD16全系机型的浮动油封同为一款产品，未做任何区别对待生产，且在入厂检查时经过全项检查项目，都达到设计要求，浮动油封自身的质量是符合技术标准。

1.3 装配

浮动油封配对使用，其对同轴度要求比较严格，装配工艺要求浮动油封座相对齿轮毂的径跳≤0.5mm，装配工艺为：将单侧浮动油封座固定在外壳体上后，调整外壳体，使浮动油封座相对齿轮毂径跳≤0.5mm，按照浮动油封，压装链轮（另一侧浮动油封座及浮动油封装配在链轮毂处），普通的SD16标准机型的终传动都按照该工艺进行装配，故障率一直很低，几乎未曾发生浮动油封漏油的故障；而因SD16超湿地是使用在沼泽地类工况，安装宽履带，其终传动轴向长度较普通机型长300mm，延迟的部分除齿轮毂加长外，在外壳体处长增加1个300mm长加长套，相应的装配工艺也发生了变更：在调整完外壳体后（外壳体止口相对齿轮毂径跳≤0.5mm），安装加长套，将浮动油封座安装在加长套上，浮动油封的配合径跳最后的结果将体现在加长套上，针对安装加长套后，是否对浮动油封的配合径跳有影响做了一组实验。

首先按照普通机型调整外壳体相对齿轮毂径跳（图5），并记录数据；然后安装加长套及浮动油封座后，再次测量其相对径跳（图6），记录数据。

图5 外壳体相对齿轮毂径跳

图6 浮动油封座相对齿轮毂径跳

将数据进行比对，如表1所示。

从数据对比可以发现，安装加长套后，近50%的相对径跳超出技术要求，超出径跳要求后，浮动油封的配合径跳将大大增加，直接导致浮动油封出现偏磨的问题，从而可以得出，安装加长套后的相对径跳超过工艺要求是导致浮动油封出现偏磨产生漏油的主要原因。为验证安装加长套后相对径跳超差是否因为加长套自身同轴度不达标，我们对加长套利用三坐标进行同轴度的测量（图7），记录数据如表2。

表1 外壳体与加长套相对径跳

图7 加长套三坐标测量

表2 加长套检测结果

从检测结果看，有45%的加长套自身同轴度超出标准，是什么原因导致同轴度超标，根据“人、料、法、环、测”等影响因素进行分析，进一步对加长套生产流程进行调研，发现加工的操作人员前段时间因个人原因请假1个多月，该岗位并未将新员工进行培训熟练就进行了工作交接，从而导致新员工对加长套核心尺寸掌握不佳，在工序流转中，检查人员受工作条件的限制对加长套的抽检情况执行力不足，致使该批次生产部分不合格加长套流出工厂进入装配线，从市场反馈的故障机型装机时间正是该批次的产品。

根据以上分析，可知因加长套自身加工同轴度超标，导致浮动油封配合径跳超出设计标准，浮封环异常偏磨产生漏油。

2 解决方案

根据对故障原因的分析，解决浮动油封偏磨漏油需要解决的问题有如下。

1）加长套自身同轴度要达到标准要求。

2）要保证浮动油封座相对齿轮毂的径跳满足工艺要求。

结合生产的实际情况，解决方案如下。

1）对操作人员进行严格的工艺培训，并编制作业指导书，明确关键的尺寸及形位公差，同时确保至少有2名操作人员能够熟练独立的完成加工工作。

2）增设检查工序，制作专门检测工装，对加长套径跳进行高比例的抽检。

3）调整装配工艺：将外壳体、加长套、浮动油封座装配成部装总成，对部装总成件进行径跳的调整浮动油封座相对齿轮毂的径跳符合工艺要求。

3 效果跟踪

解决方案确定后，于2013年7月中旬开始实施，在后续1年的市场验证中，除有2台因进入泥沙导致浮动油封损坏以外，其余推土机终传动均工作良好，未发现偏磨漏油情况发生。鉴于推土机使用工况恶劣，尤其湿地型推土机在煤浆、泥沙中工作，极有可能有泥沙等混入传动系统，导致更为严重的传动部件的损坏，我们也对用户提出加强对推土机的定期保养，及时清理附着的泥污等的建议，提高推土机整机的工作寿命。

[参考文献]

[1] JB/T8293.1-1999，浮动油封[S].

[2] 程志红．机械设计[M]．南京：东南大学出版社，2006.

[3] 成大先．机械设计手册（第五卷）[M]．北京：机械工业出版社，2008.

（编辑 于 洋）

［中图分类号］TU623+.5

［文献标识码］B

［文章编号］1001-1366(2015)03-0089-03

［收稿日期］2015-02-26

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