进口液压湿式制动器离合器检修

周卫兵，龚金利，陈学伟，熊四平

（1.常州中车铁马科技实业有限公司，江苏 常州 213011；2.南通城市轨道交通有限公司，江苏 南通 226000）

制动器离合器是大型设备传动结构的关键部件，其性能的好坏直接影响整套设备性能。而制动器离合器摩擦副部分零件属于易损易耗件，其整体较设备其他零部件容易出现故障。而国内的大型设备用的大功率、大扭矩工业制动器离合器绝大部分采用国外进口产品。当出现故障时，国内没有相应的维修和检验单位，通常采取直接更换的方式。通过文献检索，也仅找到部分故障排除的分析文献，无产品检修直接介绍资料。由于进口产品价格高昂，造成了国内公司设备维护成本大幅上涨。如果能采用国产的制动器离合器或在国内建立一个检修站，对尚有修复价值的制动器离合器进行修复，其对于降低国内企业的设备维护周期和成本具有重要意义。

我公司尝试性地对某厂更换下的两套1500t 和350t 摆剪用液压湿式组合制动器离合器进行了检修工作。检修完成后，设备运行正常，作业效果良好。

1 产品故障现象

两套摆剪用液压湿式组合制动器离合器故障现象相近，均存在以下问题：①漏油，一箱液压油，只能满足8h 的工作，飞轮上有飞溅的油甩出；②振动，飞轮和离合器制动器运转时存在一定的晃动；③异响，飞轮转动时及制动器运转时均存在金属摩擦声。

2 安装及原理简介

设备中湿式组合式制动器离合器安装示意图如图1 所示。飞轮由电机驱动，其与输入轴之间通过分离轴承，将运动分离；离合器外壳与飞轮通过螺栓连接成一体，离合器芯轴与输入轴连接为一体；制动器芯轴与离合器芯轴通过螺栓和圆柱销连接为一体，制动器外壳与齿轮箱壳体通过螺栓固定。

图1 制动离合器安装示意图

当摆剪处于待剪状态时，飞轮和离合器外壳在电机带动下高速旋转，摆剪刀头与齿轮箱通过输入轴与制动器处于制动状态。

当摆剪进行剪切作业时，液压推动离合器，使其松开制动器，并压紧离合器，把飞轮的转动通过离合器传递给输入轴实现刀头的剪切动作。

3 分解检测与分析

3.1 制动器总间隙测定

制动器总间隙是保证离合器彻底分离和制动器制动响应时间的重要参数。间隙过小离合器分离不彻底，摆剪刀头不容易停止下来；间隙过大制动器的制动响应时间过长，延长摆剪刀头的行程，进而影响自动生产线的连续生产。

其检测方法如图2 所示，压紧离合器片组，采用塞尺测量离合器/制动器总间隙。

图2 间隙测定

3.2 摩擦片检查

摩擦片分主从摩擦片或内外摩擦片，其是离合器/制动器实现柔性传递的核心部件，其性能及磨损情况直接影响制动离合器的综合性能。如图3 所示为摩擦片常见故障现象。

图3 摩擦片损伤现象

摩擦片的检查内容主要有：①测齿形，矩形花键测量其宽度，渐开线花键测公法线；②测厚度，采用螺旋测微仪测量主从摩擦片厚度，其检测结果如表1所示；③测平面度，将从动摩擦片放到标准平台上，用塞尺片塞入其间测量从动摩擦片的翘曲程度。

3.3 固定罩和花键轴齿形检查

固定罩的内齿和花键轴的外齿，分别与主摩擦片和从摩擦片配合接触，在传递扭矩过程中频繁接合与分离，摩擦片齿形对离合器固定罩和花键轴齿槽侧面产生冲击和挤压，使齿形/齿槽侧面产生压坑。压坑较浅属于正常现象，并不影响使用，但如果使用时间较久，压坑很深时，会造成离合器分离不彻底，应进行修配/更换。

3.4 花键轴检查

花键轴是离合器和制动器连接内摩擦片与输出轴连接零件，其控制压力油由输出轴，通过花键轴内孔中设置的油槽进入离合器/制动器，对其进行离合/制动控制。因此输出轴与花键轴内孔之间的配合好坏，直接影响离合器/制动器的正常动作控制。

如图4、图5 所示，该花键轴内孔表面存在大面积的点蚀和拉痕，导致输出轴与花键轴内孔之间的间隙密封失效。由于间隙密封失效，液压油直接从该间隙挤出，最终导致动作高压油泄压，使离合器无法传递足够的扭矩，而不能正常离合。

图4 离合器花键轴

图5 制动器花键轴

该尺寸的检测，可以采用内径千分表直接进行检测，也可以装夹到机床夹具上，进行旋转用千分表进行检测。

另外其齿形检查和判定方式与固定罩的齿形检查判定方法一致。

3.5 分离轴承检查

分离轴承用于分离飞轮与输入轴之间的相对运动，任何类型的分离轴承失效后都会出现尖锐噪声。本设备在拆解时，发现飞轮与输入轴之间的分离轴承发生断裂现象。

3.6 回油罩检查

回油罩用于防止冷却油流失，保证离合器和制动器总成处于油环境中，确保散热功能，其受力小，且与相接触件无相对运动关系，因此除密封失效，一般不会发生其他故障。检查其各个密封部位，如唇形密封圈和O 型圈等。由图4 回油罩可见，其胶密封大面积脱落，脱落率达到80%，且其部位已发现渗油现象，需重新上密封胶密封。

综上分析，该设备的故障产生过程为：飞轮与输出轴连接的分离轴承因安装不当，导致飞轮带动离合器/制动器偏心旋转，进而引起①分离轴承断裂，造成尖锐噪声；②离合器/制动器花键轴内孔发生点蚀、泄油；③最终导致密封圈损坏漏油；④摩擦片润滑不足磨损加剧，直至功能失效。

4 湿式制动器/离合器的修复

根据上述检测结果，该产品有以下检修内容和修复方式（其中分离轴承断裂，直接采购同型号产品更换，下文不再详述）。

4.1 摩擦片修复

①更换磨耗到限、损伤或变形无法修复的主从摩擦片，可以采购原厂摩擦片；②矫正可修复的小变形主从摩擦片；如小变形弯齿和较浅的接触面压痕；③在允许的情况下，也可采用国产的摩擦片予以更换。国内生产各种摩擦材料摩擦片的厂家众多，湿式摩擦片现有生产厂家有杭州粉末冶金厂和中车戚墅堰研究所等。

4.2 间隙调整

由于所有摩擦片均存在一定的磨损量，在更换掉摩擦到限的主从摩擦片后，其间隙获得一定的补偿，但仍大于新造时要求的间隙；此时可通过更换加厚的调整垫环实现组装后的间隙调整，确保控制产品离合角与制动角，保障制动器离合器的工作效果，避免打滑（控制产品离合角与制动角，是避免设备工作打滑的关键）。

4.3 固定罩和花键轴齿形修复

固定罩的内齿和花键轴的外齿，分别与主摩擦片和从摩擦片配合接触，在传递扭矩和冲击过程中出现的压痕，如果该压痕较浅，可通过磨或修配等方式修复；如果压痕严重超限影响制动器离合器动作性能，只能更换该零件。固定罩和花键轴均为纯机加工件，国内均有生产能力，可在国内定制完成替换。

4.4 花键轴内孔腐蚀面和拉痕修复

由于该产品为进口产品，价格昂贵，且更换配件价格高，周期长，一般为6～10 个月。因此如果花键轴内孔存在腐蚀面和拉痕，在国内技术能够修复的范围内，那么修复该零件在经济和周期方面均具有修复价值。因此我公司对该花键轴进行了检修工作，我方通过检测和分析，认为该零件可以通过先磨后镀再精磨至尺寸的方式修复；其中当拉痕深度小于0.2mm 时，可采用电刷镀的方式进行修复，当深度较大时，建议采用金属喷涂方式进行修复。

根据内孔腐蚀面检测结果，应能够满足刷镀单边最大0.2mm 的要求，因此建议采用如表2 所示修复工艺。

表2 修复工艺

4.5 回油罩修复

回油罩密封脱胶脱落，其将直接导致回油罩内的冷却油泄露，因此需要重新密封。回油罩由罩体、唇形密封和密封圈挡圈组成，其中挡圈与罩体通过内六角螺栓固定，因此拆开罩体与挡圈的螺栓，在两个零件的结合面涂上一圈密封胶，再重新用拧紧螺栓固定，静置至密封胶固化；条件允许情况建议进行密封性检测试验如气压/液压保压试验。

图6 回油罩

5 结语

检修完后的制动离合器，安装回原设备，经过调试，未出现异常现象，性能与原产品并无明显差异。经过一年的正常生产跟踪，设备运行正常，作业效果良好。因此判定该检修非常成功，检修方案有效可行，对于国内其他采用进口离合器制动器设备的检修与更换具有广泛的借鉴意义。

经过上述检修可见，大型工业用制动器离合器其结构并不复杂，国内有能力生产高性能的液压湿式制动器离合器产品。如果能大量普及国内产品，可降低该类产品的采购周期和成本，同时将获得更好的全寿命周期的维护。