张光耀 张亮 刘曰奇
(山推工程机械股份有限公司研究总院)
1台某型号大功率推土机行走台车履带张紧装置发生润滑脂渗漏故障。为此,我们根据其结构分析漏油原因,并对其密封性能进行了改进。
1.履带张紧装置结构
推土机行走台车主要由引导轮1、履带张紧装置2、台车架3、履带4、托轮5、支重轮6、驱动轮7组成,如图1所示。
该型号推土机张紧装置主要由张紧弹簧筒1、张紧弹簧2、张紧缸3、推叉4、台车张紧筒5等组成,如图2所示。推叉4前端安装引导轮,后端顶在张紧弹簧2上,张紧弹簧2通过法兰盘固定在张紧缸3上,张紧缸3另一端固定在台车架4上。引导轮承受的冲击力通过推叉4、张紧弹簧2、张紧缸3传递给台车架,张紧弹簧2的伸缩运动吸收并缓冲引导轮承受的冲击力。
履带需要张紧时,通过注油嘴向张紧缸3加注润滑脂。润滑脂进入张紧缸3右侧无杆腔内,使张紧缸3无杆腔形成高压,并使张紧缸3活塞杆伸出,通过张紧弹簧2推动推叉4,使引导轮向左移动,将履带张紧。推土机行驶过程中,引导轮承受的冲击力不断发生变化,张紧弹簧2随之伸缩,其长度也不断发生变化。张紧弹簧2安装于张紧弹簧筒1内,张紧弹簧筒1套装在台车张紧筒5内,张紧弹簧筒1内注有润滑脂。台车张紧筒5头部设有防尘圈、挡圈、密封圈等密封件,其中防尘圈、密封圈均为Yx型重载往复式轴向密封圈,以保证张紧弹簧筒1内腔润滑脂不泄漏。台车张紧筒导头部密封组件如图3所示。
2.故障原因分析
引导轮承受及释放冲击力时,使张紧弹簧往复伸缩,此时张紧弹簧筒与台车张紧筒头部之间频繁摩擦,造成防尘圈、挡圈、密封圈产生磨损。原密封圈采用丁晴橡胶制成,该材质容易磨损并发生泄漏。我们检查该推土机张紧装置漏油情况时发现,其漏油部位位于密封圈的唇口处,且内唇口出现扭曲现象。
分析认为,造成密封圈密封失效有以下4种原因:一是密封圈与张紧弹簧筒外壁在重载情况下快速摩擦,因摩擦系数较高、摩擦力较大,导致其磨损严重;二是由于张紧弹簧筒与台车张紧筒之间相对运动速度过快,导致密封圈接触面产生扭曲;三是橡胶自身弹性补偿量不足,使密封失效;四是密封圈材质耐磨性能较差,容易因磨损而失效。Yx型密封圈失效后,唇口部位无法保持对腔壁的有效接触,造成润滑脂从接触面渗出。
3.改进方法
(1)设计新型密封圈为取得良好的密封效果,我们设计了新型密封圈,如图4所示。
该新型密封圈由Yx型密封圈和O形圈组成,Yx型密封圈与内外腔采用唇口线接触,以减小密封部位摩擦面积、降低摩擦阻力。Yx型密封圈内唇边较短且较厚,增加了内唇处的刚度,有效避免唇口扭曲。Yx型密封圈槽中间增设O形圈,提高了Yx型密封圈的整体刚性及弹性,并能提供合适的预压力。
Yx型密封圈被挡圈及外腔壁轴向固定,受到润滑脂压力冲击时,Yx型密封圈的压紧力增大。O形圈可及时接收该压紧力并反馈至内、外唇口,从而保持Yx型密封圈对内、外腔壁的压紧力。
推土机使用一段时间后,Yx型密封圈可能逐渐磨损,O形圈还可对磨损量进行补偿,以使Yx型密封圈有足够的弹性,延长Yx型密封圈的使用寿命。
为了保证张紧弹簧筒和台车张紧筒密封性,我们选用聚氨酯橡胶制作该Yx型密封圈。该材料具有较好的机械强度、硬度且能耐高温,还具有一定的可压缩性和回弹性,其唇口具有较好的耐磨性,该材料在轴向往复高速运动时摩擦系数较低。
内部O形圈采用具有较高硬度和弹性的硅橡胶。根据推土机实际使用地点的气候及温度,该O型圈还可选用耐高温的氟橡胶或耐低温的氯醇橡胶。
(2)改进加工工艺
我们在张紧弹簧筒和台车张紧筒的加工工艺、工序、尺寸偏差、装配精度等方面进行控制,使密封圈变形合理,密封圈与其接触更加紧密,使该大功率推土机张紧装置密封性能更好,以达到预期密封效果。
来源:《工程机械与维修》2017年08期