ZM732靜液壓馬達(dá)油封失效原因分析殛措施

1．簡(jiǎn)介

  ZM732靜液壓馬達(dá)運(yùn)用在DF4B、DF4D型機(jī)車上，ZM732靜液壓馬達(dá)在實(shí)際的工作過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)主軸骨架油封容易失效，靜液壓油從油封處漏出，經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇抽吸、吹散，呈霧狀沾附在冷卻單節(jié)、風(fēng)扇葉片、頂百葉窗上，染上灰塵后形成的油垢降低了冷卻單節(jié)的傳熱效率，增大了空氣流經(jīng)冷卻單節(jié)、風(fēng)扇葉片、頂百葉窗葉片的阻力，降低了整個(gè)冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。隨著油封處漏油量的增加，靜液壓系統(tǒng)缺油導(dǎo)致靜液壓馬達(dá)不能驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng)油、水溫超出正常范圍，容易導(dǎo)致柴油機(jī)活塞拉缸、機(jī)油壓力下降、油壓繼電器動(dòng)作、機(jī)車卸載等，并發(fā)生機(jī)破、臨修，嚴(yán)重干擾了鐵路的正常運(yùn)輸秩序，也給機(jī)務(wù)段造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

2．油封失效情況

    由于時(shí)間緊、任務(wù)中，DF4B、DF4D型機(jī)車處于全負(fù)荷運(yùn)行，機(jī)車一般ZM732靜液壓馬達(dá)在全速運(yùn)轉(zhuǎn)下的時(shí)間較長(zhǎng)，主軸骨架油封頻繁失效。在不到一年的時(shí)間里，所使用的DF4B、DF4D型機(jī)車至少都發(fā)生過(guò)一次主軸骨架油封失效，油封裝配圖如圖U所示。失效主要有以下幾種形式。

    (1)骨架油封外圓周處失圓漏油。骨架油封內(nèi)包鋼質(zhì)骨架，在制造和安裝過(guò)程中，鋼質(zhì)骨架變形，骨架油封的外圓周面與端蓋骨架油封安裝孔內(nèi)圓周面不密封，靜液壓油經(jīng)兩者間的縫隙從壓蓋的下底面處漏出。

    (2)骨架油封主唇偏磨、異常磨損。骨架油封的主唇起主要的密封作用，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)用，主唇一側(cè)較另一側(cè)磨損嚴(yán)重，產(chǎn)生偏磨。嚴(yán)重的，一側(cè)主唇橡膠完全磨損，主唇彈簧直接與主軸接觸，彈簧磨斷，靜液壓馬達(dá)主軸沿圓周磨出凹槽。主唇與主軸的異常磨損，也導(dǎo)致主唇密封失效。

    (3)骨架油封橡膠種類選擇錯(cuò)誤導(dǎo)致漏油。根據(jù)ZM732靜液壓馬達(dá)主軸油封處的直徑和最大的線速度或最高轉(zhuǎn)速，應(yīng)選用丙烯酸酯橡膠(ACM)制作的骨架油封。在采購(gòu)材料時(shí)，忽視了靜液壓馬達(dá)主軸處的工作環(huán)境，選用了其他種類橡膠制作的骨架油封，導(dǎo)致其異常磨損，耐油性差，橡膠體開(kāi)裂，液壓油沿裂紋處漏出。

    (4)使用的骨架油封型號(hào)錯(cuò)誤導(dǎo)致密封失效。根據(jù)ZM732靜液壓馬達(dá)圖紙的要求，應(yīng)使用型號(hào)為SG65×90×12的油封，這種油封為內(nèi)包骨架式雙唇高速油封，副唇起到阻擋灰塵、雨水等沿主軸侵入油封內(nèi)部的作用。有時(shí)檢修人員會(huì)錯(cuò)誤地領(lǐng)用型號(hào)為SD65×90×l2的油封，這種油封為單唇低速油封，沒(méi)有副唇，灰塵、雨水等易侵入到油封主唇處，從而加速了主唇的磨損。另外，后者的適用轉(zhuǎn)速低，在風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，主唇密封作用失效。

3．原因分析

    骨架油封是ZM732靜液壓馬達(dá)主軸軸伸處的唯一密封件，運(yùn)用環(huán)境惡劣，再加上組裝、采購(gòu)選型和材質(zhì)等因素，極易失去密封作用。因此，分析骨架油封失效的原因，必須根據(jù)骨架油封的工作環(huán)境和組裝工藝，從骨架油封在機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng)中運(yùn)用的客觀條件、本身的制造要求及選用組裝3個(gè)方面來(lái)進(jìn)行。

    (1)骨架油封本身的制造質(zhì)量不符合要求。骨架油封制造本應(yīng)符合國(guó)標(biāo)的要求，但由于各生產(chǎn)廠家的水平有別，有的成品存在質(zhì)量問(wèn)題。例如，成品骨架油封的外圓周面及上表面不光滑，有模型壓痕；外圓直徑小于90mm。

    (2)骨架油封在機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng)中運(yùn)用的客觀條件惡劣。

    1)骨架油封運(yùn)用的外部環(huán)境多塵，內(nèi)部有溫度不超過(guò)100℃的液壓油；在雨雪天氣和清洗機(jī)車大頂時(shí)，水易侵入到骨架油封處。

    2)骨架油封的運(yùn)用參數(shù)條件：回油存在壓差p≤0.03MPa；主軸轉(zhuǎn)速高，最高轉(zhuǎn)速n=1500r/min；密封處主軸直徑d1=65mm。

    (3)骨架油封的選用組裝

    1)根據(jù)骨架油封運(yùn)用的內(nèi)部環(huán)境，要求在間隙配合處密封住壓力不高于0.03MPa、溫度低于100℃的回油；對(duì)外部環(huán)境，要求擋住冷卻單節(jié)內(nèi)的灰塵、水和有腐蝕性的清洗液等。不能同時(shí)起到這兩個(gè)方面作用的油封，必然引起異常磨損，導(dǎo)致失效。

    2)骨架油封和端蓋組裝時(shí)，骨架油封壓進(jìn)端蓋座孔內(nèi)用力不均勻，單邊敲打，野蠻裝配，會(huì)導(dǎo)致油封內(nèi)的鋼質(zhì)骨架變形；徑向過(guò)盈量不符合要求，骨架油封在端蓋座孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，沿軸向圓柱面不密封，靜液壓油會(huì)從圓柱面處漏出，引起骨架油封失效。

    3)根據(jù)ZM732靜液壓馬達(dá)主軸骨架油封運(yùn)用參數(shù)條件和參考文獻(xiàn)，應(yīng)選擇丙烯酸酯橡膠(ACM)制作的骨架油封。采用別的種類橡膠制作的骨架油封，不能滿足主軸旋轉(zhuǎn)速度下耐磨的要求，會(huì)引起快速磨損，使油封失效。

    經(jīng)分析認(rèn)為，骨架油封工作條件惡劣、制造質(zhì)量不良、選用的油封型號(hào)（包括橡膠的種類）錯(cuò)誤和沒(méi)有嚴(yán)格按工藝組裝，是造成其失效的主要原因。

4．措施

    為了防止骨架油封失效，制定了以下相應(yīng)的解決措施。

    (1)制作橡膠骨架油封專用壓裝工具，增大壓人端蓋座孔內(nèi)時(shí)橡膠骨架油封端面的受力面積，均勻壓進(jìn)，防止骨架變形。

    (2)防止用低速油封代替高速油封裝車使用，嚴(yán)格按要求使用SG65×90×12橡膠骨架油封；油封的外觀質(zhì)量應(yīng)良好，尺寸符合要求。油封壓進(jìn)到位后，與端蓋座孔沿軸向圓柱面應(yīng)密封，防止靜液壓油從圓柱面處漏出，保證骨架油封的正常使用。

    (3)為了適于ZM732靜液壓馬達(dá)主軸的工作環(huán)境，密封住壓力不高于0.03MPa、溫度低于100℃的回油，并擋住冷卻單節(jié)內(nèi)的灰塵、水和有腐蝕性的清洗液等，應(yīng)按圖紙規(guī)定選用有主、副唇的雙唇橡膠內(nèi)包骨架油封，禁止選用只有主唇的單唇橡膠內(nèi)包骨架油封。

(4)鑒于橡膠骨架油封的使用環(huán)境惡劣，可如圖V所示增加1個(gè)同規(guī)格的橡膠骨架油封SG65×90×12。增加的橡膠骨架油封防止了外部灰塵等污染物的侵入，對(duì)原有的骨架油封的副唇起到保護(hù)作用；同時(shí)，在原有的骨架油封主唇密封失效的情況下，對(duì)漏出的靜液壓油起到了保險(xiǎn)密封作用。增加的橡膠骨架油封安裝座可按圖W制作。

 

  通過(guò)采取上述解決措施，ZM732靜液壓馬達(dá)主軸橡膠骨架油封失效得到了有效控制，連續(xù)半年內(nèi)未發(fā)生由于油封失效造成的機(jī)破、臨修，杜絕了由于油封失效造成的風(fēng)扇超范圍落修，節(jié)省了大量的人力、物力，降低了機(jī)車的檢修成本，保證了機(jī)車的運(yùn)行安全。