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軸承知識

大功率推土機履帶張緊裝置密封性能的改進

2020-07-07
張光耀 張亮 劉曰奇
(山推工程機械股份有限公司研究總院)
  1臺某型號大功率推土機行走臺車履帶張緊裝置發生潤滑脂滲漏故障。為此,我們根據其結構分析漏油原因,并對其密封性能進行了改進。
  1.履帶張緊裝置結構
  推土機行走臺車主要由引導輪1、履帶張緊裝置2、臺車架3、履帶4、托輪5、支重輪6、驅動輪7組成,如圖1所示。
  該型號推土機張緊裝置主要由張緊彈簧筒1、張緊彈簧2、張緊缸3、推叉4、臺車張緊筒5等組成,如圖2所示。推叉4前端安裝引導輪,后端頂在張緊彈簧2上,張緊彈簧2通過法蘭盤固定在張緊缸3上,張緊缸3另一端固定在臺車架4上。引導輪承受的沖擊力通過推叉4、張緊彈簧2、張緊缸3傳遞給臺車架,張緊彈簧2的伸縮運動吸收并緩沖引導輪承受的沖擊力。
  履帶需要張緊時,通過注油嘴向張緊缸3加注潤滑脂。潤滑脂進入張緊缸3右側無桿腔內,使張緊缸3無桿腔形成高壓,并使張緊缸3活塞桿伸出,通過張緊彈簧2推動推叉4,使引導輪向左移動,將履帶張緊。推土機行駛過程中,引導輪承受的沖擊力不斷發生變化,張緊彈簧2隨之伸縮,其長度也不斷發生變化。張緊彈簧2安裝于張緊彈簧筒1內,張緊彈簧筒1套裝在臺車張緊筒5內,張緊彈簧筒1內注有潤滑脂。臺車張緊筒5頭部設有防塵圈、擋圈、密封圈等密封件,其中防塵圈、密封圈均為Yx型重載往復式軸向密封圈,以保證張緊彈簧筒1內腔潤滑脂不泄漏。臺車張緊筒導頭部密封組件如圖3所示。
  2.故障原因分析
  引導輪承受及釋放沖擊力時,使張緊彈簧往復伸縮,此時張緊彈簧筒與臺車張緊筒頭部之間頻繁摩擦,造成防塵圈、擋圈、密封圈產生磨損。原密封圈采用丁晴橡膠制成,該材質容易磨損并發生泄漏。我們檢查該推土機張緊裝置漏油情況時發現,其漏油部位位于密封圈的唇口處,且內唇口出現扭曲現象。
  分析認為,造成密封圈密封失效有以下4種原因:一是密封圈與張緊彈簧筒外壁在重載情況下快速摩擦,因摩擦系數較高、摩擦力較大,導致其磨損嚴重;二是由于張緊彈簧筒與臺車張緊筒之間相對運動速度過快,導致密封圈接觸面產生扭曲;三是橡膠自身彈性補償量不足,使密封失效;四是密封圈材質耐磨性能較差,容易因磨損而失效。Yx型密封圈失效后,唇口部位無法保持對腔壁的有效接觸,造成潤滑脂從接觸面滲出。
  3.改進方法
  (1)設計新型密封圈為取得良好的密封效果,我們設計了新型密封圈,如圖4所示。
  該新型密封圈由Yx型密封圈和O形圈組成,Yx型密封圈與內外腔采用唇口線接觸,以減小密封部位摩擦面積、降低摩擦阻力。Yx型密封圈內唇邊較短且較厚,增加了內唇處的剛度,有效避免唇口扭曲。Yx型密封圈槽中間增設O形圈,提高了Yx型密封圈的整體剛性及彈性,并能提供合適的預壓力。
  Yx型密封圈被擋圈及外腔壁軸向固定,受到潤滑脂壓力沖擊時,Yx型密封圈的壓緊力增大。O形圈可及時接收該壓緊力并反饋至內、外唇口,從而保持Yx型密封圈對內、外腔壁的壓緊力。
  推土機使用一段時間后,Yx型密封圈可能逐漸磨損,O形圈還可對磨損量進行補償,以使Yx型密封圈有足夠的彈性,延長Yx型密封圈的使用壽命。
  為了保證張緊彈簧筒和臺車張緊筒密封性,我們選用聚氨酯橡膠制作該Yx型密封圈。該材料具有較好的機械強度、硬度且能耐高溫,還具有一定的可壓縮性和回彈性,其唇口具有較好的耐磨性,該材料在軸向往復高速運動時摩擦系數較低。
  內部O形圈采用具有較高硬度和彈性的硅橡膠。根據推土機實際使用地點的氣候及溫度,該O型圈還可選用耐高溫的氟橡膠或耐低溫的氯醇橡膠。
  (2)改進加工工藝
  我們在張緊彈簧筒和臺車張緊筒的加工工藝、工序、尺寸偏差、裝配精度等方面進行控制,使密封圈變形合理,密封圈與其接觸更加緊密,使該大功率推土機張緊裝置密封性能更好,以達到預期密封效果。
來源:《工程機械與維修》2017年08期
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