ZM732靜液壓馬達油封失效原因分析殛措施

1．簡介

  ZM732靜液壓馬達運用在DF4B、DF4D型機車上，ZM732靜液壓馬達在實際的工作過程中經(jīng)常會出現(xiàn)主軸骨架油封容易失效，靜液壓油從油封處漏出，經(jīng)高速旋轉的風扇抽吸、吹散，呈霧狀沾附在冷卻單節(jié)、風扇葉片、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)、風扇葉片、頂百葉窗葉片的阻力，降低了整個冷卻系統(tǒng)的冷卻能力。隨著油封處漏油量的增加，靜液壓系統(tǒng)缺油導致靜液壓馬達不能驅動風扇旋轉，機車冷卻系統(tǒng)油、水溫超出正常范圍，容易導致柴油機活塞拉缸、機油壓力下降、油壓繼電器動作、機車卸載等，并發(fā)生機破、臨修，嚴重干擾了鐵路的正常運輸秩序，也給機務段造成一定的經(jīng)濟損失。

2．油封失效情況

    由于時間緊、任務中，DF4B、DF4D型機車處于全負荷運行，機車一般ZM732靜液壓馬達在全速運轉下的時間較長，主軸骨架油封頻繁失效。在不到一年的時間里，所使用的DF4B、DF4D型機車至少都發(fā)生過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。骨架油封內包鋼質骨架，在制造和安裝過程中，鋼質骨架變形，骨架油封的外圓周面與端蓋骨架油封安裝孔內圓周面不密封，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)過長期的運用，主唇一側較另一側磨損嚴重，產(chǎn)生偏磨。嚴重的，一側主唇橡膠完全磨損，主唇彈簧直接與主軸接觸，彈簧磨斷，靜液壓馬達主軸沿圓周磨出凹槽。主唇與主軸的異常磨損，也導致主唇密封失效。

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

    (4)使用的骨架油封型號錯誤導致密封失效。根據(jù)ZM732靜液壓馬達圖紙的要求，應使用型號為SG65×90×12的油封，這種油封為內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部的作用。有時檢修人員會錯誤地領用型號為SD65×90×l2的油封，這種油封為單唇低速油封，沒有副唇，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，后者的適用轉速低，在風扇高速旋轉時，主唇密封作用失效。

3．原因分析

    骨架油封是ZM732靜液壓馬達主軸軸伸處的唯一密封件，運用環(huán)境惡劣，再加上組裝、采購選型和材質等因素，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，從骨架油封在機車冷卻系統(tǒng)中運用的客觀條件、本身的制造要求及選用組裝3個方面來進行。

    (1)骨架油封本身的制造質量不符合要求。骨架油封制造本應符合國標的要求，但由于各生產(chǎn)廠家的水平有別，有的成品存在質量問題。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)骨架油封在機車冷卻系統(tǒng)中運用的客觀條件惡劣。

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

    2)骨架油封的運用參數(shù)條件：回油存在壓差p≤0.03MPa；主軸轉速高，最高轉速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)骨架油封運用的內部環(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；對外部環(huán)境，要求擋住冷卻單節(jié)內的灰塵、水和有腐蝕性的清洗液等。不能同時起到這兩個方面作用的油封，必然引起異常磨損，導致失效。

    2)骨架油封和端蓋組裝時，骨架油封壓進端蓋座孔內用力不均勻，單邊敲打，野蠻裝配，會導致油封內的鋼質骨架變形；徑向過盈量不符合要求，骨架油封在端蓋座孔內轉動，沿軸向圓柱面不密封，靜液壓油會從圓柱面處漏出，引起骨架油封失效。

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

    經(jīng)分析認為，骨架油封工作條件惡劣、制造質量不良、選用的油封型號（包括橡膠的種類）錯誤和沒有嚴格按工藝組裝，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時橡膠骨架油封端面的受力面積，均勻壓進，防止骨架變形。

    (2)防止用低速油封代替高速油封裝車使用，嚴格按要求使用SG65×90×12橡膠骨架油封；油封的外觀質量應良好，尺寸符合要求。油封壓進到位后，與端蓋座孔沿軸向圓柱面應密封，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)內的灰塵、水和有腐蝕性的清洗液等，應按圖紙規(guī)定選用有主、副唇的雙唇橡膠內包骨架油封，禁止選用只有主唇的單唇橡膠內包骨架油封。

(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，對原有的骨架油封的副唇起到保護作用；同時，在原有的骨架油封主唇密封失效的情況下，對漏出的靜液壓油起到了保險密封作用。增加的橡膠骨架油封安裝座可按圖W制作。

 

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