東風4型內燃機車靜液壓馬達油封漏油原因及措施

1．簡介

    東風4B、4C型機車長時間處于全負荷、高速運用狀態(tài)，靜液壓馬達油封漏故障率明顯提高，靜液壓馬達油封頻繁漏油失效，造成檢修工作量的不斷增加。同時從靜液壓馬達油封處漏出的靜液壓油在高速旋轉的風扇作用下，黏附在冷卻單節(jié)、風扇葉片、車頂百葉窗和靜液壓油管表面，嚴重影響了機車冷卻間的內部清潔。隨著冷卻單節(jié)被油污染，空氣中的灰塵很容易黏在單節(jié)上。由于地處西部地區(qū)風沙大，空氣中的塵土較多，很快在冷卻單節(jié)表面形成一層油污，嚴重影響了機車散熱。隨著油封處大量漏油，靜液壓系統(tǒng)因缺油導致靜液壓馬達不能正常旋轉，容易發(fā)生機車油水溫度高、柴油機活塞拉缸、機油壓力下降、水溫繼電器動作、油壓繼電器動作、機車卸載停機等嚴重故障，造成機破、臨修，對機車質量和運用安全造成極大影響。

2．原因分析

    DF,型內燃機車上用的是ZB732型靜液壓馬達．它由軸、前泵體油封、壓蓋、端蓋、油封、后蓋、配流盤、油缸體、心軸球套、彈簧、彈簧座、壓板、連桿、活塞及芯軸組成，其中骨架式油封裝在軸承座內，油封下面是軸承，油封的作用是防止?jié)櫥S承的靜液壓油外漏。油封為骨架式結構，內部是鋼圈，外面包有黑色橡膠，黑色橡膠緊貼主軸外表面，如果黑色橡膠與主軸之間存在間隙，靜液壓油會從此間隙處漏出，此種現(xiàn)象為油封泄漏故障。通過研究分析，造成靜液壓馬達油封漏的原因主要有以下幾方面：

    (1)油封。骨架式油封是ZM732靜液壓馬達主軸外部唯一的密封件。通過對油封內部的檢查分析，認為骨架式油封與主軸接觸的橡膠部位起主要的密封作用，油封漏大多數(shù)是靜液壓油從油封與主軸之間漏出。由于現(xiàn)有的油封質量不過關，油封橡膠耐高溫性差，油封橡膠圈在長時間較高溫度作用下，容易軟化擴大，致使橡膠油封內圈不能一直密貼軸徑，從而導致軸與軸徑之間出現(xiàn)間隙造成漏油。由于漏油，經(jīng)過長時間的運用使骨架式油封磨損不斷增加，當磨損達到一定程度時骨架式油封內部彈簧直接與主軸接觸，彈簧被磨斷，靜液壓馬達主軸沿圓周磨出凹槽，靜液壓油從此大量流失。同時骨架式油封與密封端蓋接觸的橡膠部位起次要的密封作用。骨架式油封內部是鋼質骨架，在骨架式油封的安裝過程中，如果作業(yè)不當造成鋼質骨架變形，則很容易造成油封的外圓橡膠面與端蓋內圓周局部不密貼，從而使靜液壓油經(jīng)此處漏出。

    (2)軸。靜液壓馬達工作時油壓最高達14MPa以上，為了使油封作用良好，要求骨架式油封內徑比主軸外徑小，以保證油封封油壓力。通過對線上運用機車靜液壓馬達主軸尺寸進行測量分析發(fā)現(xiàn)，許多靜液壓馬達軸徑雖然在尺寸限度范圍之內，但是多數(shù)情況下經(jīng)過長期高速、重載運轉，主軸磨損變細尺寸接近下限，這種情況下很容易造成油封封油力量小，從而使靜液壓馬達油封漏。

    (3)靜液壓油磁性濾清器。為了確保靜液壓馬達中的靜液壓油清潔，減少靜液壓馬達故障，DF,型內燃機車裝有靜液壓油箱，靜液壓油箱內有磁性濾清器，磁性濾清器的作用是吸附油中雜質。因為油中的雜質會磨損靜液壓馬達主軸表面和密封膠圈內表面，造成表面劃傷失效和油封漏油。通過實際使用發(fā)現(xiàn)由于靜液壓油中雜質多而造成靜液壓馬達軸磨損嚴重使油封漏油的現(xiàn)象發(fā)生較多。

3．措施

    通過對靜液壓馬達相關部件結構進行分析發(fā)現(xiàn)，由于靜液壓馬達主軸與冷卻風扇通過鍵和緊固螺栓相連，連接處離靜液壓馬達內主軸上部軸承處較遠，由于冷卻風扇存在葉片不均衡因素的原因，葉片在高速轉動下必然產(chǎn)生周期性徑向振動，這種振動必然使軸與油封之間距離產(chǎn)生周期性、瞬間的增大和減少，因此從結構原理上分析，想要使靜液壓馬達油封完全不漏是不可能的，我們現(xiàn)在的工作重點是如何通過技術改進盡量減少漏油量。通過理論研究和大量實驗，主要采取了以下具體改進措施。

    (1)采用雙油封結構。改變靜液壓馬達單油封結構，采用雙油封結構，如圖A所示。通過實際測量發(fā)現(xiàn)，原來單油封的油封蓋與冷卻風扇的距離足以容納雙油封的油封端蓋，于是對原油封端蓋進行技術改造，做成能安裝2個油封的油封端蓋，讓雙油封起封油作用，其封油效果比以前明顯提高。而且雙油封油封端蓋內徑與原來的單油封端蓋一樣，這樣可方便在檢修中正常更換。

 

    (2)嚴格限制靜液壓馬達軸的尺寸。對靜液壓馬達軸的尺寸嚴格限制，新軸軸徑尺寸必須接近上限要求，對軸徑尺寸接近下限的盡可能不用，以避免由于軸徑細造成油封封油力量小造成漏油。

    (3)嚴格執(zhí)行檢修工藝。嚴格執(zhí)行檢修工藝，檢修工人在安裝油封時，加強檢查，一旦發(fā)現(xiàn)油封外圓不均勻并與端蓋有間隙時，要立即更換此油封。此外，在安裝油封時，用力要輕并且均勻，嚴格禁止單邊敲打，野蠻裝卸，以免造成鋼質骨架變形引起漏油。

    (4)修改檢修范圍。修改了檢修范圍，將原來4次小修時清洗磁性濾清器改為3次小修時清洗并更換靜液壓油，以減少由于靜液壓油中的雜質磨損靜液壓馬達軸表面嚴重造成漏油。

    (5)檢修過程中要注意清潔。注重檢修過程中的清潔。工人在更換靜液壓泵、靜液壓馬達、安全閥、溫控閥及油管時，必須注意作業(yè)過程的清潔，特別是管路焊修后，內部焊渣必須清理干凈，防止外部雜質進入靜液壓油中破壞油封的密封作用。

    通過大量裝車試驗，采取以上多種處理措施后，特別是靜液壓馬達油封由以前單油封改為雙油封結構后，由于靜液壓馬達油封漏而落修的數(shù)量比以前減少60%，靜液壓馬達油封漏的故障得到有效控制。機破、臨修、預備修大幅度減少，節(jié)省了大量的人力、物力、財力，降低了機車的檢修成本，提高了機車質量，保證了機車的正常運用。