東風4型內(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)，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(zhì)量和運用安全造成極大影響。

2．原因分析

    DF,型內(nèi)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(nèi)，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(jié)構(gòu)，內(nèi)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(nèi)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(zhì)量不過關(guān)，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(nèi)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(nèi)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(nèi)部是鋼質(zhì)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(zhì)骨架變形，則很容易造成油封的外圓橡膠面與端蓋內(nèi)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(nèi)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(nèi)，但是多數(shù)情況下經(jīng)過長期高速、重載運轉(zhuǎn)，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(nèi)燃機車裝有靜液壓油箱，靜液壓油箱內(nèi)有磁性濾清器，磁性濾清器的作用是吸附油中雜質(zhì)。因為油中的雜質(zhì)會磨損靜液壓馬達主軸表面和密封膠圈內(nèi)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(zhì)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(guān)部件結(jié)構(gòu)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(nèi)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)構(gòu)。改變靜液壓馬達單油封結(jié)構(gòu)，采用雙油封結(jié)構(gòu)，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(shù)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(nèi)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(zhì)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(zhì)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(nèi)部焊渣必須清理干凈，防止外部雜質(zhì)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(jié)構(gòu)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(zhì)量，保證了機車的正常運用。