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支重轮密封泄漏分析

2011-11-18

作者：徐甫吉　盛剑浩　（山东烟台职工大学）
　　支重轮是履带式工程机械的重要承载负荷部件(通称“下滚轮”)，它由支重轮体、支轴、左右支承座和密封组件等零部件组成。支轴通过左右支承座固定在台车架上，轮体内孔有压装的轴套与支轴配合进行转动，转动的轮体和固定的左右支承座之间装有密封组件，以保持支轴与轴套等部位的润滑油的密封。该密封组件由一副双锥形金属材料的密封环和两只丁睛橡胶固定压缩圈组成。橡胶圈分别安装在轮体和支承座的密封座口内，由于金属密封环承受橡胶圈的挤托，保证其环形刃带在旋转中紧密啮合，故该密封属浮动式密封型式。
　　1995年，我厂为某公司的挖掘机配套生产支重轮，由该公司提供国外的生产图纸，浮动油封组件由国外进口。装机试验中发现部分支重轮在浮动油封处漏油，经过多次检测、分析和试验Z终发现，该公司的浮动密封组件及与其配合的座圈口的锥面斜角明显地小于我厂生产的其他类型油封的角度，通过作图计算知，其橡胶圈的压缩量偏大。
　　我们认为，浮动油封的锥面斜角小，对于减小支重轮外来冲击引起的浮动密封环啮合环带跳动、改善密封啮合面的轴向受力和保持其轴向力不因系统的轴向间隙变大而急剧变化是有益的。但密封锥角变小，在支重轮装配时易造成橡胶圈在锥面上歪斜，加之密封座口对橡胶圈的压缩量加大，更难保证密封啮合刃带在装配中的正确位置。分析上一些先进公司的有关资料知，浮动油封锥面斜角变小，是设计上发展的趋势。
　　根据上述分析，我们采取了两项措施：
　　(1)原设计的浮动油封密封环锥度和橡胶圈座口的锥角等参数保持不变，以Z简单的设计变动适当地改变密封橡胶圈的压缩。
　　(2)改进装配工艺，增添专用工具，保证浮动油封橡胶圈在密封环锥面上的正确位置及其装人密封座口的正确位置，以保证两密封环刃口的正确啮合。
　　按上述措施严格装配后，不论是试验还是装机使用，再没有发现泄漏现象。
　　我们认为，为了提高工程机械行走机构中支重轮的浮动密封组件的使用寿命，国外公司将密封环的锥面斜角和橡胶圈座口的锥面斜角变小，从理论上和实际上看都是有利的，但制造中如果不能保证装配准确到位，将事与愿违。
　　若浮动密封组件装配有误，在静态原始位置时，工厂虽然要做气密检查，但因橡胶圈的弹性作用，气密检查的压力达不到相当值时是检查不出来的，注油后也不会发生泄漏工作一定时间后，由于各部件摩擦升温、内腔压力升高到一定值时，旋转的啮合处由于橡胶圈弹力使刃带此时此点的轴向贴切合力Z小，会出现间断的瞬间泄漏;若这种情况下停止转动，则在啮合处泄漏就不是瞬间而是出现严重漏油，并持续到内腔压力降到一定值、橡胶圈的弹力达到新的平衡时，泄漏才停止。
　　在装配有误状态下，运转中还会出现局部刃面由于压力大使摩擦磨损加剧，同时急剧产生热量，致使润滑油粘度降低，各转动副的磨损加剧。
　　上述分析说明，一个高质量的部件，除要有先进的设计、高质量的零件加工制作之外，正确完美的装配是非常重要的。

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