东风454拖拉机前驱动桥下端盖漏油原因分析及改进措施
2014-09-23王胜山
王胜山
(常州机电职业技术学院,江苏 常州213000)
如图1所示,东风454拖拉机前驱动桥最终传动采用了两级锥齿轮传动,在其末端传动壳体下部,采用了平面端盖结构,对支承前末端小齿轮的圆锥滚子轴承进行轴向定位,同时对壳体进行密封。一段时间,市场反映下端盖处漏油机器较多,经常规分析,可能原因有三:螺栓变松、O形密封圈损坏、接合面不平。
图1 东风454拖拉机前驱动桥末端传动结构简图
为了找到确切的漏油原因,经现场调查:①螺栓未松动;②下端盖与末端传动壳体接合面均有不同程度的凹坑和凸起;③O形密封圈基本完好。因此,可以初步判定漏油基本上是由于接合面有损伤造成,如图2所示,问题机器中也确实有此类情况(是生产厂家对零件的保护和管理不利,在加工和转运过程中造成),但不全是,因此还存在其他因素,于是又对整个末端传动的机器支承力传递、下端盖处结构及其关键尺寸进行了分析。
图2 下端盖密封接合面损伤情况
如图1所示,前轮支承整机重量的传递途径为:整机部分重量→半轴壳体17→主销壳16→主销轴座3→轴承30208(4)→中间传动从动锥齿轮2→立轴支承套1→末端传动立轴18→前末端小齿轮15→轴承30210(14)→下端盖12→末端传动壳体5和前驱动端盖6→轴承6310(8)和轴承6208(7)→前驱动轴9→前轮。因此,下端盖实际上还起了支承整机重量的传递功能。由于检查中未有螺栓松动和损伤现象,同时下端盖的6个固定螺栓为M10螺纹,强度等级8.8,经计算强度也足够。
图3 下端盖密封结构简图
如图3所示,下端盖3采用了平面与末端传动壳体1相接合,利用O形密封圈2进行端密封,O形密封圈安装槽内径基本与末端传动壳体下部孔壁相贴,其外径与下端盖螺栓安装孔壁最小理论尺寸也仅为1.5mm,密封面太小,若因接合面在O形圈处损伤,很易漏油。
下端盖处所用的O形密封圈型号为92.5×2.65mm,安装沟槽尺寸为1.8×3mm(深度×宽度),未按标准设计,同时O形密封圈安装压缩率W=(2.65-1.8)/2.65≈32%,远大于25%的常规要求,安装紧固后不能完全被压缩至沟槽内,也极易造成O形密封圈的永久变形,从而导致密封不严而漏油。
图4 下端盖密封改进结构
经以上调查与分析,东风454拖拉机前驱动桥下端盖漏油原因是有零件损伤和结构设计上的缺陷共同造成的,因此须在这两方面进行改进才能解决问题。零件的损伤,属于厂家的管理问题,这里不加讨论,下面仅就结构改进做一说明。
如图1所示,在结构上,轴承14和下端盖12之间有调整垫片11,所以下端盖不能改用纸垫密封。如图4所示,比较可靠的方法是采用径向O形密封圈圆柱面密封,但需将末端传动壳体下部加长,下端盖结构也发生较大变化,原有铸造模具将报废,成本较高。另一种方法是稍作改进,将下端盖上的O形密封圈安装沟槽尺寸加大至2.0×3.2mm(深度×宽度),同时将6个安装螺孔的分布圆直径加大2mm,相应的外形直径尺寸也加大2mm(模具只需微调修正即可),成本较低。显然后一种方法较为可行,但同时仍需严格控制零件的损伤,只有采用合格的零件,才能体现设计的价值,才能最终保证产品的质量。