东风4型内燃机车弹性联轴节甩油问题分析及改进措施

严琦林

摘  要：通过对中车洛阳机车有限公司襄阳分公司2018年弹性联轴节典型漏油的故障问题主要原因的分析，提出了解决问题的技术措施和改进方法。

关键词：DF4弹性联轴节;甩油;密封圈;螺栓

中图分类号：U262          文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）01-0123-02

Abstract： Based on the analysis of the main causes of the typical oil leakage of elastic couplings in Xiangyang Branch of CRRC Luoyang Locomotive Co.， Ltd. in 2018， the technical measures and improvement methods to solve the problems are put forward.

Keywords： DF4 elastic coupling; oil flick; sealing ring; bolt

1 概述

1.1 问题的提出

2018年，中车洛阳公司襄阳分公司检修的DF4型内燃机车发生10多起的联轴节漏油故障，其中还不包括在公司内发生的5起。给公司声誉和质量成本造成了很大的损失，同时也影响了生产进度。其故障现象主要表现在柴油机运转过程中，从连接箱透视孔向外甩出机油。

1.2 联轴节的结构和工作原理

目前公司使用的弹性联轴节从构造上分为两种，虽然结构不同，但是原理上是一样的。下面就以我公司目前运用的“盖斯林格”联轴节进行分析说明。

弹性联轴节属柴油机运动部件中重要零部件之一，它装在曲轴的输出端，将主发电机与柴油机连成一体，组成柴油发电机组。弹性联轴节是通过橡胶或弹簧等弹性元件起到传递扭矩和阻尼作用。

它主要由三部分组成：主动件、从动件及滚动轴承。主动件是与曲轴相连接的花键轴。从动件由主、从动盘，齿轮盘，弹性与刚性锥套，支撑块，簧片组件及各种连接螺栓组成。弹性锥套与刚性锥套通過压装将簧片（共12组）和支撑块紧紧箍在一起，构成弹性联轴节组件。见图1所示。

主发电机轴通过从动盘与联轴节相连。12组簧片组的主片自由插入花键轴槽内，以弹性的方式传递扭矩，并消除主发电机对柴油机的影响。联轴节的内部充满了机油，起阻尼，润滑及散热的作用。为防止机油泄漏，在花键轴端部及轴承外侧面设有油封法兰和油封盖。油封法兰的内侧设有将机油引入球轴承的油槽，在可能泄漏的各结合面上均采用橡胶密封圈予以密封。

2 故障现象

（1）后密封盖处甩油;

（2）在中间体与齿轮盘或主动盘的结合处漏油;

（3）连接螺栓处特别是图1序号17所示的M16螺栓

处漏油（并且还有部分M16螺栓发生断裂掉头）;

（4）花键轴下齿轮盘间的密封圈处漏油。

通过对公司发生的多起漏油故障的统计发现，弹性联轴节漏油故障主要表现在M16连接螺栓位置（图2所示）及花键轴下齿轮盘间的密封圈处。这2项占弹性轴节甩油故障的75%以上。

3 控制措施

3.1 针对M16螺栓处漏油及螺栓断裂的处理措施

（1）对材质进行强化改进，将普通M16×1.5×50的螺栓改为18Cr2Ni4WA。

（2）改进螺栓结构：a.为了降低螺纹头部杆身应力集中，增大螺栓头部过渡圆角R0.6mm改为1.2mm。其他过渡圆角改为0.8mm。b.为了提高杆身强度将杆身尺寸12mm改为13mm。

（3）在进行M16螺栓安装时加装铜垫，不仅可以改善螺栓根部的受力状态，还更加进一步的起到密封的效果。

（4）在进行M16螺栓装配时应做到以下几点：a.按照工艺要求的力矩进行把紧;b.联轴节大修时螺栓必须更新;c.螺栓底面及齿轮盘端面必须光滑平整;d.螺旋按要求涂抹润滑脂。

3.2 花键轴下齿轮盘间的密封圈处漏油

联轴节花键轴随着曲轴一起转动并伴随轻微轴向移动;同时，联轴节的从动件也带动主发转子做旋转和轴向微动，所以花键轴与齿轮盘之间在工作状态下有着复杂的相对位移运动，那么密封圈在花键轴密封圈安装槽与侧板孔之间不断的随着柴油机的转速变化产生旋转运动，并且还随着曲轴的轴向微动也进行着频繁的轴向移动。密封圈长期工作在这种高频微动环境中，所以此处的密封状况非常恶劣。相当于每一次相对之间的每一次转动都会对密封圈产生一次磨损。同时由于弹性联轴节只进油，不回油，使密封情况更为严峻，因此该部位漏泄现象较为普遍。

根据实际情况决定从以下几个方面进行控制改进：

（1）改进型密封圈：a.把原来的密封圈材料由丁睛橡胶改为增强型氟橡胶，使其弹性、耐磨性和使用寿命都能得到提高;b.加大密封圈直径，从原来（15.1±0.1）mm增加到（15.3±0.1）mm，从而增加密封圈的压缩量。

（2）提高各接触表面的表面粗糙度，比如花键轴、主动盘与O型密封圈的结合处表面粗糙度保证在Ra0.8μm以下。

（3）提高组装质量和配件的清洁度，严禁颗粒物进入配件中特别是密封圈安装处。用专用工装检查弹性联轴节，主、从动盘同轴度控制在0.15mm范围内;花键轴装配时，在花键轴、O型密封圈及主动盘的接合处涂抹黄油，用专用工装装配花键轴，切忌粗暴，以防O型密封圈剪切啃伤或被扭曲。

（4）主簧片磨损量≤1mm。花键轴键槽侧面磨损量≤0.5mm，否则应修复或者更换。

（5）控制联轴节与主发电机安装时的圆跳动。联轴节安装完毕其与从动盘定位处的径向圆跳动不超过0.20mm，主发安装完毕从动盘外圆处的径向圆跳动不超过0.30mm，以改善密封圈的工作环境。

4 有益效果

通过以上改进，2019年元月份至今半年内只发生了一起联轴节漏油的故障现象，质量得到了明显改善和提升。

参考文献：

[1]成大先.机械设计手册（第五版）[M].北京：化学工业出版社，2010.

[2]铁道部大连机车车辆工厂.240/275系列柴油机原理结构维修及故障处理[M].1989.

[3]刘达德.东风4B型内燃机车结构原理检修[M].北京：中国铁道出版社，2012.