輪式裝載機干式驅動橋故障反饋及分析改進

輪式裝載機干式驅動橋故障反饋及分析改進  驅動橋位于輪式裝載機傳動系統的末端，其主要功用是將傳動軸傳來的轉矩傳遞給驅動輪，以降低變速箱的輸出轉速，增大輸出扭矩，同時使兩輪邊具有差速功能，以實現輪式裝載機的轉向。除此之外，驅動橋還承擔著支承整機重量和傳力的作用。通常，干式驅動橋總成主要由驅動橋殼體、主減速器總成（含差速器）、輪邊減速器總成、制動鉗以及全浮式左右半軸等部分組成。通過對２００５年和２００６年干式驅動橋外反饋來看，其故障主要表現為以下幾個方面。一、主減速器總成（含差速器）部分１、差速器壞通過對整橋進行放油，可發(fā)現橋內油液污染較為嚴重，油品顏色發(fā)黑，并有刺鼻氣味，油液臟（內有雜質、磨屑等）；摯片、齒面出現磨損。這主要是由于驅動橋密封圈損壞，引起外部灰塵、雜質進入；同時，驅動橋內齒輪件的表面缺陷所產生的金屬磨屑也會進入到油液之中。改進措施：(1)定期更換潤滑油，保證油液清潔；(2)改進設計，將橋殼主傳動放油螺塞設計為帶磁性的油塞，以吸附磨屑。齒面出現早期缺陷，如磨損、點蝕、膠合等；齒面出現早期接觸疲勞或齒根彎曲。點蝕一般發(fā)生在前橋。改進措施：(1)加強對主、從動螺旋錐齒輪、半軸齒輪、行星錐齒輪等齒面硬度、熱處理以及齒形加工誤差的控制。(2)調整主、從動螺旋錐齒輪嚙合印痕，使其達到合理的齒面接觸區(qū)域。(3)調整軸承游隙，使輪齒沿齒長方向磨損均勻，并減小沖擊和噪聲。差速器殼、十字軸、半軸齒輪、錐齒輪及摯片的磨損嚴重，導致差速器損壞。改進措施：優(yōu)化差速器殼的剖分面，使其通過十字軸各軸頸的中心線。止推螺栓間隙調整不當或磨損后間隙超差（磨損后未重新調整），使從動錐齒輪支承剛度不足，變形量大，輪齒受載不均勻。改進措施：(1)裝配時從動錐齒輪背面和止推螺栓末端的間隙應調整到０．２５～０.４０ｍｍ；(2)使用一段時間后要重新調整。２．主減速器油封漏油，輸入法蘭及主動錐齒輪花鍵跳動量大，油封座和軸承套同軸度累積誤差大，法蘭軸徑和座腔同軸度偏差大，使油封的密封唇偏心接觸，加快磨損，縮短了油封的使用壽命，出現漏油故障。裝配時，未清洗輸入法蘭軸表面和油封座安裝座孔，或油封沒裝，發(fā)生扭曲。輸入法蘭軸表面粗糙度未達到要求。改進措施：(1)加強過程控制，在裝配油封時，用設備壓入；(2)改進設計，采用兩道油封密封結構，加強密封效果；改進設計，采用止口和定位套結構。二、輪邊部分１．輪邊漏油：密封件裝配面本身質量低，如尺寸超差、精度低、熱處理不到位等，均會引起密封面漏油。旋轉軸唇形密封最重要的作用面是在密封唇和軸表面間的接觸面，此接觸面對防漏和使用壽命有著重要意義。對拆下的骨架油封進行檢查，發(fā)現唇口有被磨平的痕跡，輪邊支承軸也存在磨痕，但未發(fā)現有滲漏油痕跡。改進措施：(1)在密封件裝配面上，表面應沒有螺線，最好經切入磨削或滾子擠壓加工。一般圓柱外表面粗糙度要求為０．２～０．８，硬度至少為５５ＨＲＣ（在有介質污染、或塵埃侵入時）。(2)輪轂與支承軸之間的密封采用雙油封，直接與支承軸配合，這樣可有效改善漏油現象。(3)輪邊油封處速度低，采用丁腈橡膠油封即可，但要保證油封及相關件本身質量。２．輪邊打壞：主要表現為內齒圈打齒。改進措施：(1)提高齒面硬度和降低表面粗糙度；(2)許可范圍內采用大變位系數，以增大綜合曲率半徑；(3)采用粘度較高的潤滑油。３．半軸斷。改進措施：對半軸重新優(yōu)化設計，提高強度及剛度。三、橋殼部分１．反饋情況：主要是前橋殼體產生變形與裂紋和輪邊減速支承軸軸承安裝面磨損。前橋橋殼開裂的主要部位為，車架安裝座與殼體變截面連接的附近區(qū)域和支承軸、橋殼以及制動支架三者的密集焊接區(qū)域；而橋殼變形主要是前橋橋殼的整體彎曲變形；支撐軸軸承安裝面的磨損主要在輪轂內側軸承安裝處（靠近制動鉗端）。２．故障分析：車架安裝座與殼體變截面連接的附近區(qū)域開裂主要是由于該處壁厚，截面尺寸和過渡圓弧偏小，引起應力集中。改進措施：通過ＰＲＯ／Ｅ有限元的定量比較分析，合理設計橋殼的抗彎和抗扭截面模量ｗ和過渡圓弧值Ｒ，分散應力。支承軸、橋殼以及制動支架三者密集焊接區(qū)域開裂主要是由于焊縫集中，焊后產生的殘余應力不可避免地在近縫區(qū)產生微裂紋，在不平路面上行駛及緊急制動時，在該部位產生沖擊載荷與峰值應力導致微裂紋的加速擴展。改進措施：設計上盡量將支承軸、橋殼以及制動支架三者的焊縫間距拉大；同時采用“Ｕ”形坡口焊縫形式，提高其承載能力和焊接質量；并且要求焊后緩冷保溫，避免形成淬硬組織、冷裂而造成裂紋源。橋殼的彎曲變形危害最大，變形后將改變殼體上零件間的相對位置精度及齒輪間的嚙合關系，該故障一般是整體變形（含焊接變形），市場反饋較少，主要原因是殼體整體剛度與強度不足。改進措施：設計時適當加大安全系數；鑄造時徹底進行時效處理以及焊后變形校正。支承軸軸承配合面的磨損是由于該處表面精度和表面質量存在缺陷；表面接觸強度達不到側滑所承受的極限載荷。改進措施：設計時提高表面加工精度，同時對該表面及其圓弧過渡處進行高頻淬火與表面強化處理，以提高其疲勞壽命。四、制動鉗部分制動鉗部分反饋的主要問題有：制動鉗漏油、剎車活塞外矩形圈，防塵罩損壞、制動鉗密封件損壞、剎車鉗抱死、活塞不回位和剎車盤斷裂或磨損。前五種故障的主要原因為矩形圈損壞。改進措施：為減少高溫對矩形圈的影響，將制動盤往里移，遠離軸承高溫區(qū)，有利于散熱。同時選用性能好的乙丙橡膠材料，最高使用溫度１５０℃，正常５０～１３０℃，優(yōu)于丁腈橡膠；同時增加防塵罩的厚度。對于后一種情況，主要原因為制動盤太薄，改進措施為加大剎車盤厚度和采用強度高的材料，增大強度。