拖拉機(jī)油封漏油原因及解決措施

張展飛， 戈廣嶺

（第一拖拉機(jī)股份有限公司，河南洛陽471001）

1 引言

油封是農(nóng)業(yè)機(jī)械和各類機(jī)械設(shè)備上的重要零件，它是用于對潤滑介質(zhì)實(shí)施密封的一種產(chǎn)品，它將機(jī)械系統(tǒng)中需要潤滑的部件和其它部件分離開來，以確保潤滑油不會泄漏出去污染其它部件。油封漏油會導(dǎo)致潤滑油油量下降，影響機(jī)械的正常工作。有些油封的壽命長則一年，少則幾個(gè)月甚至三五天，因密封不嚴(yán)而漏油報(bào)廢。這一狀況嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)機(jī)械和各類機(jī)械設(shè)備的工作效率，不僅增加了油耗和生產(chǎn)成本，而且污染環(huán)境，降低了用戶對產(chǎn)品的滿意度。本文主要介紹拖拉機(jī)常見油封漏油部位漏油的原因及整改措施。

2 拖拉機(jī)常見漏油部位原因分析

油封密封原理為：（1）自由狀態(tài)下，油封唇口內(nèi)徑比軸徑小，具有一定的過盈量。（2）安裝后，油封刃口的過盈壓力和自緊彈簧的收縮力對旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一定的徑向壓力。（3）工作時(shí)，油封唇口在徑向壓力的作用下，形成0.2～0.4mm寬的密封接觸環(huán)帶。在潤滑油壓力的作用下，油液滲入油封刃口與轉(zhuǎn)軸之間形成極薄的一層油膜。油膜受油液表面張力的作用，在轉(zhuǎn)軸和油封刃口外沿形成一個(gè)“新月”面防止油液外溢，起到密封作用。（4）對于油封骨架與座孔的密封靠骨架與座孔的過盈量來實(shí)現(xiàn)。

大馬力輪式拖拉機(jī)常見漏油部位的共同點(diǎn)在于：工作環(huán)境惡劣，工作時(shí)外界水、泥沙容易進(jìn)入油封與軸、油封與座孔的配合面，從而因油封損壞而導(dǎo)致油封漏油，或工作時(shí)相關(guān)零件存在軸向竄動(dòng)劃傷油封及系統(tǒng)回油不暢形成被壓造成油封漏油。

從油封的密封原理可知，油封漏油的主要原因在于：（1）“新月”面破壞（油封主唇口漏油主要原因）；（2）油封與座孔結(jié)合面（過盈量結(jié)合面）破壞。對上述主唇口漏油采用糾錯(cuò)整改工具-5W2H＋28問（5W2H＋28問是質(zhì)量問題分析的常用手段）的原因是：操作工（何人）裝配油封過程中（何時(shí)），油封唇口經(jīng)過相配件花鍵（何地）時(shí)，花鍵劃傷（何原因）油封唇口造成的。

3 油封漏油改進(jìn)措施

本文從油封產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相配件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝裝配方案、油封運(yùn)輸保管方面提出了改進(jìn)措施。

3.1 油封產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相配件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)

3.1.1 油封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)

傳統(tǒng)拖拉機(jī)底盤設(shè)計(jì)時(shí)油封結(jié)構(gòu)為雙唇口。一個(gè)為主唇口，用來實(shí)現(xiàn)對潤滑油的密封，達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)不會外泄；一個(gè)為副唇口，用來實(shí)現(xiàn)對外界雜質(zhì)的密封，使外界雜質(zhì)不會進(jìn)行內(nèi)部系統(tǒng)，如圖1所示。

通過金屬彈簧擠壓，使橡膠主唇口與軸形成0.2～0.4mm的接觸線，從而形成密封帶，實(shí)現(xiàn)對潤滑脂的密封，但是如果彈簧壓力過大會造成工作軸的磨損，彈簧過小則會導(dǎo)致密封帶密封不嚴(yán)造成漏油，或者由于潤滑脂的清潔度不高，內(nèi)含的雜質(zhì)在密封唇口處形成“油碳”污垢，使油封密封唇緣被托起，引發(fā)密封系統(tǒng)的泄漏故障。

針對上述問題，通過與不同油封廠家的接觸，將部分油封結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改（工作軸需要有足夠的密封長度），油封結(jié)構(gòu)更改后如圖2所示。

改進(jìn)后的油封具有下述優(yōu)點(diǎn)：油封唇口以面狀環(huán)抱的方式貼附跟隨于軸表面，并持續(xù)發(fā)揮密封功效，它產(chǎn)生的徑向抱軸力主要由唇口相對于軸的過盈量來保證和維持的。

3.1.2 油封相配件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)

圖1 原油封結(jié)構(gòu)

圖2 改進(jìn)后油封結(jié)構(gòu)

圖3 改進(jìn)前零件尺寸

圖4 改進(jìn)后零件尺寸

提升系統(tǒng)油封漏油的主要原因是：提升軸油封兩端有提升用花鍵，而提升軸本身在提升系統(tǒng)里的軸向定位為單一螺栓定位，在工作時(shí)提升軸受到外力作用造成提升軸軸向竄動(dòng)，從而使提升用花鍵與油封主唇口劃傷造成漏油，還有提升系統(tǒng)在系統(tǒng)回油的過程中，由于回油不及時(shí)，提升系統(tǒng)形成背壓，從而導(dǎo)致潤滑油從提升系統(tǒng)最薄弱環(huán)節(jié)泄漏出去。針對上述原因，對提升軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，適當(dāng)加大油封工作軸光軸長度，減小花鍵長度，消除由于提升軸竄動(dòng)而導(dǎo)致的油封主唇口劃傷造成的漏油，同時(shí)，對油封進(jìn)行改進(jìn)，選裝了承受背壓較高的油封。

3.2 工藝裝配方案

本文主要以動(dòng)力引出系統(tǒng)油封漏油裝配工藝方案為例，介紹具體的改進(jìn)方案。

3.2.1 改進(jìn)前油封裝配方案

將油封套到油封導(dǎo)套后，將導(dǎo)套套到分動(dòng)箱從動(dòng)軸上，隨后，用手按住油封將油封導(dǎo)套從從動(dòng)軸上抽出（當(dāng)油封從A處移至B處后將導(dǎo)套抽出），最后使用油封壓頭進(jìn)行油封壓裝，油封壓裝時(shí)采用壓頭內(nèi)端面進(jìn)行軸向定位，如圖5所示。

圖5 改進(jìn)前油封裝配方案

更改前存在的質(zhì)量隱患如下：（1）油封導(dǎo)套在設(shè)計(jì)時(shí)，沒有與油封壓頭設(shè)計(jì)相結(jié)合，造成油封在壓裝過程中再次被花鍵劃傷的可能性；（2）徑向定位尺寸設(shè)計(jì)與花鍵大徑的配合間隙單邊最大為0.35mm，是造成油封壓裝后與分動(dòng)箱從動(dòng)軸不垂直的一個(gè)主要原因；（3）工人在油封壓裝時(shí)用力較大，同時(shí)壓頭徑向定位尺寸間隙大，也是造成油封裝配后與從動(dòng)軸不垂直的原因之一；（4）軸向定位尺寸原設(shè)計(jì)采用分動(dòng)箱從動(dòng)軸花鍵端端面定位，由于從動(dòng)軸總長及花鍵長度為自由公差，油封壓入深度不易控制，是造成油封壓裝變形的一個(gè)重要原因。

3.2.2 改進(jìn)后油封裝配工藝方案

油封套到油封導(dǎo)套后，將油封導(dǎo)套套到分動(dòng)箱從動(dòng)軸花鍵上，隨后使用油封壓頭進(jìn)行油封壓裝，油封壓裝到位后，取下導(dǎo)套,如圖6所示。

圖6 改進(jìn)前油封裝配方案

方案改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：①油封裝配過程中消除了油封分動(dòng)箱從動(dòng)軸花鍵劃傷油封因素；②經(jīng)過對現(xiàn)場大量從動(dòng)軸花鍵尺寸的測量及與廠家溝通，得知花鍵大徑尺寸精度可以控制在29.50-0.2范圍以內(nèi)，因此減小了徑向定位公差，將導(dǎo)套與花鍵間隙縮小至單邊0.2mm范圍內(nèi)，減少了由于徑向定位誤差造成的油封裝配后與從動(dòng)軸不垂直的現(xiàn)象；③對工人進(jìn)行培訓(xùn)，在壓裝油封時(shí)手只是扶住壓頭，減小用力，同樣減少了油封裝配后與從動(dòng)軸不垂直的現(xiàn)象。④經(jīng)過與油封廠家技術(shù)交流及產(chǎn)品設(shè)計(jì)溝通，改變了油封壓頭軸向定位尺寸，將花鍵端面定位改為擋圈定位，使油封軸向定位尺寸得到了保證，避免了由于油封壓裝變形造成的漏油。

在裝配過程中，隨時(shí)都有可能遇到油封穿過花鍵這種情況，但不是所有的情況下都能使用保護(hù)套對油封進(jìn)行防護(hù)（因?yàn)橛行┣闆r花鍵的大徑與油封唇口的間隙較小，保護(hù)套壁厚較薄，機(jī)械加工無法實(shí)現(xiàn)或加工出來的保護(hù)套磨損太快，一般的情況下保護(hù)套的壁厚在0.4～0.6mm之間），因此，經(jīng)常采用下列兩種方式：（a）在花鍵上套上保鮮膜；（b）在花鍵上涂抹潤滑脂；（c）采用合理軸向及徑向定位基準(zhǔn)。

裝配前，要檢查油封裝配部位（如孔、軸或其它需穿過油封唇口的裝配部件）不允許有傷痕、毛刺及涂料銹蝕等。在裝配油封前檢查油封應(yīng)清潔并完好無損，油封的外徑、主唇口裝配時(shí)必須涂一層鈣基潤滑脂或鋰基潤滑脂（特殊要求的除外）。

3.3 油封運(yùn)輸保管方面

（1）在運(yùn)輸及保管的各個(gè)環(huán)節(jié)不能用線或繩將油封穿在一起，以避免損壞唇口；

（2）為了降低現(xiàn)場環(huán)境（浮塵、鐵屑等顆粒物）對油封性能的影響，要求生產(chǎn)車間按照生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行油封包裝的拆除，同時(shí)要求油封不得放置在潮濕和距離熱源較近的位置；

（3）取拿、轉(zhuǎn)運(yùn)和安裝油封時(shí)，嚴(yán)禁直接用手把握唇口部位，否則極易引起唇片折傷、改變唇片的定型尺寸；

（4）暫時(shí)不用的油封，應(yīng)妥善保管，防止沾上油污、灰塵或太陽暴曬。

4 結(jié)語

除以上解決措施外，還可以從以下方面進(jìn)行排查：檢查系統(tǒng)工作溫度、油的潤滑狀況（油量不足會加快磨損；油過量則油溫升高），相配件同軸度及粗糙度，檢查是否因潤滑油變質(zhì)而造成油封唇口腐蝕、發(fā)脹、變形等。

本文從油封結(jié)構(gòu)改進(jìn)及相關(guān)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝裝配方案、油封運(yùn)輸保管方面介紹了一些解決油封漏油的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際處理時(shí)，還需具體問題具體分析。