轮式装载机干式驱动桥故障反馈及分析改进

轮式装载机干式驱动桥故障反馈及分析改进  驱动桥位于轮式装载机传动系统的末端，其主要功用是将传动轴传来的转矩传递给驱动轮，以降低变速箱的输出转速，增大输出扭矩，同时使两轮边具有差速功能，以实现轮式装载机的转向。除此之外，驱动桥还承担着支承整机重量和传力的作用。通常，干式驱动桥总成主要由驱动桥壳体、主减速器总成（含差速器）、轮边减速器总成、制动钳以及全浮式左右半轴等部分组成。通过对２００５年和２００６年干式驱动桥外反馈来看，其故障主要表现为以下几个方面。一、主减速器总成（含差速器）部分１、差速器坏通过对整桥进行放油，可发现桥内油液污染较为严重，油品颜色发黑，并有刺鼻气味，油液脏（内有杂质、磨屑等）；挚片、齿面出现磨损。这主要是由于驱动桥密封圈损坏，引起外部灰尘、杂质进入；同时，驱动桥内齿轮件的表面缺陷所产生的金属磨屑也会进入到油液之中。改进措施：(1)定期更换润滑油，保证油液清洁；(2)改进设计，将桥壳主传动放油螺塞设计为带磁性的油塞，以吸附磨屑。齿面出现早期缺陷，如磨损、点蚀、胶合等；齿面出现早期接触疲劳或齿根弯曲。点蚀一般发生在前桥。改进措施：(1)加强对主、从动螺旋锥齿轮、半轴齿轮、行星锥齿轮等齿面硬度、热处理以及齿形加工误差的控制。(2)调整主、从动螺旋锥齿轮啮合印痕，使其达到合理的齿面接触区域。(3)调整轴承游隙，使轮齿沿齿长方向磨损均匀，并减小冲击和噪声。差速器壳、十字轴、半轴齿轮、锥齿轮及挚片的磨损严重，导致差速器损坏。改进措施：优化差速器壳的剖分面，使其通过十字轴各轴颈的中心线。止推螺栓间隙调整不当或磨损后间隙超差（磨损后未重新调整），使从动锥齿轮支承刚度不足，变形量大，轮齿受载不均匀。改进措施：(1)装配时从动锥齿轮背面和止推螺栓末端的间隙应调整到０．２５～０.４０ｍｍ；(2)使用一段时间后要重新调整。２．主减速器油封漏油，输入法兰及主动锥齿轮花键跳动量大，油封座和轴承套同轴度累积误差大，法兰轴径和座腔同轴度偏差大，使油封的密封唇偏心接触，加快磨损，缩短了油封的使用寿命，出现漏油故障。装配时，未清洗输入法兰轴表面和油封座安装座孔，或油封没装，发生扭曲。输入法兰轴表面粗糙度未达到要求。改进措施：(1)加强过程控制，在装配油封时，用设备压入；(2)改进设计，采用两道油封密封结构，加强密封效果；改进设计，采用止口和定位套结构。二、轮边部分１．轮边漏油：密封件装配面本身质量低，如尺寸超差、精度低、热处理不到位等，均会引起密封面漏油。旋转轴唇形密封最重要的作用面是在密封唇和轴表面间的接触面，此接触面对防漏和使用寿命有着重要意义。对拆下的骨架油封进行检查，发现唇口有被磨平的痕迹，轮边支承轴也存在磨痕，但未发现有渗漏油痕迹。改进措施：(1)在密封件装配面上，表面应没有螺线，最好经切入磨削或滚子挤压加工。一般圆柱外表面粗糙度要求为０．２～０．８，硬度至少为５５ＨＲＣ（在有介质污染、或尘埃侵入时）。(2)轮毂与支承轴之间的密封采用双油封，直接与支承轴配合，这样可有效改善漏油现象。(3)轮边油封处速度低，采用丁腈橡胶油封即可，但要保证油封及相关件本身质量。２．轮边打坏：主要表现为内齿圈打齿。改进措施：(1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度；(2)许可范围内采用大变位系数，以增大综合曲率半径；(3)采用粘度较高的润滑油。３．半轴断。改进措施：对半轴重新优化设计，提高强度及刚度。三、桥壳部分１．反馈情况：主要是前桥壳体产生变形与裂纹和轮边减速支承轴轴承安装面磨损。前桥桥壳开裂的主要部位为，车架安装座与壳体变截面连接的附近区域和支承轴、桥壳以及制动支架三者的密集焊接区域；而桥壳变形主要是前桥桥壳的整体弯曲变形；支撑轴轴承安装面的磨损主要在轮毂内侧轴承安装处（靠近制动钳端）。２．故障分析：车架安装座与壳体变截面连接的附近区域开裂主要是由于该处壁厚，截面尺寸和过渡圆弧偏小，引起应力集中。改进措施：通过ＰＲＯ／Ｅ有限元的定量比较分析，合理设计桥壳的抗弯和抗扭截面模量ｗ和过渡圆弧值Ｒ，分散应力。支承轴、桥壳以及制动支架三者密集焊接区域开裂主要是由于焊缝集中，焊后产生的残余应力不可避免地在近缝区产生微裂纹，在不平路面上行驶及紧急制动时，在该部位产生冲击载荷与峰值应力导致微裂纹的加速扩展。改进措施：设计上尽量将支承轴、桥壳以及制动支架三者的焊缝间距拉大；同时采用“Ｕ”形坡口焊缝形式，提高其承载能力和焊接质量；并且要求焊后缓冷保温，避免形成淬硬组织、冷裂而造成裂纹源。桥壳的弯曲变形危害最大，变形后将改变壳体上零件间的相对位置精度及齿轮间的啮合关系，该故障一般是整体变形（含焊接变形），市场反馈较少，主要原因是壳体整体刚度与强度不足。改进措施：设计时适当加大安全系数；铸造时彻底进行时效处理以及焊后变形校正。支承轴轴承配合面的磨损是由于该处表面精度和表面质量存在缺陷；表面接触强度达不到侧滑所承受的极限载荷。改进措施：设计时提高表面加工精度，同时对该表面及其圆弧过渡处进行高频淬火与表面强化处理，以提高其疲劳寿命。四、制动钳部分制动钳部分反馈的主要问题有：制动钳漏油、刹车活塞外矩形圈，防尘罩损坏、制动钳密封件损坏、刹车钳抱死、活塞不回位和刹车盘断裂或磨损。前五种故障的主要原因为矩形圈损坏。改进措施：为减少高温对矩形圈的影响，将制动盘往里移，远离轴承高温区，有利于散热。同时选用性能好的乙丙橡胶材料，最高使用温度１５０℃，正常５０～１３０℃，优于丁腈橡胶；同时增加防尘罩的厚度。对于后一种情况，主要原因为制动盘太薄，改进措施为加大刹车盘厚度和采用强度高的材料，增大强度。