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拖拉机变速箱骨架油封装配工艺改进

2016-01-06

李风娥，轩留永，冯彦峰

（拖拉机股份有限公司第三装配厂，洛阳　471004）

　　摘　要：拖拉机变速箱油封漏油一直是高频率故障，严重影响拖拉机的声誉和使用。油封装配工艺不当引起油封唇口撕裂、翻卷等是造成油封漏油的主要原因，该文介绍了油封装配的工艺及改进方法。

　　关键词：拖拉机变速箱；骨架油封；装配工艺

　　0　引言

　　变速箱是拖拉机的核心部件，其故障率的高低严重影响拖拉机产品的声誉。变速箱油封漏油问题一直是拖拉机出现高频率故障的主要原因，对拖拉机漏油问题的处理一般都是后期发现、后期补救。拖拉机漏油，轻则浪费油料、污染地面以及使传动系统状态不稳定；重则损坏机车以致操纵失灵，造成人机事故，给用户造成不必要的损失^[1]。提前发现问题，并且制定预防措施，将漏油问题控制在拖拉机下线之前，这不仅是对用户负责，同时也是对企业负责。

　　1　拖拉机变速箱结构

　　拖拉机变速箱的种类有很多，图1所示是其中一种的局部结构，它是拖拉机传动系的一部分，其前端通过离合器与发动机相连，后端与传动系的后变速箱总成相连。此种变速箱的主动轴上有两个骨架油封，即油封1和油封2，油封1装在主动轴孔内，油封2装在主动轴轴承盖上。这两个油封一旦漏油就会带来很多问题：一是维修难度大，要拆发动机，把传动系的前后变速箱断开，将配合的传动轴拆下等；二是泄露的传动系润滑油若进到离合器中，会使离合器失灵，带来严重的安全问题。在装配这两个骨架油封时使用正确的装配方法、正确的装配工具尤为重要。

　　2　传统骨架油封装配工艺存在的问题

　　2.1装配工装不合理

　　传统骨架油封装配工装不合理，压入油封时容易使油封歪斜。图2a是拖拉机变速箱的主动轴轴承盖油封装配示意，图2b是主动轴孔内油封装配示意。这种装配方法是先把油封装到油封压头上，然后再将油封对准油封座孔，用铜棒敲击油封压头，将油封压入孔内。这种方法的不足之处是油封在接触座孔的孔口时难以放正，压入时又是靠操作工用铜棒敲击油封压头实现，经常会造成油封装配歪斜，又因油封外圆与座孔过盈量大，压入过程中这种歪斜很难纠正，严重时会出现油封外圆切圈。

　　2.2油封座孔的孔口倒角不合理

　　一般情况下，油封座孔的孔口倒角为15°～30°（与孔中心线的夹角），深度为1.5～2mm，而实际为1×45°，孔口留有尖角，这样会划伤油封外圈。

　　2.3油封唇口易划伤

　　当主动轴轴承盖往主动轴上装配时，主动轴端部的花键易把油封唇口划伤或者使油封的紧箍弹簧脱落。

　　3　骨架油封装配工艺分析

　　3.1装配要求

　　骨架油封一般由橡胶密封体、金属骨架和紧箍弹簧3部分组成。骨架油封与轴、油封座孔的配合是过盈配合，油封唇口与轴的过盈量为1～2mm，油封外径与油封座孔的过盈量为0.15～0.35mm。骨架油封密封性的好坏，与油封本身结构设计的合理性、橡胶密封体材料的选用、油封与轴和孔的配合间隙大小以及装配质量等有很大的关系。据分析，油封漏油中的80%是因为油封安装不当造成的，如装配时倾斜太大，偏心安装、倾斜安装、密封唇口撕裂、变形、翻卷和紧箍弹簧脱落等，均会造成油封漏油。其中，油封倾斜安装、偏心安装、密封唇口撕裂和变形又是造成油封漏油的主要因素。

　　3.2装配工艺

　　（1）装配前，检查油封座孔的内壁有无碎屑、划痕、灰尘和铸造砂粒等，并涂润滑脂，清洗轴表面和油封座孔以及油封。

　　（2）压装油封的工装要合理。一是工装上要确定台阶尺寸H，保证对油封压入深度起到定位作用；二是压油封压头的外圆d₁要小于油封外径0.5～0.7mm，这样可使施力点在骨架油封的金属骨架上，避免油封变形。

　　（3）施力方式正确，避免油封变形。应均匀敲击油封压头将油封装入壳体孔内，不得用榔头直接敲击油封，以免造成油封变形。

　　（4）当油封唇口通过轴上的花键、键槽、沟槽和螺纹等时，要使用油封导套，这样可以避免油封唇口被撕裂损坏或紧箍弹簧脱落等。根据经验设计的油封导套内孔比花键轴外径大0.15～0.2mm，Z小壁厚0.8mm，外圆要磨削或抛光，光洁度在Ra0.8左右为好。

　　4　改进后的骨架油封装配工艺

　　4.1改进后的工装结构形式

　　（1）为了实现油封在压入过程中不歪斜，一是装油封的工装在零件上要有可靠的定位，二是压装过程中油封及工装始终处于竖直位置，即不歪斜。改进后的油封装配工艺如图3所示，分上下两部分，上部分是油封压头，轴颈d₁与油封唇口配合，d₁尺寸比油封唇口直径小0.5mm，便于油封装上。为防止划伤油封唇口，d₁轴端设计1.5×30°倒角（与轴心线的夹角）。轴颈d₂起导向作用，d₂尺寸与油封外径一样。下部分是导向座圈，它通过轴承盖上的轴承座孔D₁实现可靠定位，轴承盖上的轴承座孔D₁与油封座孔D₂是同心的，用轴承座孔定位就可以保证导向座圈孔D₃与油封座孔D₂也同心。导向座圈外径d₃与轴承座孔D₁为小间隙配合，导向座圈孔径d₃比油封压头轴颈d₂小0.05～0.08mm，压入油封时油封压头就可以顺着导向座圈孔顺利将油封压入孔中。线尺寸h₁与h₂是保证油封压入深度的。

　　（2）为了实现油封压入时受力均匀且施力点在油封压头的中心处，压入方式由原来的用铜棒敲击油封压头改为用压床压。具体操作方法是，将导向座圈装到轴承盖上，将油封装到油封压头上，小心将油封及压头装到导向座圈孔中，用手略施力将油封装到轴承盖孔口，当用手压不动时即可，把轴承座放到液压机的工作台上，启动压床操作按钮将油封压入。