柴油机弹性联轴节甩油问题的分析及建议

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1、柴油机弹性联轴节甩油问题的分析及建议程迪,俎以宏(郑州铁路职业技术学院,河南郑州450052)摘要:通过对弹性联轴节甩油问题的分析,找出问题的原因,并提出针对性的改进措施。关键词:柴油机;弹性联轴节;甩油;建议1问题的提出弹性联轴节甩油是在内燃机车柴油机上经常发生的惯性质量问题,它不但会影响到柴油机的外部清洁,增大机油耗量,还会被牵引电机吸入,影响牵引发电机的正常工作。2甩油问题的原因分析现在装车的各种型号柴油机用弹性联轴节的结构形式有两种,图1为Ⅰ型,图2为Ⅱ型。这两种弹性联轴节结构上尽管有一定差别,但原理基本都

2、是一样的,由曲轴中心孔来的压力机油充满着整个弹性联轴节内部,当柴油机转速发生变化时,簧片被迫弯曲,挤压内部的机油在各节流缝隙间流动。联轴节内部机油不能立即排出,形成瞬时高压,此时,任何一个密封环节出了故障,高压机油就会从这些部位挤出。同时,机油随着高速转动的曲轴被甩向连接箱的内壁,严重时透过连接箱的通风网甩向机器间两侧墙和地板,这种现象被称为弹性联轴节甩油。这两种弹性联轴节结构上的区别主要在油路上,Ⅰ型弹性联轴节进回油共用一条油路;Ⅱ型弹性联轴节进油和回油分开,在回油路上有节流孔,设计较为合理,但运用中柴油机机油的

3、清洁度很难保证,弹性联轴节内部沟徊较多,机油流速缓慢,油垢极易积存、沉淀,节流孔经常被堵死,造成回油困难。因此,在实际运用中,Ⅱ型弹性联轴节的故障高于Ⅰ型弹性联轴节。图1Ⅰ型弹性联轴节1—主键;2—O型密封圈;3—齿轮盘;4—中间组件;5—主动盘;6—螺栓。从各种统计数字上看,弹性联轴节甩油主要发生在花键轴下齿轮盘间的密封圈(图中A位置)和连接螺栓处(图中B位置),这两项占弹性联轴节甩油事故的95%以上。另外,在中间体与齿轮盘或主动盘的结合处、后密封盖处也有甩油现象发生。下面分别针对这2种甩油现象进行分析。2·1花

4、键轴与齿轮盘(或侧板)密封圈处漏油(1)密封圈质量不过关。从分解的各种出现甩油的弹性联轴节来看,大部分O型密封圈出现了较严重的塑性变形,如某机务段的DF4型3295号机车,在段运用仅两个月,密封圈变形量都在0·5mm以上;再者,密封圈的一些制造缺陷,如裂纹、硬度不合适等,也是造成弹性联轴节甩油的重要因素。(2)装配时不按技术工艺作业,造成密封圈扭曲或啃切。图2Ⅱ型弹性联轴节1—主键;2—O型密封圈;3—齿轮盘;4—中间组件;5—主动盘;6—螺栓。(3)花键轴粗糙度偏高或有拉伤等缺陷,加速了密封圈的磨损。(4)花键轴

5、轴径、齿轮(或侧板)内径磨损超限,导致橡胶圈压缩量不足。(5)簧片磨损量大(超过1mm),使中间体相对于花键轴的转角过大,同样加速了密封圈的磨损。(6)联轴节内部清洁度差,尤其是Ⅱ型联轴节,积存的油泥阻塞了联轴节回油路上的阻尼孔,造成高压机油不能及时排出。(7)联轴节各回转件不同心,曲轴或联轴节端跳超差,联接箱与曲轴不同心等,造成电机与曲轴不同心。这些因素造成联轴节在径向上受力不均,密封圈压缩不一致,最终造成密封圈的偏磨和漏油。2·2连接螺栓处漏油(1)由于中间组件(如图3)各支撑块不在一个平面上,造成高压油通过支

6、撑块与齿轮盘、主动盘的缝隙中流入螺栓孔中(螺栓与孔配合间隙很大),再加上螺母底面或防松用的波形垫缺陷,使机油通过波形垫或螺母底面与齿轮盘的结合处甩出。(2)齿轮盘定位止口过低,使簧片组件与齿轮盘存在间隙,机油直接流入M20螺栓孔内,通过波形垫片流出。图3中间组件1—支撑块;2—簧片组件。3建议(1)把原来O型密封圈材料由丁睛橡胶改为氟橡胶,以提高其弹性、耐磨性和使用寿命;将密封圈线径由原来14·8±0·2mm增加到15·5±0·1mm,以增加密封圈的压缩量;把分型面由中间位置改为45°方向,以减少径向缺陷;严格

7、控制O型密封圈的硬度在邵氏70~80之间。(2)严格控制各配合尺寸的尺寸公差和形位公差,超差者进行焊修加工处理。(3)降低各接触面的粗糙度,如花键轴、主动盘与“O”型密封圈的结合处粗糙度保证在Ra0·8以下。(4)提高组装质量,用专用工装检查弹性联轴节,主、从动盘同轴度控制在0·2mm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,以防O型密封圈啃切。(5)检查簧片组件中各支撑块侧面平齐度在0·3mm以内,超过0·3mm进行磨削处理,但磨削量不得大于0·5mm;检查簧片及花

8、键轴的磨损量不得大于1mm。(6)检查中间组件定位止口和齿轮盘止台高度,要求中间组件定位止口尺寸比齿轮盘尺寸小0·1~0·15mm,既保证密封圈压缩量,又能使齿轮盘与支撑块侧边密贴。(7)在中间块的螺栓孔周围涂一圈密封胶,以提高密封效果。