CDC-16搗固車發(fā)動(dòng)機(jī)彈性聯(lián)軸器故障分析
2018-10-15
摘 要:本文簡單分析了引起CDC-16搗固車發(fā)動(dòng)機(jī)彈性聯(lián)軸器故障的幾個(gè)因素,并提出減少彈性聯(lián)軸器故障的幾點(diǎn)建議,探討提高CDC-16搗固車彈性聯(lián)軸器使用壽命的方法。
關(guān)鍵詞:CDC-16搗固車;彈性聯(lián)軸器;使用壽命
1 前言
CDC-16搗固車(以下簡稱道岔搗固車)是技術(shù)成熟的多功能大型養(yǎng)路機(jī)械,整車長32.2m,車身質(zhì)量99t,由一臺V型12缸風(fēng)冷增壓發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,其輸出動(dòng)力為348kW。本車采用液力機(jī)械傳動(dòng)和靜液壓傳動(dòng)兩套傳動(dòng)方式,分別滿足高速走行和作業(yè)走行的不同要求。由于其設(shè)計(jì)應(yīng)對道岔及復(fù)雜線路的作業(yè)工況,因此道岔搗固車是工務(wù)部門不可或缺的大型養(yǎng)路機(jī)械,適用于各種線路及復(fù)雜站場的搗固作業(yè)。
2 問題情況
我段是全路引進(jìn)和使用道岔搗固車較早的單位,目前共有12臺道岔搗固車在全局各條站線進(jìn)行線路及道岔的搗固作業(yè)。從1999年至今,這12臺道岔搗固車均多次出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)彈性聯(lián)軸器作業(yè)中損壞這一嚴(yán)重故障,給施工及行車安全帶來極大的安全隱患。
搗固車發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是彈性聯(lián)軸器,它的主要任務(wù)是連接傳動(dòng)軸,將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩向下傳遞。彈性聯(lián)軸器依靠橡膠元件來減緩發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出過程中的機(jī)械沖擊,其性能特點(diǎn)完全符合搗固車動(dòng)力傳遞的特殊性,在各型搗固車中廣泛使用。
與道岔搗固車相比,這些車型發(fā)動(dòng)機(jī)滿一個(gè)大修周期都鮮見彈性聯(lián)軸器故障。根據(jù)統(tǒng)計(jì),我段道岔搗固車的發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)大修周期內(nèi)平均要更換彈性聯(lián)軸器兩次及以上,并且我段規(guī)定將其列為年檢必須拆卸檢查的項(xiàng)目之一,由此可見道岔搗固車發(fā)動(dòng)機(jī)彈性聯(lián)軸器故障率較高,故障發(fā)生頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其設(shè)計(jì)使用壽命。
3 檢查分析
對幾次彈性聯(lián)軸器的故障案例進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)彈性聯(lián)軸器損壞均是由于橡膠元件開裂、脫落引起的。機(jī)組也普遍反映,故障發(fā)生時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪處會出現(xiàn)較大的煙并伴有刺鼻的橡膠燒焦味,進(jìn)而造成整車動(dòng)力喪失。針對這一情況我們認(rèn)真分析了道岔搗固車彈性聯(lián)軸器的使用及安裝環(huán)境,發(fā)現(xiàn)道岔搗固車彈性聯(lián)軸器的安裝與其他車型有以下幾個(gè)方面的不同:
1.道岔搗固車高速軸的安裝方式與其他搗固車稍有不同(與DC-32搗固車對比):采用非水平狀態(tài)安裝,發(fā)動(dòng)機(jī)與ZF變速箱之間大致呈10°角傾斜,而其他車型發(fā)動(dòng)機(jī)與ZF變速箱之間的高速軸基本呈水平狀態(tài)安裝,如圖1、圖2所示。
翻閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料,發(fā)現(xiàn)“萬向軸主動(dòng)軸與被動(dòng)軸的夾角愈大,則被動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速愈不均勻,因此引起的沖擊振動(dòng)和附加扭矩也愈大”。道岔搗固車的傳動(dòng)軸主動(dòng)軸與被動(dòng)軸之間的夾角遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他車型,使傳動(dòng)軸沖擊振動(dòng)和附加扭矩大大高于其他車型,并且這些振動(dòng)和扭矩將直接作用于彈性聯(lián)軸器。長期處于這種高強(qiáng)度振動(dòng)和附加扭矩環(huán)境下,聯(lián)軸器橡膠元件容易產(chǎn)生疲勞開裂,進(jìn)而引起故障損壞。
2.傳動(dòng)軸周圍倉壁有鋰基酯飛濺現(xiàn)象,判斷傳動(dòng)軸萬向節(jié)油封密封易損,造成油脂損失較快、萬向節(jié)磨損,如圖3、圖4所示。
搗固車的高速軸為十字節(jié)萬向傳動(dòng)軸,十字節(jié)中間有潤滑油注油孔,按照保養(yǎng)規(guī)定,發(fā)動(dòng)機(jī)每運(yùn)轉(zhuǎn)50h需要注油一次。但是相同結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)軸,為何其他車型出現(xiàn)油脂飛濺的情況較少呢?經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),道岔搗固車的發(fā)動(dòng)機(jī)倉不同于其他車型,基本為全包圍的隔音型倉室,其他車型為半敞開式發(fā)動(dòng)機(jī)倉,包圍式隔音倉室的散熱效果遠(yuǎn)低于敞開式,高速軸長期處于高速、高溫的工作環(huán)境中,萬向節(jié)油封容易受熱失效,并且萬向節(jié)中的鋰基脂受高溫影響流動(dòng)性變強(qiáng),極易從萬向節(jié)油封中甩出,潤滑效果變差,萬向節(jié)易磨損進(jìn)而造成傳動(dòng)軸抖動(dòng)。
3.傳動(dòng)軸動(dòng)平衡狀態(tài)不能準(zhǔn)確掌握,現(xiàn)場判斷能力不強(qiáng)。
傳動(dòng)軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于離心力的作用會產(chǎn)生軸向不平衡,為了消除這個(gè)不平衡量,傳動(dòng)軸在出廠前均應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡的檢驗(yàn),增加平衡塊來消除軸向不平衡,減少傳動(dòng)軸的振動(dòng)。但是由于我們的傳動(dòng)軸在日常安裝和使用過程中不斷拆卸、安裝,動(dòng)平衡狀態(tài)容易被破壞,進(jìn)而引起傳動(dòng)軸的振動(dòng),加劇彈性聯(lián)軸器的損害。由于機(jī)組在日常工作中無法判斷傳動(dòng)軸動(dòng)平衡是否正常,而且目前我段在傳動(dòng)軸拆卸和檢查后沒有進(jìn)行動(dòng)平衡檢查這一項(xiàng)目,因此這個(gè)問題較為隱蔽,容易被忽視。
4 分析總結(jié)
從以上三點(diǎn)可以看出,聯(lián)軸器在日常工作中的工況較惡劣,受到傳動(dòng)軸夾角造成的振動(dòng)、動(dòng)平衡不準(zhǔn)確造成的振動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸產(chǎn)生的扭力等多種復(fù)合作用,橡膠元件長期處于疲勞狀態(tài),極易損壞。其中傳動(dòng)軸非水平安裝是導(dǎo)致聯(lián)軸器過早損壞的重要原因,因此要想徹底的消除這個(gè)故障隱患,只能從傳動(dòng)軸安裝位置重新布局方面去解決。但是受到車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的限制,這個(gè)故障隱患將始終伴隨著道岔搗固車。我們只能從側(cè)面去預(yù)防這個(gè)問題,從而延長聯(lián)軸器的使用壽命。檢修作業(yè)過程中要增加傳動(dòng)軸動(dòng)平衡項(xiàng)目,減少因動(dòng)平衡問題造成的傳動(dòng)軸振動(dòng),同時(shí)機(jī)組必須做到定期檢查彈性聯(lián)軸器,按規(guī)定進(jìn)行萬向節(jié)潤滑油脂加注,在日常使用過程中如發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)抖動(dòng)加劇、雜音增大、聯(lián)軸器處有膠塊掉落的跡象時(shí)應(yīng)立即停機(jī)拆卸檢查,提前更換,防止故障惡化。
(上海大型養(yǎng)路機(jī)械運(yùn)用檢修段 樊波)