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挖掘机工作装置销轴与轴套防尘秘籍

流动机械 小编 42次浏览 0个评论 扫描二维码

挖掘机工作装置销轴与轴套之间产生摩擦,需要加注润滑脂。为了防止润滑脂渗漏,避免沙土等污物进入销轴与轴套的缝隙污染润滑脂,造成销轴及轴套加速磨损,需在轴套外侧安装防尘圈。

1.防尘圈结构及密封原理

(1)结构

防尘圈主要由密封圈、加强骨架、外壳等组成,如图1所示。密封圈设有密封唇,根据用途不同,分为单唇和多唇。密封圈材质为丁晴橡胶(NBR),加强骨架、外壳材质为08#冲压钢板。加强骨架可增加密封圈刚度,外壳可使防尘圈在座孔中安装牢固,不会脱落,且便于防尘圈的装配。

挖掘机工作装置销轴与轴套防尘秘籍

密封圈使用温度约为-30°C~+100°C,与销轴摩擦面的运动速度≤1m/s,要求耐磨、耐热、气密及耐水性能较好。

(2)密封原理

防尘圈在自由状态下,其唇口内径比销轴直径略小,具有一定过盈量。防尘圈装配后能形成0.25~0.5mm宽的密封接触环带。润滑脂渗入防尘圈刃口与转轴之间密封环带,可形成极薄的油膜,该油膜可防止销轴和密封圈磨损、发热及润滑脂外溢,从而实现密封。防尘圈的密封能力取决于密封面油膜厚度,油膜厚度过大,防尘圈容易泄漏;厚度过小,会造成唇口与销轴的干摩擦,导致销轴与唇口两者之间的磨损。

防尘圈唇口具有自润滑性、低摩擦系数等特性,能降低磨损。其唇口尖锐的唇形结构能阻止灰尘、气体、颗粒物及水分等外界污染物侵入密封销轴摩擦面,起到密封隔离作用,保证润滑的稳定性。

2.相关技术参数

(1)防尘圈

防尘圈的密封部位分为动态密封部分及静态密封部分。静态密封部分为防尘圈外缘与座孔之间的密封,动态密封部分为密封唇与销轴之间的密封。防尘圈参数一般只给出内径、外径及厚度。

防尘圈外壳的外缘需有30°~45°的倒角,以便于装配。有些防尘圈外壳上设计沟槽,可以增加附着力,避免防尘圈歪斜、转动和脱落。

(2)安装孔

通常防尘圈安装孔的精度要求不低于H8,表面粗糙度Ra不大于3.2μm,表面粗糙度Rmax不大于12.5μm。为了便于防尘圈装配,轴和座孔应加工出15°~30°倒角,倒角表面的粗糙度Ra应小于3.2μm。

(3)销轴

销轴与防尘圈接触部位的精度为h9,销轴表面粗糙度Ra不大于0.63μm,表面粗糙度Rmax不大于0.2μm;销轴的粗糙度过大或过小,都会造成防尘圈的泄漏与磨损。销轴表面硬度HRC应大于35~55,硬度层深度应大于0.3mm。

销轴端部应设有倒角和圆角,直径小于40mm的销轴圆角R为4mm,倒角长度L为2.5mm;直径为40~65mm的销轴圆角R为5mm,倒角长度L为3mm;直径为65~140mm的销轴圆角R为5mm,直径大于140mm的销轴倒角长度L为3.5mm。倒角上不应有毛刺、尖角、加工痕迹,否则容易划伤防尘圈唇口,造成防尘圈泄漏,倒角长度L与圆角尺寸R如图2所示。

挖掘机工作装置销轴与轴套防尘秘籍

3.防尘圈的安装

(1)安装前的准备工作

安装前,应检查防尘圈密封唇口不得有损伤、凸凹、变形,加强骨架与外壳不得有损伤、变形、锈蚀等缺陷。防尘圈应保持清洁,不能有沙土和灰尘等异物,这些异物容易造成防尘圈泄漏。

应检查销轴表面与唇口接触区域必须光滑无瑕疵,若轴径表面粗糙度低或有锈斑、锈蚀、毛刺或棱角等缺陷,可用细砂布或油石打磨光滑。如果座孔表面过于粗糙,应当涂抹密封胶。

(2)防尘圈安装方向

安装防尘圈时一定要注意安装方向,主唇口倾斜方向必须与润滑脂储存方向相反,不能装反(参见图3),否则主唇口起不到密封作用,会导致润滑脂外溢。

挖掘机工作装置销轴与轴套防尘秘籍

安装防尘圈时,要在其外表面、唇口涂上适量润滑脂,安装中要确认防尘圈压入腔体内部是否周正,压入深度是否符合要求。

(3)装配方式

防尘圈装入座孔时,应根据防尘圈实际尺寸选用适宜的工装压入,以防止防尘圈变形、损坏。当防尘圈外平面高于座孔外平面时,压装工装直径应比防尘圈外径大5~10mm;当防尘圈外平面低于座孔外平面时,工装压板直径应比防尘圈小0.5~1mm。压装时采用压力机,避免受力不均匀造成防尘圈变形。在没有压力机的情况下,应选用合适的挡板作为工具,需均匀对防尘圈施加压力。不能用锤子直接敲击防尘圈,以防造成防尘圈变形,绝对不可倾斜强制压装防尘圈。

4.防尘圈漏油原因分析

防尘圈密封不严是造成漏油的主要因素。防尘圈密封出现问题,要查看密封失效的具体因素,区分漏油是设计、制造、装配因素,还是环境、保养因素,并根据实际情况加以解决。

(1)设计因素

密封结构设计和防尘圈的选配非常重要。若设计时防尘圈选用不合理,没有考虑到油脂与密封材料的相容性,防尘圈的极限压力、工作速度、环境温度等使用条件,防尘圈就有可能出现润滑脂泄漏。

(2)制造因素

防尘圈有严格的尺寸及形位公差、表面处理及粗糙度要求。如防尘圈座孔的尺寸超差或失圆,防尘圈外圆与座孔配合的尺寸公差不符合标准,会造成静态密封表面变形,导致渗漏。

(3)装配因素

防尘圈装配不当容易造成润滑脂泄漏。在装配中如果野蛮操作,就容易造成密封唇口撕裂、翻卷、变形等。应使用柴油清洗防尘圈,若用汽油清洗则容易老化、失去弹性。

(4)环境因素

挖掘机恶劣工况容易引起防尘圈唇口龟裂、在防尘圈密封刃口上出现裂纹,使污染物嵌入防尘圈裂纹处的外面及刃口上,造成销轴表面和密封唇边缘过早磨损。

(5)保养因素

定期向销轴处加注润滑脂,既可防止销轴在干摩擦状态下运转,可使陈旧、变质及干涩的润滑脂排出,以防止润滑脂失效,还可使密封唇边沿的杂质排出以减小防尘圈唇口的磨损。将密封唇口处干涩的润滑脂挤出,防止防尘圈密封唇缘处被干涩的润滑脂托起,引发润滑脂泄漏。

作者:王绪桥 郇秀荣 朱广亮

本文选自《工程机械与维修》杂志2017年第12期


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