林義(yì)　何芳(fāng)　張錫(xī)傑　談(tán)健

引言

ty165a液力變矩器是ty165液(yè)力變(biàn)矩器的(de)改(gǎi)型産品。根(gēn)據使(shǐ)用中(zhōng)出現的軸承故(gù)障情況，通(tōng)過調(diào)查、分析和(hé)研究，對原(yuán)ty165液(yè)力變矩(jǔ)器内(nèi)部結構中(zhōng)的(de)軸承進行了(le)兩次重(zhòng)要的改(gǎi)進工(gōng)作。

1　7209軸承的(de)改進(jìn)

ty165a液(yè)力變矩(jǔ)器上(shàng)的7209ac/df軸(zhóu)承是(shì)以面對面配置(zhì)成對(duì)安裝的角(jiǎo)接觸球軸承。軸承的内(nèi)環(huán)安裝在輸出(chū)軸上，外(wài)環安裝在罩輪(lún)上，如圖1所(suǒ)示。這(zhè)對軸承的一個(gè)重要作(zuò)用是軸(zhóu)向定(dìng)位，保證液(yè)力變矩器的泵輪、渦輪(lún)和(hé)導輪(lún)之間的軸(zhóu)向安(ān)裝間隙，使液力(lì)變矩器(qì)在工作(zuò)時三(sān)輪不發生(shēng)碰撞和摩擦(cā)。在裝機(jī)使用100多台(tái)中，出現幾(jǐ)例7209ac/df軸(zhóu)承損(sǔn)壞情況。

1.1軸(zhóu)承(chéng)的損壞情況(kuàng)

根據對幾(jǐ)例(lì)軸(zhóu)承損壞(huài)情況的(de)檢查發現(xiàn)，在這(zhè)對面對面安裝的軸承(chéng)中，右邊(biān)軸承損壞(huài)嚴重，軸承内、外環滾(gǔn)道軸(zhóu)肩(jiān)被擠壓(yā)拓平(píng)位置如圖(tú)1所示，軸承(chéng)内環(huán)滾道左軸肩被(bèi)擠壓(yā)拓平(píng)，軸承外環(huán)滾(gǔn)道右軸(zhóu)肩被(bèi)擠壓(yā)拓平(píng)；尼龍(lóng)保持架扭(niǔ)曲斷裂；鋼(gāng)球表面磨損變形。而(ér)左邊軸承(chéng)基本(běn)無損(sǔn)壞。

1.2損壞原(yuán)因分析

推(tuī)土機(jī)的工(gōng)作狀(zhuàng)況是(shì)推土-倒退(tuì)-行走(zǒu)-推土，所以軸承(chéng)受到(dào)的軸向載(zǎi)荷也(yě)是頻(pín)繁變(biàn)動的，軸承的(de)内(nèi)、外環(huán)分别随輸(shū)出軸和罩輪旋轉，内(nèi)、外環(huán)的相(xiàng)對轉速在(zài)很大(dà)範圍(wéi)之間也頻繁變動(dòng)。特别在(zài)推土遇(yù)到大石(shí)塊或樹根時，載(zǎi)荷突(tū)然升高，罩(zhào)輪随發動機轉(zhuǎn)速不變(biàn)，輸出軸(zhóu)轉速迅速下降、扭矩(jǔ)迅速增大(dà)，軸(zhóu)承内、外環的(de)相對轉速也就(jiù)突然(rán)提高(gāo)，并同時受(shòu)到(dào)很大的軸向(xiàng)沖擊載荷。

從(cóng)右邊軸承内(nèi)、外環滾道(dào)軸肩被擠(jǐ)壓拓平的(de)位置看(kàn)，罩輪上(shàng)對軸(zhóu)承的軸向(xiàng)沖擊載荷力的(de)方向(xiàng)是(shì)向左(zuǒ)的(de)；從右邊軸承内(nèi)、外環(huán)滾(gǔn)道軸肩(jiān)被擠壓拓平的(de)程度看，右邊軸(zhóu)承頻繁受(shòu)到的(de)向左的(de)軸(zhóu)向沖(chòng)擊載荷(hé)是很大(dà)的，造成滾道受(shòu)沖(chòng)擊的(de)一邊軸(zhóu)肩累積塑(sù)性(xìng)變(biàn)形而損壞(huài)，從而(ér)導緻(zhì)尼龍保持(chí)架扭(niǔ)曲斷裂；鋼(gāng)球表面磨損變(biàn)形。

左邊軸(zhóu)承基本無損壞說明(míng)成對安(ān)裝軸承(chéng)的預(yù)緊載荷量(liàng)不合适。

綜(zōng)上所(suǒ)述，右邊軸承(chéng)頻(pín)繁受到向(xiàng)左的軸向超載荷沖(chòng)擊是(shì)其損壞的(de)主(zhǔ)要原因。

1.3改進(jìn)措施

為提高這(zhè)對軸(zhóu)承在較為(wéi)惡劣工(gōng)作(zuò)條件(jiàn)下的可(kě)靠性，參(cān)考ty320液力變矩器(qì)中7215軸承提(tí)高可(kě)靠性的(de)措施，我們在(zài)軸承的配(pèi)置方式(shì)、内部結(jié)構和(hé)安裝方法(fǎ)幾方面提出專(zhuān)門的(de)改進(jìn)措施(shī)。

原7209ac軸(zhóu)承df組配方(fāng)式是面對面的(de)配置結(jié)構(gòu)，如圖(tú)2a所示。參考ty系列較大馬力(lì)的ty220、ty320液(yè)力變矩器(qì)中，相同結構處(chù)的7214bm/db、7215bm/db軸承db組配方(fāng)式的(de)背對背配(pèi)置結構，現(xiàn)選用的7209b/db軸(zhóu)承，其組配方式改為(wéi)背(bèi)對背的(de)配置結構(gòu)，如圖(tú)2b所示。從圖2對比(bǐ)中可看(kàn)出(chū)，圖2a中(zhōng)，因為軸(zhóu)承的25°壓力線構成(chéng)的壓力錐(zhuī)尖朝(cháo)裡，兩(liǎng)錐尖點的距(jù)離h小于(yú)支承軸承(chéng)間的距離，所以(yǐ)整個(gè)軸(zhóu)承支承(chéng)系(xì)統的剛性較(jiào)小。而(ér)圖2b中，因(yīn)為(wéi)軸承的40°壓(yā)力線構成的壓力錐(zhuī)尖朝(cháo)外，兩(liǎng)錐尖(jiān)點的(de)距離h大于(yú)支承軸承間的距離，所以(yǐ)整個(gè)軸承支承系統(tǒng)的剛性較大，能(néng)承受較大(dà)的傾(qīng)覆力(lì)矩，特别是(shì)軸承間(jiān)距較小時，這(zhè)種優越性(xìng)更為(wéi)突出(chū)。

1.3.1軸承(chéng)内部結構的改(gǎi)進

對7209軸承内部結構進行(háng)了以(yǐ)下幾點的改進(jìn)：①原ac型(xíng)25°接觸角改(gǎi)選為b型40°接(jiē)觸角(jiǎo)的7209b軸承；②選擇滾(gǔn)道兩邊軸(zhóu)肩是(shì)直徑(jìng)不相(xiàng)同的(de)内環；③選(xuǎn)用(yòng)耐高溫黃銅實(shí)體保(bǎo)持架的7209bm/db軸(zhóu)承，保持架(jià)為(wéi)鋼(gāng)球引(yǐn)導的(de)錐台式保持架(jià)；④根據載荷(hé)情況和使用要求選取z合适的輕預緊變形量，在軸(zhóu)承(chéng)代号上(shàng)加後(hòu)置代号a。[1]

1.3.2軸(zhóu)承安裝方法的(de)改進

按壓入法設計專用(yòng)工裝(zhuāng)來安裝這對軸承；編(biān)制合(hé)理的(de)安裝工(gōng)藝(yì)保證安裝質量。[1]

改選(xuǎn)的軸承代(dài)号為(wéi)7209bm/dba。在7209軸(zhóu)承改(gǎi)進後(hòu)，ty165a液力(lì)變(biàn)矩(jǔ)器的質量比(bǐ)較穩定(dìng)。

2　6311c4軸承的改(gǎi)進(jìn)

2007年(nián)5月下旬在(zài)甯夏(xià)銀川地區(qū)接連出現5起(qǐ)165a液力變(biàn)矩器中6311c4軸承的(de)損壞事(shì)故。在(zài)此(cǐ)之前我們提供的165a液(yè)力變矩器(qì)都未發生類似(sì)質(zhì)量事故(gù)，除甯(níng)夏銀川(chuān)地區外(wài)其他(tā)地區也未(wèi)出現類(lèi)似事件(jiàn)。我們(men)供應(yīng)給多(duō)家推(tuī)土機廠的(de)ty165系列(liè)液力變(biàn)矩器所(suǒ)用(yòng)的(de)6311c4軸承(chéng)也未(wèi)産(chǎn)生類似事件。

2.1施工(gōng)現場(chǎng)和軸承(chéng)的損壞(huài)情況

施工(gōng)現場是在銀川(chuān)小西(xī)湖中的長橋下(xià)，橋兩(liǎng)邊(biān)用泥土堆起攔水堤壩(bà)，ty165a推土機就在(zài)小西湖長橋(qiáo)橋洞(dòng)裡将爛泥推到橋洞邊，再由挖掘機(jī)将爛泥裝(zhuāng)上卡車運(yùn)走。雖(suī)然有(yǒu)兩邊泥土(tǔ)堆起的攔水堤壩，但(dàn)橋(qiáo)洞裡還(hái)是滿地稀泥，ty165a推(tuī)土機(jī)配備的是濕地(dì)作業(yè)的履(lǚ)帶，這(zhè)種(zhǒng)履(lǚ)帶比(bǐ)幹地作業的履(lǚ)帶寬(kuān)，履帶闆呈(chéng)三角形(xíng)，它(tā)能使(shǐ)推土機在(zài)濕地(dì)作業中履帶覆蓋面積(jī)大，履帶(dài)闆(pǎn)抓(zhuā)地深，在爛泥中(zhōng)不打滑，推(tuī)土有(yǒu)力。

在濕地(dì)上作業(yè)對推土機的要求是機(jī)身分(fèn)量要重，驅(qū)動馬力(lì)要大。通(tōng)過調查得知，ty165a推(tuī)土機選用的發動機(jī)的(de)額定功率比ty165推土(tǔ)機選(xuǎn)用的發動機的(de)額定功(gōng)率(lǜ)提高(gāo)了7.4%。ty165a推土機的機(jī)身分量也(yě)比ty165推(tuī)土機的(de)機身分(fèn)量重了1.5t。ty165a推土機(jī)是可(kě)在濕(shī)地上(shàng)作業(yè)的(de)推土機(jī)。

軸承的損壞情況是軸承(chéng)内、外(wài)環滾(gǔn)道對角軸(zhóu)肩被沖擊(jī)擠壓(yā)拓平，其被沖擊擠壓拓平的位置與(yǔ)第1章圖1中(zhōng)右邊7209軸(zhóu)承内、外環滾道對角軸(zhóu)肩被沖擊擠壓(yā)拓平(píng)的位置相(xiàng)同。鋼闆沖(chòng)壓保(bǎo)持架變(biàn)形斷裂(liè)，滾珠表面(miàn)磨損(sǔn)、破碎。

2.2軸承的支承結構和(hé)損壞原因分(fèn)析

ty165a液力(lì)變矩器(qì)的殼體(tǐ)與飛輪箱(xiāng)安裝(zhuāng)固定，導向盤和罩輪外(wài)齒圈分(fèn)别插入飛輪的(de)中心孔和内齒(chǐ)圈中。工作(zuò)時飛(fēi)輪通(tōng)過罩(zhào)輪帶動泵(bèng)輪旋轉。ty165a液(yè)力(lì)變矩器的軸(zhóu)承支承結構(gòu)如(rú)圖3所(suǒ)示，罩(zhào)輪和泵輪組(zǔ)件右邊(biān)支承(chéng)在nu217e軸(zhóu)承上，其右端面與殼(ké)體有(yǒu)5mm間隙，所以(yǐ)其右邊是(shì)遊動(dòng)支承；導(dǎo)向盤架(jià)在飛(fēi)輪的(de)中心孔裡，飛(fēi)輪中心(xīn)孔裡并無(wú)軸向(xiàng)限位，而罩(zhào)輪左(zuǒ)端面與飛(fēi)輪又(yòu)有一定間距，所(suǒ)以罩(zhào)輪和泵輪(lún)組件的軸(zhóu)向固(gù)定就靠7209bm/dba軸承，然(rán)而，7209bm/dba軸承的内環(huán)是安裝在(zài)輸出軸上(shàng)的，輸出軸(zhóu)的軸向固定(dìng)是(shì)靠6311c4軸承，因此，罩(zhào)輪和泵輪組件的軸(zhóu)向(xiàng)固定z終(zhōng)還要靠6311c4軸承來(lái)定位(wèi)的。

在(zài)第1節(jiē)中，分析(xī)造成7209ac/df軸(zhóu)承損(sǔn)壞的主要原因是頻(pín)繁受(shòu)到的向左的軸(zhóu)向超載(zǎi)荷(hé)沖(chòng)擊，而所采取(qǔ)的改(gǎi)進措施(shī)都(dōu)隻是(shì)增加軸(zhóu)承(chéng)承受(shòu)軸向超載(zǎi)荷沖(chòng)擊的(de)強度(dù)，并未有減小這(zhè)種軸(zhóu)向超(chāo)載(zǎi)荷沖擊(jī)力的改進(jìn)措施(shī)，在(zài)濕地(dì)作業中(zhōng)這種軸(zhóu)向(xiàng)超(chāo)載(zǎi)荷沖擊力更大(dà)。所以，從軸(zhóu)承支(zhī)承結構分(fèn)析，通(tōng)過7209bm/dba軸(zhóu)承的這種(zhǒng)軸向(xiàng)超載荷沖(chòng)擊力再通過輸(shū)出軸(zhóu)沖擊到6311c4軸(zhóu)承上，6311c4軸承(chéng)是深(shēn)溝球軸(zhóu)承，隻能(néng)承受(shòu)一定程度(dù)的軸向(xiàng)力，在頻(pín)繁受到的向左(zuǒ)的軸(zhóu)向超載荷(hé)沖(chòng)擊下就(jiù)承受不了(le)。其内(nèi)、外環(huán)滾道對(duì)角軸肩(jiān)被損壞(huài)的位置(zhì)與7209軸承内(nèi)、外環(huán)滾道對角軸肩(jiān)被損壞(huài)的位置相同(tóng)就證(zhèng)明了(le)以上的分(fèn)析。

2.3改進措(cuò)施(shī)

針對ty165a濕(shī)地作業(yè)的(de)特點(diǎn)，參考馬力更大(dà)的ty220型和ty320型(xíng)相同軸承支承結構中，該處(chù)都選擇了(le)qjf312和(hé)qjf313四(sì)點(diǎn)接觸(chù)球軸(zhóu)承，四點接(jiē)觸球(qiú)軸承(chéng)比深(shēn)溝球(qiú)軸承(chéng)可承受更(gèng)大(dà)的軸向(xiàng)力，相同尺(chǐ)寸的(de)四點(diǎn)接觸球軸(zhóu)承比深溝球軸承的基(jī)本額定(dìng)載荷(hé)要高21%。[2]從使(shǐ)用情況看，到目(mù)前已生産(chǎn)6000多台ty220都用(yòng)qjf312軸承，使用(yòng)質量穩定(dìng)，沒有軸承損(sǔn)壞情況。

qjf311軸承(chéng)的規(guī)格尺(chǐ)寸與6311c4軸承的規格尺(chǐ)寸(cùn)完全相同，所(suǒ)以用(yòng)qjf311軸承(chéng)代替6311c4軸(zhóu)承，在結(jié)構上對(duì)其他零(líng)件尺寸沒(méi)有任(rèn)何影響，在裝配(pèi)上端蓋必(bì)須壓住雙(shuāng)半外環，以(yǐ)保證qjf311軸承(chéng)在制(zhì)造好的遊隙中(zhōng)運轉。

3　結(jié)束(shù)語

經(jīng)過第二(èr)次(cì)軸承(chéng)改進後，陸(lù)續售(shòu)出(chū)近400台ty165a液力變(biàn)矩器，在近二(èr)年多的時間(jiān)裡沒(méi)有發生(shēng)7209bm/dba和(hé)qjf311軸承損壞的情(qíng)況。這(zhè)說明(míng)我們對軸(zhóu)承損壞原(yuán)因的(de)調查分析(xī)對路(lù)，采取的改進措(cuò)施有效。兩(liǎng)次改(gǎi)進(jìn)軸承的(de)方法(fǎ)雖然(rán)有所不同(tóng)，但兩處軸承的損壞是有其内(nèi)在聯(lián)系(xì)的，從ty165a液(yè)力變矩器的軸(zhóu)承支承結構分(fèn)析，找出兩處軸(zhóu)承損壞的(de)相同(tóng)原因(yīn)，通過(guò)提高(gāo)軸承承(chéng)受頻繁(fán)軸向超載(zǎi)荷沖(chòng)擊的(de)強度(dù)，提高(gāo)了ty165a液(yè)力變矩器(qì)的可靠性。

（來源(yuán)：液壓氣動與密(mì)封）