拖拉機油封漏油原因及解決措施

張展飛， 戈廣嶺

（第一拖拉機股份有限公司，河南洛陽471001）

1 引言

油封是農業機械和各類機械設備上的重要零件，它是用于對潤滑介質實施密封的一種產品，它將機械系統中需要潤滑的部件和其它部件分離開來，以確保潤滑油不會泄漏出去污染其它部件。油封漏油會導致潤滑油油量下降，影響機械的正常工作。有些油封的壽命長則一年，少則幾個月甚至三五天，因密封不嚴而漏油報廢。這一狀況嚴重影響了農業機械和各類機械設備的工作效率，不僅增加了油耗和生產成本，而且污染環境，降低了用戶對產品的滿意度。本文主要介紹拖拉機常見油封漏油部位漏油的原因及整改措施。

2 拖拉機常見漏油部位原因分析

油封密封原理為：（1）自由狀態下，油封唇口內徑比軸徑小，具有一定的過盈量。（2）安裝后，油封刃口的過盈壓力和自緊彈簧的收縮力對旋轉軸產生一定的徑向壓力。（3）工作時，油封唇口在徑向壓力的作用下，形成0.2～0.4mm寬的密封接觸環帶。在潤滑油壓力的作用下，油液滲入油封刃口與轉軸之間形成極薄的一層油膜。油膜受油液表面張力的作用，在轉軸和油封刃口外沿形成一個“新月”面防止油液外溢，起到密封作用。（4）對于油封骨架與座孔的密封靠骨架與座孔的過盈量來實現。

大馬力輪式拖拉機常見漏油部位的共同點在于：工作環境惡劣，工作時外界水、泥沙容易進入油封與軸、油封與座孔的配合面，從而因油封損壞而導致油封漏油，或工作時相關零件存在軸向竄動劃傷油封及系統回油不暢形成被壓造成油封漏油。

從油封的密封原理可知，油封漏油的主要原因在于：（1）“新月”面破壞（油封主唇口漏油主要原因）；（2）油封與座孔結合面（過盈量結合面）破壞。對上述主唇口漏油采用糾錯整改工具-5W2H＋28問（5W2H＋28問是質量問題分析的常用手段）的原因是：操作工（何人）裝配油封過程中（何時），油封唇口經過相配件花鍵（何地）時，花鍵劃傷（何原因）油封唇口造成的。

3 油封漏油改進措施

本文從油封產品結構設計及相配件結構設計、工藝裝配方案、油封運輸保管方面提出了改進措施。

3.1 油封產品結構設計及相配件結構設計改進

3.1.1 油封結構設計改進

傳統拖拉機底盤設計時油封結構為雙唇口。一個為主唇口，用來實現對潤滑油的密封，達到系統內的介質不會外泄；一個為副唇口，用來實現對外界雜質的密封，使外界雜質不會進行內部系統，如圖1所示。

通過金屬彈簧擠壓，使橡膠主唇口與軸形成0.2～0.4mm的接觸線，從而形成密封帶，實現對潤滑脂的密封，但是如果彈簧壓力過大會造成工作軸的磨損，彈簧過小則會導致密封帶密封不嚴造成漏油，或者由于潤滑脂的清潔度不高，內含的雜質在密封唇口處形成“油碳”污垢，使油封密封唇緣被托起，引發密封系統的泄漏故障。

針對上述問題，通過與不同油封廠家的接觸，將部分油封結構進行更改（工作軸需要有足夠的密封長度），油封結構更改后如圖2所示。

改進后的油封具有下述優點：油封唇口以面狀環抱的方式貼附跟隨于軸表面，并持續發揮密封功效，它產生的徑向抱軸力主要由唇口相對于軸的過盈量來保證和維持的。

3.1.2 油封相配件結構設計改進

圖1 原油封結構

圖2 改進后油封結構

圖3 改進前零件尺寸

圖4 改進后零件尺寸

提升系統油封漏油的主要原因是：提升軸油封兩端有提升用花鍵，而提升軸本身在提升系統里的軸向定位為單一螺栓定位，在工作時提升軸受到外力作用造成提升軸軸向竄動，從而使提升用花鍵與油封主唇口劃傷造成漏油，還有提升系統在系統回油的過程中，由于回油不及時，提升系統形成背壓，從而導致潤滑油從提升系統最薄弱環節泄漏出去。針對上述原因，對提升軸結構進行改進，適當加大油封工作軸光軸長度，減小花鍵長度，消除由于提升軸竄動而導致的油封主唇口劃傷造成的漏油，同時，對油封進行改進，選裝了承受背壓較高的油封。

3.2 工藝裝配方案

本文主要以動力引出系統油封漏油裝配工藝方案為例，介紹具體的改進方案。

3.2.1 改進前油封裝配方案

將油封套到油封導套后，將導套套到分動箱從動軸上，隨后，用手按住油封將油封導套從從動軸上抽出（當油封從A處移至B處后將導套抽出），最后使用油封壓頭進行油封壓裝，油封壓裝時采用壓頭內端面進行軸向定位，如圖5所示。

圖5 改進前油封裝配方案

更改前存在的質量隱患如下：（1）油封導套在設計時，沒有與油封壓頭設計相結合，造成油封在壓裝過程中再次被花鍵劃傷的可能性；（2）徑向定位尺寸設計與花鍵大徑的配合間隙單邊最大為0.35mm，是造成油封壓裝后與分動箱從動軸不垂直的一個主要原因；（3）工人在油封壓裝時用力較大，同時壓頭徑向定位尺寸間隙大，也是造成油封裝配后與從動軸不垂直的原因之一；（4）軸向定位尺寸原設計采用分動箱從動軸花鍵端端面定位，由于從動軸總長及花鍵長度為自由公差，油封壓入深度不易控制，是造成油封壓裝變形的一個重要原因。

3.2.2 改進后油封裝配工藝方案

油封套到油封導套后，將油封導套套到分動箱從動軸花鍵上，隨后使用油封壓頭進行油封壓裝，油封壓裝到位后，取下導套,如圖6所示。

圖6 改進前油封裝配方案

方案改進后的優點：①油封裝配過程中消除了油封分動箱從動軸花鍵劃傷油封因素；②經過對現場大量從動軸花鍵尺寸的測量及與廠家溝通，得知花鍵大徑尺寸精度可以控制在29.50-0.2范圍以內，因此減小了徑向定位公差，將導套與花鍵間隙縮小至單邊0.2mm范圍內，減少了由于徑向定位誤差造成的油封裝配后與從動軸不垂直的現象；③對工人進行培訓，在壓裝油封時手只是扶住壓頭，減小用力，同樣減少了油封裝配后與從動軸不垂直的現象。④經過與油封廠家技術交流及產品設計溝通，改變了油封壓頭軸向定位尺寸，將花鍵端面定位改為擋圈定位，使油封軸向定位尺寸得到了保證，避免了由于油封壓裝變形造成的漏油。

在裝配過程中，隨時都有可能遇到油封穿過花鍵這種情況，但不是所有的情況下都能使用保護套對油封進行防護（因為有些情況花鍵的大徑與油封唇口的間隙較小，保護套壁厚較薄，機械加工無法實現或加工出來的保護套磨損太快，一般的情況下保護套的壁厚在0.4～0.6mm之間），因此，經常采用下列兩種方式：（a）在花鍵上套上保鮮膜；（b）在花鍵上涂抹潤滑脂；（c）采用合理軸向及徑向定位基準。

裝配前，要檢查油封裝配部位（如孔、軸或其它需穿過油封唇口的裝配部件）不允許有傷痕、毛刺及涂料銹蝕等。在裝配油封前檢查油封應清潔并完好無損，油封的外徑、主唇口裝配時必須涂一層鈣基潤滑脂或鋰基潤滑脂（特殊要求的除外）。

3.3 油封運輸保管方面

（1）在運輸及保管的各個環節不能用線或繩將油封穿在一起，以避免損壞唇口；

（2）為了降低現場環境（浮塵、鐵屑等顆粒物）對油封性能的影響，要求生產車間按照生產節拍進行油封包裝的拆除，同時要求油封不得放置在潮濕和距離熱源較近的位置；

（3）取拿、轉運和安裝油封時，嚴禁直接用手把握唇口部位，否則極易引起唇片折傷、改變唇片的定型尺寸；

（4）暫時不用的油封，應妥善保管，防止沾上油污、灰塵或太陽暴曬。

4 結語

除以上解決措施外，還可以從以下方面進行排查：檢查系統工作溫度、油的潤滑狀況（油量不足會加快磨損；油過量則油溫升高），相配件同軸度及粗糙度，檢查是否因潤滑油變質而造成油封唇口腐蝕、發脹、變形等。

本文從油封結構改進及相關件結構設計、工藝裝配方案、油封運輸保管方面介紹了一些解決油封漏油的經驗，實際處理時，還需具體問題具體分析。