幾種傳動(dòng)系統(tǒng)零件的耐壓性試驗(yàn)

王作超

（山推工程機(jī)械股份有限公司，山東 濟(jì)寧272073）

0 引 言

山推大馬力推土機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的部分鑄件由于鑄造缺陷或內(nèi)部油道鉆通造成油液滲漏，系統(tǒng)壓力損失嚴(yán)重影響整機(jī)的使用性能。因此零件在加工完成后、裝配之前，都需要進(jìn)行耐壓性試驗(yàn)，要求不得滲漏或者破損，避免因缺陷件在裝配、工況試驗(yàn)后拆機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。耐壓試驗(yàn)主要有氣壓、油壓和盛水試驗(yàn)3種。油道通常采用油壓試驗(yàn)，主要檢測(cè)鑄件油道有無(wú)鑄造或加工缺陷；箱體或者殼體零件通常采用氣壓或者盛水試驗(yàn), 主要檢測(cè)鑄件表面有無(wú)鑄造缺陷（氣孔、砂眼等），盛水試驗(yàn)因微小裂紋導(dǎo)致的泄漏不容易觀察且鑄件加工面接觸水之后容易銹蝕，故很少采用。下面就幾個(gè)典型零件耐壓性試驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)作以詳細(xì)介紹，一般試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.5～2.0倍[1]。

表1 各種耐壓性試驗(yàn)的壓力參數(shù)（試驗(yàn)用油SAE10W-30，保壓時(shí)間10 min，溫度20 ℃）

1 試驗(yàn)設(shè)備

油壓耐壓性試驗(yàn)用油為冬夏通用牌號(hào)SAE10W-30，W前的是冷啟動(dòng)指數(shù)，10W表示機(jī)油在零下25 ℃不凝固。W后面的數(shù)字-30指機(jī)油黏度，相對(duì)而言30是比較稀的機(jī)油。壓力來(lái)源為便攜式手動(dòng)液壓泵，注油口在尾部，擰開(kāi)后蓋即可注油。液壓泵最大壓力為10 MPa,接口為Rc3/8（本文均為英制）外螺紋，必要時(shí)可增加帶有Rc3/8內(nèi)螺紋的過(guò)渡板進(jìn)行密封與連接，因液壓泵容量有限，工裝與工件裝配好之后加壓之前最好先用油注滿油道，節(jié)省打壓時(shí)間。打壓完成之后，應(yīng)先對(duì)液壓泵進(jìn)行卸壓再進(jìn)行拆卸，以免油液飛濺。

氣壓壓力源為風(fēng)壓機(jī)，快換接頭接氣管，快換接頭另一端為R1/4外螺紋，外螺紋與工裝或零件Rc1/4內(nèi)螺紋連接。一般將零件沒(méi)入盛水池（加防銹劑）觀察是否有氣泡產(chǎn)生。打壓接頭和絲堵需要輔以生料帶纏繞進(jìn)行封堵。

2 轉(zhuǎn)向油缸體

轉(zhuǎn)向油缸體壓力油道由T部油道和環(huán)形油道組成，環(huán)形油道與活塞配合，試驗(yàn)油壓要求4.0 MPa，T部油道與蓋板采用O形圈密封，環(huán)形油道采用白色聚四氟乙烯密封環(huán)密封，密封環(huán)彈性較小，在安裝時(shí)使用尖細(xì)的錐子將密封環(huán)緩緩滑入密封槽，以防抻壞、變形，影響打壓效果；應(yīng)始終保持1.0×1.9密封環(huán)槽朝向與液壓油流向相對(duì)，正確朝向確保密封效果[2]。一般情況下，安裝在工裝上的密封環(huán)經(jīng)檢查無(wú)損傷后可以重復(fù)使用，工件上的為一次性使用，試驗(yàn)合格后，換用新的密封環(huán)進(jìn)行裝配。其余油道為潤(rùn)滑油道，試驗(yàn)油壓為0.75 MPa，壓力較小，φ5、φ14光孔與潤(rùn)滑油道相通，可以在φ5、φ14光孔末端分別增加工藝絲孔M6、M12，螺栓纏以生料帶進(jìn)行封堵，密封效果良好。后續(xù)應(yīng)對(duì)產(chǎn)品圖樣進(jìn)行更改，增加工藝絲孔來(lái)完成轉(zhuǎn)向油缸體的耐壓性試驗(yàn)。

圖1 轉(zhuǎn)向油缸體打壓示意圖

3 軸承座

軸承座主油道部分（F-F視圖截面中φ11.5及G-G視圖中2-φ8.5油道）試驗(yàn)壓力要求3.0 MPa，其中φ11.5孔與底面另一φ11.5孔相通，兩處2-φ8.5孔分別與圓周側(cè)面2-φ8.3孔相通，2-φ8.5孔末端采用兩個(gè)Rc1/8絲堵密封，φ11.5孔末端接一打壓過(guò)渡接頭，一端R1/4外螺紋與工件連接，一端Rc3/8內(nèi)螺紋與液壓泵接頭連接，中間φ6孔鉆通用以注入液壓油。考慮到底部φ11.5孔與圓周側(cè)面φ8.3孔不容易密封且孔深較短，發(fā)生泄漏的可能性微乎其微，故將底部φ11.5孔與圓周側(cè)面2-φ8.3孔加工工序移至打壓工序之后。通過(guò)調(diào)整工序來(lái)完成軸承座的耐壓性試驗(yàn)。

圖2 軸承座打壓示意圖

4 上蓋

上蓋油道主要由轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和潤(rùn)滑三種類型油道組成，其中轉(zhuǎn)向油道兩條，試驗(yàn)油壓4.0 MPa；制動(dòng)油道兩條，試驗(yàn)油壓4.0 MPa；潤(rùn)滑油道兩條，試驗(yàn)油壓0.75 MPa。在零件頂部留一Rc3/8螺紋孔進(jìn)行注油加壓，其余出口用悶板、絲堵等封堵[3]。此零件油道口眾多，最大的局限性在于圖3所示大蓋板的密封，所有油道口都在鑄造沉臺(tái)的底部，上部平面空間有限，無(wú)法使用O形圈密封，先后采用膠墊、石棉墊密封。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，膠墊通常被壓潰，壓潰部位通常在標(biāo)注“▲”的油道通往右側(cè)最近螺栓孔的方向，而且膠墊長(zhǎng)時(shí)間使用后容易老化，故采用石棉墊密封。石棉墊加涂抹密封膠效果良好，但石棉墊不能多次使用，需要經(jīng)常更換，工作效率低。

圖3 上蓋打壓示意圖

5 油缸體

油缸體油道打壓要求4.5 MPa,由右側(cè)油道加中間環(huán)形部分油道組成，共有4個(gè)出口，分別采用O形圈、螺塞進(jìn)行密封。而此油缸體打壓的問(wèn)題多發(fā)點(diǎn)在于鑄造孔左側(cè)出口處，此處密封采用上下兩個(gè)O形圈封堵，采用整體芯軸發(fā)現(xiàn)O形圈多次切封，經(jīng)拆卸分析，切封是由鑄造孔出口處與內(nèi)孔加工面交界處尖角劃傷的?？梢圆捎脙煞N方案解決此問(wèn)題：1）方案一。將鑄造油道口上下兩過(guò)渡尖角修磨成倒角[4]，O形圈受到擠壓變形也偶爾出現(xiàn)損壞現(xiàn)象；2）方案二。采用分體芯軸的方式，即中間芯軸分為芯軸1和芯軸2，裝配時(shí)先裝入芯軸1，再裝O形圈，最后裝入芯軸2，O形圈再?zèng)]有出現(xiàn)切封現(xiàn)象，故打壓方案選用分體芯軸的方式。

圖4 油缸體打壓示意圖

6 結(jié) 論

膠墊和石棉墊密封效果差，需要經(jīng)常更換，工作效率低且成本高；密封環(huán)一經(jīng)安裝拆卸后不能重復(fù)利用且價(jià)格昂貴；O形圈密封效果好，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，工作效率高，因此在空間允許的情況下，最好采用O形圈進(jìn)行密封。因系統(tǒng)內(nèi)壓力較大（可聽(tīng)到油壓撐緊內(nèi)腔嘣嘣的聲音），為保證人身安全，應(yīng)設(shè)置必要的安全防護(hù)設(shè)施。

受打壓設(shè)備等條件的限制，在做耐壓性試驗(yàn)時(shí)持續(xù)加壓到目標(biāo)值，保壓一段時(shí)間后總會(huì)出現(xiàn)壓力表下降到某一數(shù)值不再變化。通常情況下，對(duì)于油缸體的耐壓性試驗(yàn)，加壓到4 MPa，保壓一段時(shí)間以后，壓力表指針下降到2.6～2.7 MPa之間，這就是所謂的壓力降，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行2～3次加壓，直至壓力表指針讀數(shù)不再變化，進(jìn)而達(dá)到圖樣設(shè)定的技術(shù)要求。

在進(jìn)行耐壓性試驗(yàn)之前，應(yīng)對(duì)照產(chǎn)品的圖樣，最好借用三維模型或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物對(duì)零件的油道走向、類型了解清楚，必要時(shí)可用記號(hào)筆做標(biāo)記，根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和壓力要求，選擇正確的密封和壓裝方式，在不影響產(chǎn)品性能的前提下，增加工藝絲孔，必要時(shí)可對(duì)產(chǎn)品加工工序進(jìn)行調(diào)整，在加壓前，上部留一Rc3/8螺紋孔進(jìn)行注油加壓，最好將不小心流到零件表面的油液清理干凈，以免影響觀察是否有油液浸出，進(jìn)而完成產(chǎn)品的耐壓性試驗(yàn)。耐壓性試驗(yàn)完成之后，先拆卸底部工裝，將油道內(nèi)油液控出來(lái)，寫(xiě)上編碼，做好記錄以備查閱，清理零件表面的殘余油污和生料帶，報(bào)檢查員檢驗(yàn)尺寸參數(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。