基于預防的齒輪箱漏油應(yīng)對措施研究

王曰輝， 景朝輝， 柴希， 翟晶

（太原重工股份有限公司齒輪傳動分公司，太原030024）

0 引 言

齒輪傳動裝置滲漏油是普遍存在的現(xiàn)象，齒輪箱發(fā)生滲漏不僅會對齒輪箱外表面零件造成污染，而且會造成潤滑油的損失，導致潤滑不良，造成零件的損壞和機器失效，尤其對于冶金、風電等特殊行業(yè)，齒輪箱失效會造成較大的經(jīng)濟損失，甚至會造成嚴重的事故[1]。本文借鑒現(xiàn)代企業(yè)精益生產(chǎn)管理理念和先進的質(zhì)量管理模式，結(jié)合工作實踐中遇到的問題，查閱相關(guān)文獻[2-12]，對齒輪箱易發(fā)生滲漏油的部位進行分析總結(jié)，旨在提出基于預防的處理措施。

1 滲漏部位原因分析及相應(yīng)措施

1.1 機體分箱面或機體與透蓋結(jié)合面之間滲漏

機體分箱面或機體與透蓋結(jié)合面之間是常見的發(fā)生滲漏的部位，該部位發(fā)生滲漏的原因主要有以下幾個方面：

圖1 改進前箱體結(jié)構(gòu)

圖2 改進后箱體結(jié)構(gòu)

1）材質(zhì)及零件鑄造工藝性分析。QT400-18AL因具有常溫下沖擊韌度較高、脆性轉(zhuǎn)變溫度低、低溫韌性好等優(yōu)點而被廣泛使用，但球墨鑄鐵在鑄造時，其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)容易受到鑄造工藝參數(shù)波動的影響，在其內(nèi)部形成一些氣孔、砂眼等鑄造缺陷。目前風電齒輪箱箱體及其透蓋多采用該種材質(zhì)，在粗加工后的UT探傷過程中，發(fā)現(xiàn)凸臺處出現(xiàn)缺陷的可能較大，如圖1所示。

相應(yīng)措施：a.該位置處于箱體的下方，且位于出油口，粗加工后做為重點UT探傷部位，精加工后復探，以便發(fā)現(xiàn)缺陷后及時采取修復措施，探傷時缺陷面積較小?？刹扇∪缦路椒ǎ菏紫劝聪嚓P(guān)規(guī)定做滲漏實驗，存在漏油情況時，可擴孔并將砂眼打磨去除（打磨深度根據(jù)零件壁厚決定），然后用鑄鐵修復劑修復，完全固化后鏜孔保證孔表面加工質(zhì)量，鑲過盈套后重新做滲漏，無滲漏可使用，否則報廢，QT類零件不允許補焊。b.改進鑄造工藝。對于加工過程中常發(fā)生缺陷的部位，在鑄造工藝上采取相應(yīng)的措施。c.修改零件結(jié)構(gòu)。將加工過程中易出現(xiàn)缺陷的部位，如凸臺處等改變零件結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

2）接合面加工精度不符合要求，加工表面粗糙度太差，存在毛刺等造成密封不嚴導致漏油。相應(yīng)措施：保證零件精加工質(zhì)量，裝配前采用大油石將結(jié)合面推光，去除毛刺等。

3）箱體個別地方壁厚太薄，鉆螺紋孔等盲孔時易出現(xiàn)鉆透現(xiàn)象。相應(yīng)措施：a.適當增加零件壁厚；b.鉆孔時嚴格控制底孔深度；c.若鉆通，且位置位于分箱面之上并且鉆通處孔不規(guī)則時，可用鑄鐵修復劑修復，避免修復物落入齒輪箱內(nèi)，造成更嚴重的后果。

4）設(shè)計不合理，回油孔可能出現(xiàn)倒流現(xiàn)象。由于潤滑管路設(shè)計不合理，造成潤滑軸承的油由回油孔側(cè)外流，并順透蓋結(jié)合面滲出。相應(yīng)措施：a.將箱體處回油孔傾斜角度加大；b.增加外部回油管路，集油罩處油通過管路流回齒輪箱內(nèi)。

5）結(jié)合面裝配時未按要求涂樂泰膠或樂泰膠未固化即試車。結(jié)合面裝配過程中涂膠不均勻，或邊角部位易出現(xiàn)漏涂現(xiàn)象，裝配后樂泰膠未固化就開始試車等導致結(jié)合面滲漏。相應(yīng)措施：a.制定相應(yīng)的操作規(guī)范，按要求涂樂泰膠，避免出現(xiàn)漏涂現(xiàn)象；b.齒輪箱裝配后在進行跑合試驗前，必須保證工藝規(guī)定時間，以確保密封膠完全固化。

6）透蓋、分箱面等處螺栓拉力不夠或把合力矩不均勻。由于透蓋、分箱面處螺栓未按規(guī)定力矩把合或把合過程中未按裝配工藝要求把合。相應(yīng)措施：a.螺栓擰緊時按規(guī)定的力矩扳手擰緊；b.螺栓擰緊時必須按一定排序（對稱）分多遍擰緊。

7）安裝時有雜物進入。相應(yīng)措施：裝配前必須清理、清洗各零件，保證零件表面無毛刺、無污物。

8）齒輪箱未設(shè)計通風罩或通風罩堵塞。在封閉的齒輪箱里，齒輪嚙合發(fā)出熱量，隨著運轉(zhuǎn)時間的增加，使齒輪箱內(nèi)溫度逐漸升高，而齒輪箱內(nèi)容積不變，箱內(nèi)壓力也隨之增加，箱體內(nèi)潤滑油經(jīng)飛油，灑在齒輪箱內(nèi)壁。由于油的滲透性比較強，在箱內(nèi)壓力下，油便從密封不嚴處滲漏出來。相應(yīng)措施：設(shè)計通風罩且通風罩尺寸滿足要求，定期對通風罩進行清洗。

9）視孔蓋蓋板太薄，擰緊螺栓后易發(fā)生變形，使結(jié)合面不平，從接觸縫隙漏油。相應(yīng)措施：選擇合理厚度的視孔蓋蓋板。

10）鑄件未進行退火或時效處理，未消除內(nèi)應(yīng)力，發(fā)生變形，產(chǎn)生間隙，導致滲漏。相應(yīng)措施：對影響較大的鑄件增加退火或時效處理工藝。

1.2 管路接頭處滲漏

1）齒輪箱上的螺紋孔、油孔等尺寸在加工過程中，由于齒輪箱端面與螺紋孔及油孔中心線垂直，進而密封不嚴造成漏油。相應(yīng)措施：a.有些螺堵需用端面密封，精加工前檢查機床精度，盡量鉆、攻、锪在一次裝夾中完成，保證端面與螺孔垂直；b.加嚴檢驗，使用直角樣板檢測螺孔垂直度。

2）管路接頭松動。造成管路接頭松動的原因可能有加工螺紋底孔時孔徑太大或未按要求擰緊。相應(yīng)措施：a.加工螺孔時按工藝要求選擇合適的底孔鉆頭，螺孔加工后使用通止規(guī)按規(guī)定比例抽檢；b.必須按工藝要求緊固管路各接頭；c.裝配前將螺紋用清洗劑清洗干凈，按裝配要求涂樂泰膠，必要時纏繞樂泰55管道魔繩。

3）油孔及潤滑管道阻塞或管徑不滿足使用要求。相應(yīng)措施：a.檢查各油孔、潤滑管路是否通暢，有無異物阻塞；b.選擇合適的潤滑油路管徑。

4）油壓太大。相應(yīng)措施：使用專業(yè)的油壓測量工具檢測管路中油壓是否滿足設(shè)計要求。

1.3 軸套與軸之間滲漏

1）密封結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。相應(yīng)措施：改進方案見文獻《軋機用減速機輸入輸出軸漏油改進措施》和《冶金企業(yè)用減速機漏油問題的綜合治理方案與實踐》[13-14]。

2）相關(guān)零件配合尺寸超差。相應(yīng)措施：加工過程中嚴格控制零件尺寸精度。

1.4 運行操作不當引起的滲漏

1）齒輪箱加油過多。相應(yīng)措施：確定合理的潤滑油量，并在相應(yīng)位置標記最高、最低油位，試車和運行過程中嚴格按要求加注潤滑油。2）油標中未設(shè)計通氣管路或油標裝配時空氣未排除干凈。相應(yīng)措施：設(shè)計排氣管路，加滑潤油后檢查油標中有無空氣。3）潤滑油選擇是否合適（黏度較低）。相應(yīng)措施：根據(jù)產(chǎn)品使用工況，選擇合適的滑潤油型號。

1.5 焊接部位引起的滲漏

相應(yīng)措施：對起密封作用的焊縫，用煤油滲漏法檢驗焊縫的致密性（試驗溫度不得低于5℃，先將白粉漿涂于焊縫正面，晾干后在焊縫背面刷煤油，滲透30 min后觀察，白粉上有無油痕）。

2 基于預防的全員參與應(yīng)對措施

2.1 全面質(zhì)量精益管理

全面質(zhì)量管理[15]，是以質(zhì)量為中心，以全員參與為基礎(chǔ)，旨在通過讓顧客和所有相關(guān)方受益而達到長期成功的一種管理途徑，是一種預先控制和全面控制制度，正如質(zhì)量是設(shè)計出來的，是制造出來的，不是檢驗出來，對加工制造過程中發(fā)現(xiàn)的問題，進行全面的分析總結(jié)，采取對應(yīng)的措施，制定合理的控制手段和標準化作業(yè)流程來消除不良缺陷，提升產(chǎn)品整體質(zhì)量。

在齒輪箱全生命管理周期內(nèi)，以最終用戶滿意作為我們實施全面質(zhì)量管理的總目標，以工序為關(guān)注焦點，下道工序即為上道工序的客戶，上道工序為下道工序提供產(chǎn)品或服務(wù)，并對質(zhì)量負責，下道工序有責任和義務(wù)做為上道工序的檢驗者，對上道工序提供的產(chǎn)品進行把關(guān)，由于下道工序把關(guān)不嚴，對可能由于上道工序過失造成的零件報廢或者返修，由上、下道工序的操作人員共同接受處罰。

圖3 基于預防的齒輪箱漏油控制流程

由造成齒輪箱各類滲漏油缺陷的原因分析可知，引起齒輪箱滲漏油存在于齒輪箱制造的各個階段，包括設(shè)計、加工、裝配，試車、運行等環(huán)節(jié)。完全消除齒輪箱滲漏油故障，需要全員參與，尤其是設(shè)計和工藝編制需作為重點組成部分納入全面質(zhì)量管理體系。從設(shè)計源頭開始把關(guān)，工藝人員在齒輪箱加工、裝配工藝性設(shè)計審查環(huán)節(jié)，根據(jù)實際經(jīng)驗對第一部分討論中可能出現(xiàn)故障部位重點審查，及時提出修改意見。同時，在加工、裝配工藝編制過程中也需全面考慮，使工藝更加合理。

質(zhì)量管理的核心思想在于預防，在生產(chǎn)實踐中經(jīng)常發(fā)生同類的缺陷反復出現(xiàn)，造成這種現(xiàn)象的原因主要在于：一是缺陷產(chǎn)生的原因分析不清，沒有找到根源，相應(yīng)的糾正措施不完善，不能從根本上解決這類問題；二是管理制度不到位，產(chǎn)生問題的根源已經(jīng)非常明確，操作人員在實際工作過程中仍然按照錯誤的操作方法在執(zhí)行，沒有及時形成標準化的作業(yè)流程。要把精益生產(chǎn)的理念與全面質(zhì)量管理結(jié)合起來，真正達到做正確的事情并一次即把事情做正確。

2.2 基于預防的齒輪箱漏油控制流程

根據(jù)第一部分造成齒輪箱各類滲漏油缺陷的原因分析可知，引起齒輪箱滲漏油存在于齒輪箱制造的各個階段，包括設(shè)計、加工、裝配，試車、運行等環(huán)節(jié)。全面質(zhì)量管理全員參與的特點和理念，完全適用這一改善過程，在此基礎(chǔ)上，形成如圖3所示的基于預防的全員質(zhì)量改進流程圖，從設(shè)計源頭開始制定各階段相應(yīng)的預防與糾正措施，實施全過程質(zhì)量監(jiān)控，達到全員參與的目標，通過不斷循環(huán)改進，制定最終的標準化作業(yè)指導和操作規(guī)范，消除齒輪箱滲漏油的出現(xiàn)，避免由返修、返工、售后維修造成的各種浪費。

3 結(jié)論

實踐表明，引起齒輪箱滲漏油的原因存在于齒輪箱設(shè)計、制造的各個階段，通過齒輪箱常見的滲漏油部位產(chǎn)生原因及采取的糾正措施分析，形成基于預防的質(zhì)量改進流程，全面實施質(zhì)量管理和精益生產(chǎn)，消除齒輪箱滲漏油現(xiàn)象。

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