大型鋁合金油箱滲漏問題工藝研究

牛帥帥，閆佳佳，黃愛斌，董小強(qiáng)，馬 爽，魏龍濤

(1.山西航天清華裝備有限責(zé)任公司，山西 長治 046000；2.火箭軍裝備部駐長治地區(qū)軍事代表室，山西 長治 046000)

1 問題的提出

大型鋁合金液壓油箱(下面簡稱油箱)作為某產(chǎn)品車液壓系統(tǒng)的重要組成部分，為液壓系統(tǒng)提供液壓油，是液壓系統(tǒng)的動力來源，油箱主要由框架、各蓋板組合、液位計、清洗蓋、空濾及相應(yīng)緊固件和密封件組成。

產(chǎn)品車在使用過程中，用戶經(jīng)常反饋油箱在清洗蓋密封墊、清洗蓋螺栓、液位計處存在油液滲漏問題(見圖1)。山西航天清華裝備有限責(zé)任公司每次接到維修任務(wù)后，普遍采取更換液位計密封墊、對清洗蓋緊固螺栓進(jìn)行二次緊固等措施來解決，但經(jīng)過一段時間使用后，會再次出現(xiàn)油液滲漏問題，未能從根本上解決油箱的滲漏問題，這種淺層次的維修不僅僅是對人力、物力資源的浪費(fèi)，同時對于公司的形象也造成了一定的負(fù)面影響。

圖1 油液滲漏位置

針對產(chǎn)品車中普遍存在的“跑冒滴漏”現(xiàn)象，用戶提出了具體專項整治要求，要求將油箱的滲漏問題作為一項專題進(jìn)行研究，最終給出有效的解決方案。

因此，我們有必要挖掘出油箱滲漏的根本原因，徹底解決油箱的滲漏問題，在滿足用戶提出的實際要求的同時，提升公司的對外形象，降低用戶的抱怨率。

2 方案制定

本文針對油箱滲漏問題進(jìn)行分析，提出相關(guān)解決方案，并對每個方案進(jìn)行分析及驗證，最終在正式產(chǎn)品中實際應(yīng)用，解決方案流程見圖2。

圖2 油箱滲漏解決方案流程圖

3 方案實施

3.1 增加油箱清洗蓋擰緊力矩要求

針對油箱清洗蓋密封墊處滲漏且二次緊固有滲漏緩解的問題，對清洗蓋緊固螺栓增加擰緊力矩要求，同時考慮到油箱為鋁合金材質(zhì)，后續(xù)產(chǎn)品車調(diào)試還需要多次拆卸清洗蓋，因此在清洗法蘭安裝孔上增加鋼絲螺套(見圖3)，以提高螺紋孔的使用壽命。通過油箱密封試驗驗證，對擰緊力矩進(jìn)行量化和精確控制，并正式落實到工藝文件中。

圖3 增加鋼絲螺套圖4 清洗蓋螺栓孔處鑄造沙眼

3.2 油箱清洗蓋篩選

在油箱使用過程中發(fā)現(xiàn)，部分產(chǎn)品在清洗蓋緊固螺栓處也存在滲漏的現(xiàn)象，在施加擰緊力矩后，其他位置密封墊處不再滲漏，但緊固螺栓處的滲漏仍未解決?，F(xiàn)場對存在該問題的清洗蓋進(jìn)行拆解，發(fā)現(xiàn)這些清洗蓋螺栓安裝孔處存在密集的細(xì)小鑄造沙眼，后對整批清洗蓋進(jìn)行了清查，發(fā)現(xiàn)凡是清洗蓋螺栓緊固位置存在滲漏的，在清洗蓋安裝孔處均存在不同程度的鑄造沙眼(見圖4)，這些沙眼直接造成了清洗蓋處油液的滲漏。

由于清洗蓋為貨架產(chǎn)品而非定制產(chǎn)品，通過與設(shè)計、用戶、采購廠家及車間操作溝通，在工藝文件中增加安裝孔處的外觀檢驗要求，且在后續(xù)清洗蓋采購時，增加廠內(nèi)復(fù)驗，設(shè)置復(fù)驗工裝，對清洗蓋進(jìn)行密封試驗，篩選出滿足使用要求的清洗蓋方可在油箱上正式使用。

3.3 更換密封墊規(guī)格，提升密封可靠性

在分析油箱滲漏問題原因時，提出對清洗法蘭平面度進(jìn)行檢測。檢測后發(fā)現(xiàn)，雖然清洗法蘭在焊接時采取了防變形工裝，但仍然存在一定程度的變形，通過測量3套油箱的清洗法蘭，清洗法蘭的平面度在0.2 mm～0.45 mm間不等，如圖5所示。

圖5 油箱清洗法蘭及密封墊

由于油箱內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，清洗法蘭無法進(jìn)行焊后加工，因此提高清洗法蘭的平面度難度非常大，通過各方討論，最終將清洗蓋密封墊厚度由3 mm更換為5 mm，通過增大壓縮量彌補(bǔ)由于平面度大導(dǎo)致的滲漏隱患。

3.4 更換空濾，徹底解決油箱滲漏問題

在廠內(nèi)跑車及用戶使用過程中發(fā)現(xiàn)，油箱在使用一段時間后，當(dāng)打開空濾(見圖6)時會發(fā)出輕微的爆破聲，通過對多臺車廠內(nèi)跑車時的跟蹤檢查，發(fā)現(xiàn)跑車時間越長，打開空濾時的爆破聲越大，證明油箱內(nèi)部與外界不聯(lián)通。

圖6 油箱空濾

后與油箱設(shè)計人員溝通，油箱滲漏是否與空濾有關(guān)聯(lián)，跑車時油箱油液溫度升高，油箱內(nèi)部壓力增大，形成憋壓，將油箱內(nèi)油液向外擠壓，最終從油箱最薄弱的清洗蓋和液位計處滲出，因此，建議設(shè)計時可否更改空濾，保持油箱內(nèi)外聯(lián)通，使油箱內(nèi)部壓力釋放。

考慮到前期其他產(chǎn)品油箱選用的無背壓空濾在跑車時發(fā)生了油液從油箱頂部濺出的情況，為此在某一臺產(chǎn)品車上進(jìn)行試驗驗證，保證跑車時空濾處無油液濺出。后按設(shè)計給定的無背壓空濾，在產(chǎn)品車上進(jìn)行了跑車試驗驗證以證明無背壓空濾可以滿足實際使用需求。

4 結(jié)論

通過實施這4條改善措施，在后續(xù)多個批次的交付產(chǎn)品車上進(jìn)行了驗證，截止目前為止，未再發(fā)生過油箱滲漏，證明上述措施切實可行，徹底解決了油箱的滲漏問題。在其余產(chǎn)品中也存在類似結(jié)構(gòu)油箱，可將該成果應(yīng)用于其余產(chǎn)品油箱中，預(yù)防油箱滲漏問題的出現(xiàn)。