進(jìn)口液壓濕式制動器離合器檢修

周衛(wèi)兵，龔金利，陳學(xué)偉，熊四平

（1.常州中車鐵馬科技實業(yè)有限公司，江蘇 常州 213011；2.南通城市軌道交通有限公司，江蘇 南通 226000）

制動器離合器是大型設(shè)備傳動結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響整套設(shè)備性能。而制動器離合器摩擦副部分零件屬于易損易耗件，其整體較設(shè)備其他零部件容易出現(xiàn)故障。而國內(nèi)的大型設(shè)備用的大功率、大扭矩工業(yè)制動器離合器絕大部分采用國外進(jìn)口產(chǎn)品。當(dāng)出現(xiàn)故障時，國內(nèi)沒有相應(yīng)的維修和檢驗單位，通常采取直接更換的方式。通過文獻(xiàn)檢索，也僅找到部分故障排除的分析文獻(xiàn)，無產(chǎn)品檢修直接介紹資料。由于進(jìn)口產(chǎn)品價格高昂，造成了國內(nèi)公司設(shè)備維護(hù)成本大幅上漲。如果能采用國產(chǎn)的制動器離合器或在國內(nèi)建立一個檢修站，對尚有修復(fù)價值的制動器離合器進(jìn)行修復(fù)，其對于降低國內(nèi)企業(yè)的設(shè)備維護(hù)周期和成本具有重要意義。

我公司嘗試性地對某廠更換下的兩套1500t 和350t 擺剪用液壓濕式組合制動器離合器進(jìn)行了檢修工作。檢修完成后，設(shè)備運(yùn)行正常，作業(yè)效果良好。

1 產(chǎn)品故障現(xiàn)象

兩套擺剪用液壓濕式組合制動器離合器故障現(xiàn)象相近，均存在以下問題：①漏油，一箱液壓油，只能滿足8h 的工作，飛輪上有飛濺的油甩出；②振動，飛輪和離合器制動器運(yùn)轉(zhuǎn)時存在一定的晃動；③異響，飛輪轉(zhuǎn)動時及制動器運(yùn)轉(zhuǎn)時均存在金屬摩擦聲。

2 安裝及原理簡介

設(shè)備中濕式組合式制動器離合器安裝示意圖如圖1 所示。飛輪由電機(jī)驅(qū)動，其與輸入軸之間通過分離軸承，將運(yùn)動分離；離合器外殼與飛輪通過螺栓連接成一體，離合器芯軸與輸入軸連接為一體；制動器芯軸與離合器芯軸通過螺栓和圓柱銷連接為一體，制動器外殼與齒輪箱殼體通過螺栓固定。

圖1 制動離合器安裝示意圖

當(dāng)擺剪處于待剪狀態(tài)時，飛輪和離合器外殼在電機(jī)帶動下高速旋轉(zhuǎn)，擺剪刀頭與齒輪箱通過輸入軸與制動器處于制動狀態(tài)。

當(dāng)擺剪進(jìn)行剪切作業(yè)時，液壓推動離合器，使其松開制動器，并壓緊離合器，把飛輪的轉(zhuǎn)動通過離合器傳遞給輸入軸實現(xiàn)刀頭的剪切動作。

3 分解檢測與分析

3.1 制動器總間隙測定

制動器總間隙是保證離合器徹底分離和制動器制動響應(yīng)時間的重要參數(shù)。間隙過小離合器分離不徹底，擺剪刀頭不容易停止下來；間隙過大制動器的制動響應(yīng)時間過長，延長擺剪刀頭的行程，進(jìn)而影響自動生產(chǎn)線的連續(xù)生產(chǎn)。

其檢測方法如圖2 所示，壓緊離合器片組，采用塞尺測量離合器/制動器總間隙。

圖2 間隙測定

3.2 摩擦片檢查

摩擦片分主從摩擦片或內(nèi)外摩擦片，其是離合器/制動器實現(xiàn)柔性傳遞的核心部件，其性能及磨損情況直接影響制動離合器的綜合性能。如圖3 所示為摩擦片常見故障現(xiàn)象。

圖3 摩擦片損傷現(xiàn)象

摩擦片的檢查內(nèi)容主要有：①測齒形，矩形花鍵測量其寬度，漸開線花鍵測公法線；②測厚度，采用螺旋測微儀測量主從摩擦片厚度，其檢測結(jié)果如表1所示；③測平面度，將從動摩擦片放到標(biāo)準(zhǔn)平臺上，用塞尺片塞入其間測量從動摩擦片的翹曲程度。

3.3 固定罩和花鍵軸齒形檢查

固定罩的內(nèi)齒和花鍵軸的外齒，分別與主摩擦片和從摩擦片配合接觸，在傳遞扭矩過程中頻繁接合與分離，摩擦片齒形對離合器固定罩和花鍵軸齒槽側(cè)面產(chǎn)生沖擊和擠壓，使齒形/齒槽側(cè)面產(chǎn)生壓坑。壓坑較淺屬于正常現(xiàn)象，并不影響使用，但如果使用時間較久，壓坑很深時，會造成離合器分離不徹底，應(yīng)進(jìn)行修配/更換。

3.4 花鍵軸檢查

花鍵軸是離合器和制動器連接內(nèi)摩擦片與輸出軸連接零件，其控制壓力油由輸出軸，通過花鍵軸內(nèi)孔中設(shè)置的油槽進(jìn)入離合器/制動器，對其進(jìn)行離合/制動控制。因此輸出軸與花鍵軸內(nèi)孔之間的配合好壞，直接影響離合器/制動器的正常動作控制。

如圖4、圖5 所示，該花鍵軸內(nèi)孔表面存在大面積的點蝕和拉痕，導(dǎo)致輸出軸與花鍵軸內(nèi)孔之間的間隙密封失效。由于間隙密封失效，液壓油直接從該間隙擠出，最終導(dǎo)致動作高壓油泄壓，使離合器無法傳遞足夠的扭矩，而不能正常離合。

圖4 離合器花鍵軸

圖5 制動器花鍵軸

該尺寸的檢測，可以采用內(nèi)徑千分表直接進(jìn)行檢測，也可以裝夾到機(jī)床夾具上，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)用千分表進(jìn)行檢測。

另外其齒形檢查和判定方式與固定罩的齒形檢查判定方法一致。

3.5 分離軸承檢查

分離軸承用于分離飛輪與輸入軸之間的相對運(yùn)動，任何類型的分離軸承失效后都會出現(xiàn)尖銳噪聲。本設(shè)備在拆解時，發(fā)現(xiàn)飛輪與輸入軸之間的分離軸承發(fā)生斷裂現(xiàn)象。

3.6 回油罩檢查

回油罩用于防止冷卻油流失，保證離合器和制動器總成處于油環(huán)境中，確保散熱功能，其受力小，且與相接觸件無相對運(yùn)動關(guān)系，因此除密封失效，一般不會發(fā)生其他故障。檢查其各個密封部位，如唇形密封圈和O 型圈等。由圖4 回油罩可見，其膠密封大面積脫落，脫落率達(dá)到80%，且其部位已發(fā)現(xiàn)滲油現(xiàn)象，需重新上密封膠密封。

綜上分析，該設(shè)備的故障產(chǎn)生過程為：飛輪與輸出軸連接的分離軸承因安裝不當(dāng)，導(dǎo)致飛輪帶動離合器/制動器偏心旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而引起①分離軸承斷裂，造成尖銳噪聲；②離合器/制動器花鍵軸內(nèi)孔發(fā)生點蝕、泄油；③最終導(dǎo)致密封圈損壞漏油；④摩擦片潤滑不足磨損加劇，直至功能失效。

4 濕式制動器/離合器的修復(fù)

根據(jù)上述檢測結(jié)果，該產(chǎn)品有以下檢修內(nèi)容和修復(fù)方式（其中分離軸承斷裂，直接采購?fù)吞柈a(chǎn)品更換，下文不再詳述）。

4.1 摩擦片修復(fù)

①更換磨耗到限、損傷或變形無法修復(fù)的主從摩擦片，可以采購原廠摩擦片；②矯正可修復(fù)的小變形主從摩擦片；如小變形彎齒和較淺的接觸面壓痕；③在允許的情況下，也可采用國產(chǎn)的摩擦片予以更換。國內(nèi)生產(chǎn)各種摩擦材料摩擦片的廠家眾多，濕式摩擦片現(xiàn)有生產(chǎn)廠家有杭州粉末冶金廠和中車戚墅堰研究所等。

4.2 間隙調(diào)整

由于所有摩擦片均存在一定的磨損量，在更換掉摩擦到限的主從摩擦片后，其間隙獲得一定的補(bǔ)償，但仍大于新造時要求的間隙；此時可通過更換加厚的調(diào)整墊環(huán)實現(xiàn)組裝后的間隙調(diào)整，確?？刂飘a(chǎn)品離合角與制動角，保障制動器離合器的工作效果，避免打滑（控制產(chǎn)品離合角與制動角，是避免設(shè)備工作打滑的關(guān)鍵）。

4.3 固定罩和花鍵軸齒形修復(fù)

固定罩的內(nèi)齒和花鍵軸的外齒，分別與主摩擦片和從摩擦片配合接觸，在傳遞扭矩和沖擊過程中出現(xiàn)的壓痕，如果該壓痕較淺，可通過磨或修配等方式修復(fù)；如果壓痕嚴(yán)重超限影響制動器離合器動作性能，只能更換該零件。固定罩和花鍵軸均為純機(jī)加工件，國內(nèi)均有生產(chǎn)能力，可在國內(nèi)定制完成替換。

4.4 花鍵軸內(nèi)孔腐蝕面和拉痕修復(fù)

由于該產(chǎn)品為進(jìn)口產(chǎn)品，價格昂貴，且更換配件價格高，周期長，一般為6～10 個月。因此如果花鍵軸內(nèi)孔存在腐蝕面和拉痕，在國內(nèi)技術(shù)能夠修復(fù)的范圍內(nèi)，那么修復(fù)該零件在經(jīng)濟(jì)和周期方面均具有修復(fù)價值。因此我公司對該花鍵軸進(jìn)行了檢修工作，我方通過檢測和分析，認(rèn)為該零件可以通過先磨后鍍再精磨至尺寸的方式修復(fù)；其中當(dāng)拉痕深度小于0.2mm 時，可采用電刷鍍的方式進(jìn)行修復(fù)，當(dāng)深度較大時，建議采用金屬噴涂方式進(jìn)行修復(fù)。

根據(jù)內(nèi)孔腐蝕面檢測結(jié)果，應(yīng)能夠滿足刷鍍單邊最大0.2mm 的要求，因此建議采用如表2 所示修復(fù)工藝。

表2 修復(fù)工藝

4.5 回油罩修復(fù)

回油罩密封脫膠脫落，其將直接導(dǎo)致回油罩內(nèi)的冷卻油泄露，因此需要重新密封。回油罩由罩體、唇形密封和密封圈擋圈組成，其中擋圈與罩體通過內(nèi)六角螺栓固定，因此拆開罩體與擋圈的螺栓，在兩個零件的結(jié)合面涂上一圈密封膠，再重新用擰緊螺栓固定，靜置至密封膠固化；條件允許情況建議進(jìn)行密封性檢測試驗如氣壓/液壓保壓試驗。

圖6 回油罩

5 結(jié)語

檢修完后的制動離合器，安裝回原設(shè)備，經(jīng)過調(diào)試，未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，性能與原產(chǎn)品并無明顯差異。經(jīng)過一年的正常生產(chǎn)跟蹤，設(shè)備運(yùn)行正常，作業(yè)效果良好。因此判定該檢修非常成功，檢修方案有效可行，對于國內(nèi)其他采用進(jìn)口離合器制動器設(shè)備的檢修與更換具有廣泛的借鑒意義。

經(jīng)過上述檢修可見，大型工業(yè)用制動器離合器其結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，國內(nèi)有能力生產(chǎn)高性能的液壓濕式制動器離合器產(chǎn)品。如果能大量普及國內(nèi)產(chǎn)品，可降低該類產(chǎn)品的采購周期和成本，同時將獲得更好的全壽命周期的維護(hù)。