林義　何芳　張錫傑　談(tán)健

引言

TY165A液力變矩器是TY165液(yè)力變矩器的改(gǎi)型産品。根(gēn)據使用中出(chū)現的軸承故障(zhàng)情(qíng)況，通(tōng)過調查、分析和(hé)研究(jiū)，對(duì)原TY165液力變矩器内部結(jié)構中的軸承進行了兩次重要(yào)的改進工作。

1　7209軸承的改進

TY165A液力變矩器上(shàng)的7209AC/DF軸承是以面對面配置成對安裝的角接(jiē)觸球(qiú)軸承。軸承的内環安裝在輸出軸上，外環安裝在罩輪上，如圖1所示。這對軸承的一個重(zhòng)要作用是軸(zhóu)向定位，保證液力變矩器(qì)的泵輪(lún)、渦輪和導輪之間的軸向安裝間(jiān)隙，使液力變矩器在(zài)工作時三輪不發生碰撞和摩擦。在裝機使用100多台(tái)中，出現幾(jǐ)例7209AC/DF軸承損壞情況。

1.1軸承的損壞情況

根據對(duì)幾例軸承損壞情(qíng)況的檢(jiǎn)查發現，在這對(duì)面對面(miàn)安裝的軸承中，右邊軸承損壞嚴重，軸承内、外(wài)環滾道軸肩(jiān)被擠壓拓平位置如圖1所示，軸承(chéng)内環滾道(dào)左軸肩被擠壓拓平，軸承外環滾道右軸肩被(bèi)擠壓拓平；尼龍保持架扭曲斷裂；鋼(gāng)球表面磨損變形。而左邊軸承基(jī)本(běn)無損壞。

1.2損壞原因(yīn)分析

推土機的工(gōng)作(zuò)狀況是推土-倒退-行走-推土，所以軸承受到(dào)的軸向載荷也是頻繁(fán)變動的，軸承(chéng)的内、外環(huán)分别随輸出軸(zhóu)和罩輪旋轉，内(nèi)、外環的相對轉速在很大範圍之間也頻繁變動。特别在推土遇到大石塊或樹根時，載荷突(tū)然升高，罩輪随發動機轉速不變，輸(shū)出軸轉速迅速下降、扭矩(jǔ)迅速增大，軸承内、外環的(de)相對轉速也就突然(rán)提高(gāo)，并同時(shí)受到很大的軸向(xiàng)沖擊(jī)載荷。

從右邊軸承内、外環(huán)滾道軸肩被擠壓拓平的位置看，罩輪上對軸(zhóu)承的軸向沖擊載荷力的方向是向左的；從右邊軸承内、外環滾道軸肩(jiān)被擠壓拓平的程度看，右邊軸承頻繁受(shòu)到的向左(zuǒ)的軸向沖擊載荷是(shì)很大的(de)，造成滾道受沖擊的一(yī)邊軸肩累積塑性變形而損壞，從而導(dǎo)緻(zhì)尼龍保持架扭(niǔ)曲斷裂；鋼球表面磨損變(biàn)形。

左邊軸承基本無損壞(huài)說明成對安裝(zhuāng)軸承的(de)預緊載荷量不合(hé)适。

綜上所述，右邊軸承頻繁受到向左的軸向超載荷沖擊是其損壞的主要原因。

1.3改進措施

為提高這對軸承在較為惡劣工作條件下的可靠(kào)性，參考TY320液力變矩(jǔ)器中7215軸承提高可靠性的措(cuò)施，我(wǒ)們在(zài)軸承的配置方(fāng)式、内(nèi)部結構和安裝方法幾方面提(tí)出專門的改進措施。

原7209AC軸承DF組配方式是面對面的配(pèi)置結構，如圖(tú)2a所示。參考TY系列較大馬力的TY220、TY320液力變矩器(qì)中，相(xiàng)同結構處的7214BM/DB、7215BM/DB軸承DB組配方式的背對背配置結構，現選用的7209B/DB軸(zhóu)承，其組配方式改為背對背的配置結構(gòu)，如圖(tú)2b所示。從圖(tú)2對比中可看出，圖2a中，因為軸承的25°壓力線構成的壓(yā)力錐(zhuī)尖朝裡，兩錐尖點的(de)距離H小于支承軸承間(jiān)的距離，所(suǒ)以整個軸承支承(chéng)系統的剛性較(jiào)小。而圖2b中，因為軸承(chéng)的40°壓力線構成的壓力錐尖朝外，兩(liǎng)錐尖點的距離H大(dà)于(yú)支承軸承(chéng)間的距離，所以整個軸承支承(chéng)系統的剛(gāng)性較大，能承受較大的傾覆(fù)力矩，特别是軸承間距較小時，這(zhè)種優越性更為(wéi)突出(chū)。

1.3.1軸承内部結構的改進

對7209軸承内部結構(gòu)進行了以下幾點的(de)改進：①原AC型25°接觸角改選為B型40°接(jiē)觸角的7209B軸承；②選擇滾道(dào)兩邊(biān)軸肩是直徑不相(xiàng)同的内環(huán)；③選用(yòng)耐高溫黃銅實體保(bǎo)持架(jià)的7209BM/DB軸(zhóu)承，保持架為鋼球引導的錐台式保持架(jià)；④根據(jù)載荷情況和使(shǐ)用要求選取Z合适的輕預緊變(biàn)形量，在軸承代号上加後置代(dài)号A。[1]

1.3.2軸(zhóu)承安裝方法的改進

按壓入法設計專用工裝來安裝(zhuāng)這對軸承；編(biān)制合理的安裝工藝保證安裝質量。[1]

改選的軸承代号為7209BM/DBA。在7209軸承改進後，TY165A液力(lì)變(biàn)矩器的質量比較穩定。

2　6311C4軸承(chéng)的改(gǎi)進

2007年5月下旬在甯夏銀川地區接連(lián)出現5起165A液力變矩器中6311C4軸承的損壞(huài)事故。在此之前我們(men)提供的165A液力變(biàn)矩器都未發生(shēng)類似質量事故，除甯夏銀川地(dì)區外其他地區也未出(chū)現類似事件。我們供應給多家推土機(jī)廠的(de)TY165系(xì)列液力變矩器所用的6311C4軸承也未産生類似事件。

2.1施工現場和軸(zhóu)承的損壞(huài)情況

施工現場是在銀(yín)川小西(xī)湖中的長橋下，橋兩邊用泥土(tǔ)堆起攔水堤壩，TY165A推土機就在(zài)小西湖長橋橋洞裡将爛泥推到橋洞邊，再(zài)由挖掘機将爛泥裝(zhuāng)上卡車運走。雖然有兩邊泥土堆起的攔(lán)水堤壩，但(dàn)橋洞裡還是滿地稀泥，TY165A推土機配備(bèi)的是濕地作業(yè)的履帶，這種履帶比幹地作業的(de)履帶寬，履帶闆呈三角形，它能使推土機(jī)在濕地(dì)作業中履(lǚ)帶覆蓋面(miàn)積大，履帶闆抓地深(shēn)，在爛泥中不打滑，推土有力。

在(zài)濕地上作業對推土機的要求是機身分量要(yào)重，驅動馬力要大。通過調查得知，TY165A推土機選用(yòng)的發動機(jī)的(de)額定功率比TY165推土機選用的發動機的額定功率(lǜ)提高了7.4%。TY165A推土機的機身分量也比TY165推(tuī)土機的機身分量重了1.5t。TY165A推土(tǔ)機是可在濕地上作業的推土機。

軸承的損壞情況是軸承(chéng)内、外環滾道對角軸(zhóu)肩被(bèi)沖擊擠壓拓平，其被沖擊擠壓(yā)拓平的位置(zhì)與第(dì)1章圖1中右邊7209軸承内、外環滾道對角軸肩被沖擊(jī)擠壓拓平的位置相同。鋼闆沖壓保持架變(biàn)形斷裂，滾珠表面磨損、破碎。

2.2軸承的支(zhī)承結構和(hé)損壞原因分析

TY165A液力(lì)變矩器的殼體與(yǔ)飛輪箱安裝固(gù)定，導向盤和罩輪外(wài)齒圈分别插入飛(fēi)輪的中心孔和内(nèi)齒圈中。工作(zuò)時飛輪通過罩輪帶動泵輪旋轉。TY165A液力變矩器的軸(zhóu)承(chéng)支承結構如圖3所示，罩輪和泵輪組件右(yòu)邊支承(chéng)在NU217E軸承(chéng)上(shàng)，其右端面與殼(ké)體有5mm間隙，所以其右(yòu)邊是遊動支承；導向盤架在飛輪的中心孔裡(lǐ)，飛輪中(zhōng)心孔裡并無軸向限位，而罩輪左端面與飛輪又有一定間距(jù)，所以罩輪和泵輪組件的軸向固定就靠7209BM/DBA軸承，然而，7209BM/DBA軸承的内環是(shì)安裝在輸出軸上的，輸出軸的軸向固定是靠6311C4軸承，因此，罩輪和泵輪組件的軸向固定Z終還要靠6311C4軸承來(lái)定位的。

在第1節中(zhōng)，分析造成7209AC/DF軸承損壞的主要原因是頻(pín)繁受到的向左的軸向超載荷沖擊，而所采取(qǔ)的改進措施都隻是增加軸承承受軸向超載荷沖擊的強度，并未有減小這種軸向超載荷沖擊力的改進(jìn)措施(shī)，在濕地作業中(zhōng)這種軸向超載荷沖(chòng)擊力更大。所以，從軸承支承結構分(fèn)析，通過7209BM/DBA軸承的這種軸向超載荷沖擊力再通(tōng)過輸出軸沖擊到6311C4軸承上，6311C4軸承是深溝球軸承，隻能(néng)承受一定(dìng)程度的軸向(xiàng)力，在頻(pín)繁受到的向左的軸(zhóu)向超載荷沖擊下就承受(shòu)不(bú)了。其内、外環滾道對角(jiǎo)軸肩(jiān)被(bèi)損壞的位置與7209軸承内、外環滾道對角軸肩(jiān)被損壞的(de)位置相(xiàng)同就證明了以上的分(fèn)析。

2.3改進措施

針對TY165A濕地作業的特點，參考馬力更大的TY220型和TY320型相同軸承支承結構中(zhōng)，該處都選擇了(le)QJF312和(hé)QJF313四點接觸球(qiú)軸承(chéng)，四點接觸球軸承比深(shēn)溝球軸承可承受更大的(de)軸向力，相同尺寸的四點接觸球軸承比深溝球軸承的基本額定載荷要高(gāo)21%。[2]從使(shǐ)用情況看，到目前已生産(chǎn)6000多台TY220都用QJF312軸承，使用質量穩定，沒有軸承(chéng)損壞情況(kuàng)。

QJF311軸承的規(guī)格尺寸與(yǔ)6311C4軸承(chéng)的規格尺寸完全相同，所以用QJF311軸承代替6311C4軸承，在結構(gòu)上對其他零件尺寸沒有任何影響，在(zài)裝配上端蓋必須壓住雙半外環，以保證QJF311軸承在制造好的遊隙中運轉。

3　結束(shù)語

經過第二次軸承改進後，陸續售出(chū)近400台TY165A液力變(biàn)矩器，在近二年多的時間裡沒有發生7209BM/DBA和(hé)QJF311軸承損壞的情況。這說明(míng)我們對軸承損壞原因的調查分(fèn)析(xī)對路，采取的改進措施有效。兩次改進軸承的方法雖(suī)然有所不同，但兩處軸承的(de)損壞是有其内在聯系的，從TY165A液力變矩器的軸承支承結(jié)構分(fèn)析，找出兩處軸承(chéng)損壞的相(xiàng)同原因(yīn)，通過提高軸承承受頻繁(fán)軸向超載荷沖擊的強度，提高了(le)TY165A液力變矩器(qì)的可靠性。

（來源：液壓氣動與密封）