气动式离合器故障分析

气动式离合器故障分析

天津港轮驳公司 边洪峰

摘要 文中对全回转式拖船气动式离合器主要故障及发生的原因进行了分析 , 并对如何解决及在维护使用时应注意的事项进行了说明 , 对类似船舶离合器的使用维护有一定指导意义。

关键词 :全回转式拖船 离合器 故障 维护

“津港轮 1 1”是一艘全回转式拖船 , 该船气动式离合器型号为ＥａｔｏｎＡｉｒｆｌｅｘＣＨ1 0 50 ,加拿大制造。通过控制离合器的离合来达到控制舵桨 , 亦即达到了操船的目的 , 显而易见 , 离合器在全回转船上是一个关键的部件。现在由于离合器摩擦片齿弯曲、传动连接器抖动、传动环间隔处有金属碎片掉出等一系列故障 , 使该船失去了操纵性。所以 , 对离合器进行故障分析和维护保养是十分重要的。

1 工作原理和安装

该离合器由 3个主要部件组成 :离合器轮毂 /气缸总成、离合器传动环、传动连接器 (见图 1 )。

图 1 离合器结构简图

离合器安装在主动轴上 , 通过装在传动环上的传动连接器与从动轴连接起来 , 主动轴内的通道可以提供压缩空气 , 当驾驶台上的电开关控制的电磁空气阀打开时 , 压缩空气加到气缸上 , 迫使活塞向端板方向轴向运动 , 使摩擦片组件被压缩 , 摩擦片组件包括与传动环连在一起的外摩擦片和与轮毂通过齿槽啮合在一起的内分离片 , 当这些片受挤压时 , 扭矩就从主

动轴上的轮毂通过连接片组件 , 传到从动轴上的传动环连接器上。当压缩空气泄掉后 , 释放弹簧迫使活塞远离端板 , 摩擦片组件不再受压 , 分离弹簧便使摩擦片组件彻底分离。

该船离合器装有左、右两台 , 正确的将各部件安装起来是非常重要的 , 来自主机的动力由传动轴传递到万向节的传动套筒上 , 离合器的传动连接器安装在传动套筒的输入轴上 , 通过传动连接器将传动环连接到离合器输入轴上 , 传动环应可活动的位于离合器摩擦片组件上。

2 离合器故障及分析

离合器在工作过程中 , 发生故障的表面现象如下。

(1 )传动连接器与万向节连接处有抖动。

其原因为离合器输出轴跳动量较大和轴承安装不妥或损坏。

(2 )传动环与气缸间隔处有金属碎片掉出。

其原因为传动环与气缸之间的间隙较小或产生位移而使两者咬合 , 产生金属碎片。另外 , 万向节处的抖动现象也可使二者产生咬合 , 引发金属碎片掉出。

(3 )从观察孔看到靠近端板的最后一道摩擦片滑出齿槽 , 致使摩擦片外齿弯曲。

其原因为传动环与摩擦片装配不良以及传动环在运转中向后产生位移 , 也可造成上述现象。 3 离合器解体检查结果及分析

(1 ) 端板上的内六角螺钉与传动连接器表面发生了摩擦 , 使螺帽被磨去了许多 , 说明是传动环连接器与摩擦片组件产生了相对运动。

(2 )传动环与气缸间隔处的两表面粗糙不平。

据分析 , 是因离合器合时 , 两表面发生接触 , 使大量金属碎片被咬下来造成的。

(3 )靠近端板的最后一道摩擦片外齿弯曲、卡死。据分析 , 是由于离合器离合时 , 传动连接器与摩擦片产生相对运动 , 而使它滑出齿槽 , 进而在离合器合时被撞击所致 , 使其弯曲。

(4)离合器输入轴跳动量为 0 . 0 6ｍｍ , 应属正常。

(5)传动连接器的一对推力滚珠轴承(ＳＫＦ72 1 2 ) , 其中左离合器轴承游隙超标 , 应予以换新。右离合器轴承游隙未超标 , 但也偏大。

值得注意的是 , 该对推力滚珠轴承外圈之间有一安装垫片 , 其用途为当正确安装挡环时 , 就会给轴承产生一预加负荷推力 , 并且轴承与轴不是紧配合 , 而是靠充分锁紧螺母顶住轴承内圈来防止其转动。这样的安装方法 , 如果轴承安装不对 , 系统就会缺乏稳定性 , 现在轴承游隙偏大、超标 , 必然引起系统不稳定而产生窜动和抖动现象。

4 综合分析

从理论和实际分析 , 排除了所有次要矛盾 , 主要矛盾都集中在传动环及传动连接器和摩擦片组件产生了位移 , 位移造成该对推力滚珠轴承的游隙偏大 , 而引发了一系列故障 :第

一 , 是引起传动环与万向节处的抖动现象 ; 第二 , 引起传动环连接器与摩擦片组件在离合器离合时发生相对运动 , 造成端板上的螺帽与传动连接器内表面的磨损 ; 第三 , 引起传动环与气缸间隙变小 , 再加上输入轴的抖动 , 使得传动环与气缸之间发生咬合而有铁屑出现 ; 第

四 , 由于产生的相对运动 , 而使端板的最后一道摩擦片滑出齿槽卡死 , 再加上撞击使外齿弯曲。由于找到了主要原因所在 , 其它问题就都迎刃而解了。

5 轴承维护使用的注意事项

(1 )轴承安装时 , 其内圈小端面对面安装 , 不要装错。

(2 )轴承装配时 , 两个轴承间的钢质垫片 (厚度为 0 . 0 7～ 0 . 0 8ｍｍ ) 一定要垫在轴承的

外圈上 , 不要垫在内圈上 , 这样才能保证轴承装配后有一预加负荷推力。

(3 ) 装配轴承外面的挡环时 , 应注意其一侧为锥面 , 锥面要对应到槽中的锥面 , 尽量快地使挡环落座 , 以使挡环产生一弹力顶住轴承外圈 , 同时使预加负荷得以保证。

(4)当轴承游隙偏大时 , 为了使轴承的预加负荷得以保证 , 可以考虑在两个轴承的外圈之间安装两个钢质垫片 , 使系统能够稳定地工作。

(5)轴承与轴不是紧配合 , 一定要充分拧紧锁紧螺母 , 顶住轴承内圈 , 防止其转动。 6 结束语

通过对“津港轮 1 1”气动离合器故障的分析 , 找到了问题所在 , 使该船离合器多次反复出现的故障终于有了结论 , 并得到圆满解决 , 这对于我们今后维护使用类似船舶离合器具有一定指导意义 , 从而提高了该船的在航率 , 保证了正常的生产运营。