旋挖机动力头的构造和工作原理是什么?为何有漏油的现象发生?

动力头是旋挖机的动力驱动装置,当钻机施工时动力头输出巨大的扭矩和加压力,同时承载着震动、负载、冲击,因此动力头是旋挖机的关键部件,也是故障的高发区,动力头漏油是最常见的故障之一。如果漏油严重还必须停工更换密封,给施工单位及用户造成很大的经济损失。了解动力头的构造和工作原理,对预防漏油和日后的维护保养有很大的帮助。

旋挖机动力头总成
动力头总成
旋挖机动力头总成分解图
动力头总成分解图
旋挖机动力箱解体图片
动力箱解体

动力头的核心在于动力箱,传动装置由小齿轮传动大齿圈,再由大齿圈驱动套筒及键套,另一个就是密封装置非常重要。
动力箱的密封原理:
动力箱内齿轮传动、轴承等关键件是通过箱体内齿轮油进行润滑的,而齿轮油的密封是旋转轴与旋转密封之间依靠箱体内油膜实现的。由密封唇口控制的液体动压膜,在液体表面张力的作用下,油膜的刚度恰好使油膜与空气接触端形成弯月面,从而产生流向介质侧的液体传送效应,防止工作介质的泄露,实现旋转密封的动态密封效果。但旋挖机在施工过程中,动力头传动箱处于恶劣的施工环境下,对传动齿轮及旋转密封唇口影响较大;随着该部件作业时间的累加,旋转密封唇口与旋转轴配合处往往会被磨出一道沟槽,旋转轴表面镀层出现磨损的同时增大了旋转轴与旋转密封之间的间隙,从而彻底破坏了密封的必要条件。

旋挖机动力箱
动力箱

导致旋转密封处渗漏油主要有以下四个原因:
1.动力箱的装配工艺控制
(1)装配过程中质量控制
a.装配基准的定位,尤其是箱体定位,必须将动力箱固定在工作台上,不能有任何松动现象;
b.齿轮安装时轴承的装配,轴承装配影响到齿轮的定位;
c.回转支撑的安装定位,回转支承安装时拧紧螺栓的拧紧顺序;
d.旋转轴与箱体同轴度的调整;
e.座圈与箱体及旋转轴同轴度的调整;
f.回转支承与齿轮装配时啮合侧隙的调整。
(2)装配环境。动力箱的装配,必须彻底清洗干净所有箱体内工件并在完全无外在污染的环境下进行。
2.关键部件的质量控制
目前动力箱内旋转密封装配结构一般为:旋转密封内圈与旋转轴配合,旋转密封外圈装配到固定在箱体上的座圈上。
(1)动力箱加工精度:动力箱的加工直接影响到回转支承及齿轮的定位,控制其啮合尺寸,减少啮合异常发生;
(2)座圈加工精度:由于座圈与箱体配合面,座圈与旋转密封配合精度直接影响到旋转密封与旋转轴的同轴度,因此需要较高加工精度,在制造过程中需要严格控制其质量误差;
(3)旋转轴的加工精度:由于密封唇口为线接触,对旋转轴摩擦区表面硬度、粗糙度及圆度等要求较高,在制造过程中质量能控度底,容易出现质量误差;
(4)齿轮及回转支承加工精度:齿轮及回转支承齿形控制及表面精度能有效控制齿轮啮合时发生异响及啮合时产生细长铁屑,避免了其细长铁屑割破旋转密封导致漏油现象发生。
3.旋转密封本身质量问题
目前旋挖机使用的旋转密封通常为外缘由浸渍棉织纤维制作的弹性体,弹性体和密封唇是硫化成一体,无金属骨架,密封唇由氟橡胶或丁睛橡胶制作,即使直径很大仍能保持柔性,起着良好的密封效果。由于此密封是橡胶制品,在制作过程中由磨具压制成型,所使用磨具精度、密封材质的选择、制作环境、控制温度等直接影响到密封本身质量。目前旋挖机上所使用大型密封一般用原装进口密封。进口密封技术相对较稳定,但经常会有密封变形等质量问题发生。
4.动力箱内齿轮油的清洁度
动力箱体内齿轮油清洁度本身要求并不高,但由于在工作过程中箱体被污染,从而破坏了其齿轮油清洁度,导致渗油现象发生。
影响动力头渗漏油的原因还有很多,要想降低此故障的频繁发生,只有分析研究引起此问题的根源、严格控制每一个质量控制点,才能有效减少动力头渗漏油问题的发生。