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大型铝合金油箱渗漏问题工艺研究

2021-08-20牛帅帅闫佳佳黄爱斌董小强魏龙涛

机械工程与自动化 2021年3期
关键词:沙眼密封垫液位计

牛帅帅,闫佳佳,黄爱斌,董小强,马 爽,魏龙涛

(1.山西航天清华装备有限责任公司,山西 长治 046000;2.火箭军装备部驻长治地区军事代表室,山西 长治 046000)

1 问题的提出

大型铝合金液压油箱(下面简称油箱)作为某产品车液压系统的重要组成部分,为液压系统提供液压油,是液压系统的动力来源,油箱主要由框架、各盖板组合、液位计、清洗盖、空滤及相应紧固件和密封件组成。

产品车在使用过程中,用户经常反馈油箱在清洗盖密封垫、清洗盖螺栓、液位计处存在油液渗漏问题(见图1)。山西航天清华装备有限责任公司每次接到维修任务后,普遍采取更换液位计密封垫、对清洗盖紧固螺栓进行二次紧固等措施来解决,但经过一段时间使用后,会再次出现油液渗漏问题,未能从根本上解决油箱的渗漏问题,这种浅层次的维修不仅仅是对人力、物力资源的浪费,同时对于公司的形象也造成了一定的负面影响。

图1 油液渗漏位置

针对产品车中普遍存在的“跑冒滴漏”现象,用户提出了具体专项整治要求,要求将油箱的渗漏问题作为一项专题进行研究,最终给出有效的解决方案。

因此,我们有必要挖掘出油箱渗漏的根本原因,彻底解决油箱的渗漏问题,在满足用户提出的实际要求的同时,提升公司的对外形象,降低用户的抱怨率。

2 方案制定

本文针对油箱渗漏问题进行分析,提出相关解决方案,并对每个方案进行分析及验证,最终在正式产品中实际应用,解决方案流程见图2。

图2 油箱渗漏解决方案流程图

3 方案实施

3.1 增加油箱清洗盖拧紧力矩要求

针对油箱清洗盖密封垫处渗漏且二次紧固有渗漏缓解的问题,对清洗盖紧固螺栓增加拧紧力矩要求,同时考虑到油箱为铝合金材质,后续产品车调试还需要多次拆卸清洗盖,因此在清洗法兰安装孔上增加钢丝螺套(见图3),以提高螺纹孔的使用寿命。通过油箱密封试验验证,对拧紧力矩进行量化和精确控制,并正式落实到工艺文件中。

图3 增加钢丝螺套图4 清洗盖螺栓孔处铸造沙眼

3.2 油箱清洗盖筛选

在油箱使用过程中发现,部分产品在清洗盖紧固螺栓处也存在渗漏的现象,在施加拧紧力矩后,其他位置密封垫处不再渗漏,但紧固螺栓处的渗漏仍未解决。现场对存在该问题的清洗盖进行拆解,发现这些清洗盖螺栓安装孔处存在密集的细小铸造沙眼,后对整批清洗盖进行了清查,发现凡是清洗盖螺栓紧固位置存在渗漏的,在清洗盖安装孔处均存在不同程度的铸造沙眼(见图4),这些沙眼直接造成了清洗盖处油液的渗漏。

由于清洗盖为货架产品而非定制产品,通过与设计、用户、采购厂家及车间操作沟通,在工艺文件中增加安装孔处的外观检验要求,且在后续清洗盖采购时,增加厂内复验,设置复验工装,对清洗盖进行密封试验,筛选出满足使用要求的清洗盖方可在油箱上正式使用。

3.3 更换密封垫规格,提升密封可靠性

在分析油箱渗漏问题原因时,提出对清洗法兰平面度进行检测。检测后发现,虽然清洗法兰在焊接时采取了防变形工装,但仍然存在一定程度的变形,通过测量3套油箱的清洗法兰,清洗法兰的平面度在0.2 mm~0.45 mm间不等,如图5所示。

图5 油箱清洗法兰及密封垫

由于油箱内部为空腔结构,清洗法兰无法进行焊后加工,因此提高清洗法兰的平面度难度非常大,通过各方讨论,最终将清洗盖密封垫厚度由3 mm更换为5 mm,通过增大压缩量弥补由于平面度大导致的渗漏隐患。

3.4 更换空滤,彻底解决油箱渗漏问题

在厂内跑车及用户使用过程中发现,油箱在使用一段时间后,当打开空滤(见图6)时会发出轻微的爆破声,通过对多台车厂内跑车时的跟踪检查,发现跑车时间越长,打开空滤时的爆破声越大,证明油箱内部与外界不联通。

图6 油箱空滤

后与油箱设计人员沟通,油箱渗漏是否与空滤有关联,跑车时油箱油液温度升高,油箱内部压力增大,形成憋压,将油箱内油液向外挤压,最终从油箱最薄弱的清洗盖和液位计处渗出,因此,建议设计时可否更改空滤,保持油箱内外联通,使油箱内部压力释放。

考虑到前期其他产品油箱选用的无背压空滤在跑车时发生了油液从油箱顶部溅出的情况,为此在某一台产品车上进行试验验证,保证跑车时空滤处无油液溅出。后按设计给定的无背压空滤,在产品车上进行了跑车试验验证以证明无背压空滤可以满足实际使用需求。

4 结论

通过实施这4条改善措施,在后续多个批次的交付产品车上进行了验证,截止目前为止,未再发生过油箱渗漏,证明上述措施切实可行,彻底解决了油箱的渗漏问题。在其余产品中也存在类似结构油箱,可将该成果应用于其余产品油箱中,预防油箱渗漏问题的出现。

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