静液压马达安装座筋板裂纹产生原因分析及预防措施

摘要：通过对大修机车中静液压马达安装座筋板裂纹产生的原因进行分析，从材料、工艺方法上进行改进，探寻出一套最合适的方案。

关键词：安装座;筋板;裂纹

Abstract: This paper through analyzes the causes of mounting rib crack of hydrostatic overhaul locomotive motor, improve from material, process, to explore a set of the most suitable scheme.

Key words: installation seat; slab; crack

中图分类号：TH137.51 文献标识码：A 文章编号：

1．问题的提出

DF系列内燃机车上，冷却风扇的驱动采用先进的静液压传动技术，静液压马达通过温度控制阀的自动控制，使冷却风扇的转速实现了无级变速，从而使柴油机滑油和冷却水的的温度达到了自动恒温控制，这样不仅降低了冷却风扇的功率消耗，而且提高了内燃机车柴油机的经济性和寿命及其运动件的耐磨性。

我公司大修的DF系列机车中，静液压马达自身磨损情况较好，但其安装座的损坏程度相当大，其固定筋板的裂纹肉眼可见，尤其是DF8B型机车，裂纹深达40～50mm，此现象可以断定不是一两个月可以造成的，说明机车在运行中就存在这种故障，这就给机车的正常运用带来了极大的隐患。公司上下对此问题极为重视，组织人员对此问题进行了攻关。

静液压马达安装座是依靠焊接在冷却装置钢结构上的六块均布的筋板来固定，具体形状见下图。

1．1故障情况

我对公司4月至7月共4个月的机车冷却器修理记录做了统计，四个月共修机车49台，其中静液压马达安装座筋板进行挖补修理的有117块，拆下换新的有84块。按照工艺要求，筋板裂纹深度小于自身1/3进行挖补修理，大于1/2必须更换，其中有些筋板的裂纹深达60～70mm,从此可以看出筋板受损程度相当大。

2． 原因分析

2.1东风4型内燃机车采用ZM732型静液压马达，其转速高达1150r/min，风扇叶直径为1600mm。如果静液压系统中存在以下因素：油液中有气泡，油温低或粘度高，机油乳化，机油清洁度差，油箱中水蒸气凝成水滴参与工作循环等，这些都会造成马达工作时噪音大，压力不稳振动严重。这些现象工作中经常可见，加上风扇叶检修完后只做静平衡检查，安装时又不能保证马达与扇叶完全同心，一旦马达高速运转，不免会产生很大的离心力，这些都会给固定座筋板的使用寿命带来很大影响。

2.2筋板（见下图）不仅承受由马达与风扇自身重量带来的压应力，同时还承受马达运转时因扭矩而带来的弯曲应力和剪应力，同时由于柴油机滑油与冷却水温度的升高和降低，静液压马达转速受温控阀控制有高有低，这又对筋板形成了交变应力，这些应力大部分集中到图二中黑色部分，尤其是AB截面，从检修记录中可以看到，裂纹基本集中在此处。

同时，因为静液压马达自身形状不规则，安装时不可能做到完全平衡，马达工作时这些应力有40%～50%由六块拉筋中一或二块来承担，这样加剧了筋板的使用损耗，给机车正常使用带来了很大的隐患。这些势必对筋板的强度有了很高的要求。

3采取的措施

3.1针对静液压系统油液的问题，我们首先切实保证机油质量和清洁度，并与各机务段取得联系，要求机车运行1000～1200小时要取油样进行检验，运行5000小时必须更换机油，清洁油箱。同时，建议技术部门对风扇修理工艺上做动平衡要求。

3.2增大筋板的强度。

首先是从材料上进行加强，原来的拉筋是采用A3型碳素结构钢，这种钢材用于金属结构件及心部强度不高的渗碳零件。我们考虑到加工性和经济性，选用45#优质碳素结构钢，其强度较高，塑性和韧性好，用于承受负荷较大的小截面调质件，正好适用于做筋板的材质。

在满足结构需求和刚度协调的前提下，避免结构刚度突变，我们把筋板形状图中A、B处改为圆弧过渡，通过减少筋板结构刚度的突变以减小应力集中。

在零件的尺寸上，我们将拉筋的厚度由原来的8mm改为10mm，抗弯截面系数Wz=bh2/6（b为材料厚度，h为材料高度）可以提高25%，抗压强度也相应提高25%。六块拉筋增厚2 mm，在空间上不影响工人操作，在重量上只增加了6.7Kg，对冷却器钢结构（总重达450.8 Kg）无甚影响。

3.3工艺上的改进

在机车进行冷却器检修时，对冷却器钢结构要进行探伤检查，重点是筋板位置。建议公司技术部门在冷却器检修时，可以适当增加筋板数量。

效果

公司对上述措施进行认真落实，并将故障情况、改进措施都与各机务段交换了意见，得到了用户的认同。我们将进一步对改进措施在机车上的使用情况进行跟踪了解和并加以完善 ，同时尽快将以上改进措施形成工艺，以便进一步推广。

目前公司技术部门已在工艺上进行了要求：冷却器检修时，筋板厚度由8mm改为10mm，材料选用45#优质碳素结构钢；DF8B型机车冷却器的筋板由6块增加到8块均布。