液力传动变速箱内啮合齿轮泵的早期磨损分析及改进设计

　　在搬运车辆传动系统的液力变速箱中,由于受到外形空间尺寸和结构的严格限制,内啮合齿轮泵经常被采用,它是液力变速箱控制操作的动力源,为关键的核心部件之一,其工作状态决定了车辆的行驶性能、操作性能的优劣。

　　由于我们在内啮合齿轮泵的设计及工艺制造中始终存在着认识的盲区,不能很好地把握对内啮合齿轮泵的质量控制,内啮合齿轮泵较高的故障率始终成为影响传动系统工作性能稳定并直接影响到配套整机可靠性的一个重要因素。

　　为了彻底解决泵的质量问题,我们对配套的液力变速箱的供油泵进行了全面质量跟踪。在大量数据分析的基础上,经过反复多次的工业性试验,最终确定了供油泵的设计及工艺的优化模式,提高并稳定了供油泵的质量。

　　2003年,我们对生产销售的供油泵进行了全面的质量跟踪。1~12月份的不合格产品情况如表1所示。其中不合格率占5111%。对357台不合格产品,我们进行了认真的分析,查找不合格的原因(见图1)。

　　其中早期磨损占128台,约占不合格产品的38 %(1/3还多),其他如O形圈破损占8%,油封破损占10%,泵体钢背轴承单边磨损占8%,泵体、定子铸造不合格占7%,泵体、定子金加工超差占17%,磕伤变形占7%,装配超差占5%。下面对上述各种原因进行详细的分析:

　　O形圈、油封破损主要是由于在装配过程中,装配人员不慎造成;

　　泵体钢背轴承单边磨损主要由于变矩器与发动机、变速箱连接的同轴度超差引起的;

　　泵体、定子铸造不合格是由于有砂眼、缩松等铸造缺陷;

　　泵体、定子金加工超差主要有以下两种因素:

　　(a)主动齿轮配合柱面出现椭圆现象,,当齿面跳动偏差为0108 mm左右时,齿轮泵装配会出现啮合卡滞点现象,由于主动齿轮是1个组件,由2个零件压装而成,对加工的要求很高,所以在工艺上要严格控制参数;(b)泵体与齿圈咬死现象,通过多次分析与检查,确定由于加工车间在加工泵体时,其内圈产生了椭圆现象,在几台检查试件中,最大超差达到0.07~0.1mm,这是因为在加工该尺寸时,铣刀的刀杆悬臂不当引起的偏移,从而产生锥度;

　　磕伤变形主要因为变矩器传动爪挤压所引起的,这是由于不同发动机飞轮壳止口尺寸不同引起的,针对该种情况,我们对变矩器相关配合尺寸做了调整,以满足不同的发动机安装所需要的不同间隙要求;

　　装配超差主要由于定子和壳体之间的装配同轴度超差引起的异常噪声;

　　早期磨损主要由泵的油温过高和油的清洁度引起的。

　　在上述7种不合格因素中,其中1~6项情况均可通过加强产品的质量管理与检测得到有效地改善。针对第¿条泵的早期磨损,我们通过多次工艺试验与理论设计参数的优化查找出主要原因,在闭式齿轮传动中早期磨损至胶合是齿轮失效的主要形式。为了使齿轮副在预期的寿命内能安全可靠地工作,我们从摩擦学的角度对齿面的早期磨损失效进行了理论研究。