静液压传动动作迟缓的原因及改进措施

1. 故障现象

我公司最新研制了 1 种高驱动电子控制静液压传动履带式推土机，在对样机电子控制系统、液压系统调试后进行推土试验过程中，发现该推土机制动动作迟缓、时有时无，明显感觉制动力不足。

2.制动器结构及工作原理

（1）结构

该型推土机有 2 个行走马达，通过两侧的终传动减速器，驱动两侧履带行走，制动器安装在行走马达与终传动减速器之间。该制动器为常闭式制动器，其主要由花键套 2、活塞 4、壳体 5、蝶形弹簧 6、压板 7、齿圈 8、静摩擦片 9、动摩擦片 10 和挡圈 11 等组成，如图 1 所示。行走马达安装在制动器的壳体 5 上，壳体 5、齿圈8、终传动箱体 12 固定在推土机机架上。齿圈 8的内齿与静摩擦片 9 外齿啮合，动摩擦片 10 内齿与花键套 2 啮合。蝶形弹簧 6 处于自由状态时，其张力产生向右的推力，通过压板 7 将静摩擦片9 与动摩擦片 10 压紧，以实现制动功能。

（2）工作原理

当推土机行驶时，压力油从转向制动阀输出，通过 A 口进入制动器，推动活塞 4 向左移动。活塞 4 通过挡圈 11 带动压板 7 向左移动，将蝶形弹簧 6 压缩，解除静摩擦片 9 和动摩擦片 10的轴向压力，制动器解除制动。与此同时，行走系统的压力油驱动行走马达转动，行走马达的驱动轴 3 与花键套 2 左端的花键啮合，花键套 2 右端的花键与终传动器的传动轴 1 啮合。行走马达驱动轴 3 带动花键套 2、终传动器传动轴 1 转动，从而驱动推土机终传动装置转动，再经终传动装置减速、增扭后驱动推土机行驶。

当推土机停止行驶（或该侧转向制动）时，转向制动阀输出至 A 口的压力油卸油，活塞失去向左的推力，蝶形弹簧 6 处于自由状态。蝶形弹簧 6 的张力通过压板 7 将静摩擦片 9 与动摩擦片 10 压紧，使其紧密贴合。由于齿圈 8 通过终传动箱体 12 固定在推土机机架上不转动，静摩擦片 9 也不转动，当静摩擦片 9 与动摩擦片 10相互压紧后，动摩擦片 10 也无法转动，由动摩擦片 10 对花键套 2 产生制动作用，使该侧制动器实施制动。

3. 故障排查

（1）排查转向液压系统

检查该机左、右侧行走及制动时的油压值正常。用互换法更换制动动作正常的同型号转向制动阀，该推土机故障现象依旧存在。由此排除制动液压系统存在故障的可能性，很可能是制动器存在故障。

（2）排查制动器

拆下终传动总成，将与其连接的制动器拆卸，解体制动器，发现制动器动、静摩擦片磨损严重。动、静摩擦片严重磨损会造成制动器制动力足够，导致制动失灵，由此断定制动器动、静摩擦片的过度磨损是导致该推土机制动异常的主要原因。

4. 故障原因分析

推土机行驶时，动摩擦片 10 随花键套 2 一起转动；静摩擦片 9 固定在齿圈 8 上静止不动。此时动、静摩擦片（10、9）虽无轴向压力，但其仍处于贴合状态。当动摩擦片 10 转动时，会与静摩擦片 9 产生摩擦和磨损，并会产生大量热能。该热能使动、静摩擦片温度升高，造成其加速磨损。

5. 改进措施

为了降低动、静摩擦片的非正常磨损，我们对制动器结构进行了改进，具体改进如下：取消齿圈，增加销轴和波形弹簧，并改进制动器壳体、终传动箱体、静摩擦片结构。改进后的制动器结构如图 2 所示。

改进后制动器的工作原理与原结构基本相同。取消齿圈及静摩擦片 10 的轮齿，在静摩擦片 10 周围布置豁口，销轴 8 嵌入静摩擦片 10 周围布置的豁口中，销轴 8 两端固定在壳体 5 和终传动箱体 13 的销孔中，以此结构代替原结构的齿圈。

新增加的波形弹簧 9 套在销轴 8 上，且放置在每个静摩擦片 10 之间。该波形弹簧采用对顶式结构并使波峰对齐，波形弹簧的层数为 3 层，波数为 2.5 个，无载荷时可自动恢复自由高度。波形弹簧结构如图 3 所示。

当推土机制动（或该侧转向制动）时，蝶形弹簧 6 的张力推动压板 7 向右挤压，轴向压力使静摩擦片 10 和动摩擦片 11 紧紧贴合，实现制动功能，此时波形弹簧 9 处于被压缩状态。

当推土机行驶时，制动液压系统压力油通过 A 口进入制动器中，压力油推动活塞 4 向左移动，活塞 4 带动挡圈 12 和压板 7 压缩蝶形弹簧 6，静摩擦片10 和动摩擦片 11 失去轴向压此时被压缩的波形弹簧 9 的张力促使静摩擦片10和动摩擦片 11 分离，从而减少静摩擦片和动摩擦片的摩擦。

6. 改进效果

实施上述改进后，由于降低了动、静摩擦片非正常磨损，该推土机试验过程中再未发生制动器失灵故障，有效增加制动器的使用寿命。该项改进已在推土机定型产品中得到推广应用，其可靠性、稳定性在市场反馈中得到了验证。