车载液压绞盘漏油故障分析与解决措施
郝玉亭 李国庆 梁 勇
（山西航天清华装备有限责任公司，长治 046012）
摘要：介绍了液压绞盘的用途、组成及工作原理，运用技术归零方法和故障树分析法分析车载液压绞盘漏油质量问题。通过分解产品并迅速找到问题所在，识别出多余物为密封胶，且造成了O形圈损坏。进一步从设计、安装、备件保障等方面提出了有效的解决措施，保证了产品功能实现，提高了产品的可靠性。对液压绞盘、液压缸、液压马达等具有相似结构的设计、制造、质量控制等方面提供了参考。
关键词：液压绞盘；O形圈密封；密封设计；漏油；密封胶
1 引言
随着现代军事技术的发展，装备保障在战争中的地位日益突出，作为装备保障重要组成部分的轮式装备抢救越来越受到重视。装备驶入沼泽地、泥泞地等松软地面，或掉进弹坑、托底时，由于附着力不足失去了自行能力的现象，称为淤陷。装备抢救分为自救、互救、拖救、后送四大类。按照拖救的形式不同分为行驶牵引拖救、绞盘拖救、半吊起拖救、外力拖救等[1]。
液压绞盘作为轮式装备和轮式装甲装备的拖救作业主要装置，能够将旋转运动转化为钢丝绳直线运动后，提供牵引力，并且能够缠绕、存储钢丝绳，可以对处于泥陷、沙陷、掉沟和翻车等状态的装备车辆实施快速拖救，必要时有两台车联合作业扶正翻车。
2 液压绞盘组成及工作原理
绞盘的种类很多，文中液压绞盘为单卷筒摩擦绞盘，能够提供较大拉力，可以长时间工作。缺点是发动机需长时间工作，液压系统受环境影响较大，闭锁困难。单卷筒液压绞盘结构简单、收放绳自如，缺点是随着缠绕层数的增加，拉力减小。
如图1所示，液压绞盘主要包括卷筒、底座、液压马达、离合器、减速器、阀组、压绳器、制动器、保险装置等。液压绞盘工作时，首先启动发动机，离合器切换至变速器或者分动器取力（根据总体方案布置确认取力口位置），取力器通过传动轴将动力传递至负载敏感液压泵，液压油实现增压，由控制阀控制密封在液压绞盘内的液压马达转动，通过减速器大幅度放大扭矩从而达到实现额定拉力[2]。通过控制阀的不同位置，液压马达可以实现正转或反转，实现高低速收放绳功能。气控阀控制放绳机构，由人工放绳，与被拖拽对象连接后，遥控操作将钢丝绳缓慢收回并拉紧，产生牵引力，进行牵引。
企业最重要的发展战略就是对企业内部各个环节的管理控制，在服装制造的各个过程中要加强监管力度，保障各个阶段的生产制造过程都尽量零失误，使得企业在产品的质量上有保障。此外，企业要积极的响应“一带一路”的发展战略，利用国家的优势发展，促进企业的品牌提升。
图1 液压绞盘外形结构示意图
图2 液压绞盘工作流程图
改革开放初期，上海主要电源点仅有闸北、杨树浦、南市、闵行和吴泾电厂，电力供应特别紧张。经过40年的发展，上海电力供应形成1/3市内和2/3市外的总格局，基本解决了电力供应保障的问题。
3 问题概述
为找到故障发生的原因和原因组合，从设计、制造、装配等方面展开了故障原因分析工作，故障树如图4所示。
泥石流的形成与发生一般在交通条件较差、海拔相对较高的山区，使得实地勘察十分困难。20世纪80年代以来，随着遥感技术的高速发展，遥感开始广泛应用于泥石流等地质灾害的勘察和研究。90年代以后，遥感技术已经成为我国泥石流等地质灾害调查、研究的必不可少的工具。目前，针对泥石流的特点及现场勘察工作的难点和盲区，遥感技术广泛应用于泥石流分布、泥石流危险性分析与评价、流域内土地利用特征等方面的研究。目前来看，运用遥感的技术手段对泥石流灾害进行研究和分析是比较方便的，且能真实和准确的反映泥石流的特征，遥感的技术手段也比较成熟。
本液压绞盘通过螺栓连接安装在副车架上，需要整车提供控制气源、液压动力以及为阀组供电，以实现遥控操作。液压绞盘的工作流程如图2所示。
该密封为O形圈静密封结构，当马达旋转工作时，齿轮油形成一定的压力，O形圈与滚筒密封表面形成了一定的压缩量[3]，形成了有效的密封系统。然而当密封胶粘接O形圈后，与密封表面形成一体，在滚动过程中，密封圈部分无法滚动，造成了不可恢复的永久扭曲变形[4]。平面密封胶用量过多，是造成漏油问题的主要原因。
图3 液压绞盘漏油位置
4 问题定位
4.1 状态确认
A#液压绞盘卷筒出现漏油质量问题。
4.2 故障分析
本次共2台液压绞盘，编号为A#、B#。
色谱条件：Shimadzu-GL ODS-2色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相为甲醇-水（75∶25）；体积流量1.0 mL/min；检测波长228 nm；进样量20 μL，柱温30 ℃。
图4 液压绞盘漏油故障树
4.3 故障定位
1—端盖 2—滚筒 3—O形圈
图5 密封结构示意图
如图5所示，漏油主要发生在端盖1与滚筒2结合面之间。结合实物图6、图7，滚筒内表面靠近端部有大量砂纸打磨的痕迹，O形圈上粘接有大量的多余物，多余物为平面密封胶，密封胶导致O形圈扭曲变形。
“今天，我们在城市驿站学习了面点艺术。这种街头兴趣爱好实用技术培训真是太好了！回去要给我孙子露一手。”一位姓王的大妈高兴地说到。
图6 A#液压绞盘拆解示意图
图7 A#O形圈胶粘变形示意图
5 机理分析
发现漏油质量问题后，第一时间拆解A#液压绞盘，并结合故障树与实物图片分析。
如图3所示，A#液压绞盘卷筒一侧出现漏油现象，初步判断为齿轮油内腔端部密封不良。
6 采取的措施及验证
6.1 纠正
将绞盘保持内腔竖直向上状态，使用吊机吊装小齿轮和端盖，密切注意安装状态，防止小齿轮外圆损伤密封面，并在端盖上涂抹少量齿轮油，明确螺栓拧紧力矩，并按Q/Qh245—2018《乐泰螺纹锁固剂涂覆工艺规范》安装螺栓组。
由于时间进度紧张，采买新的O形圈周期较长，因此采用A#液压绞盘的O形圈替换，用酒精清洗后并检查O形圈质量状况，确认良好后安装，并清理平面密封胶、螺栓组、螺纹孔及安装表面的残留防松胶。
控制平面密封胶的用量，尽量涂抹在螺纹孔外端，避免涂抹在螺纹孔圆周中心线内侧，避免由于螺栓拧紧造成的胶液受挤压流入O形圈安装面处。
6.2 采取的措施及验证
结构设计、技术要求、安装规范改进如下：
a. 密封面改善。此台液压绞盘厂家已经在B#滚筒表面增加O形圈密封台阶和装配密封倒角（如图8所示），减小了密封面粗糙度Ra0.8～1.6mm的精加工面积，提高了同轴度精度，改善了装配工艺性。
b. 减小精加工表面。此台液压绞盘厂家已经将B#号端盖外圆加工一台阶（如图8所示），达到减小配合表面长度的效果，有效避免密封面被划伤后砂纸打磨操作现象的发生。
图8 改进后密封结构示意图
c. 加大O形圈沟槽距离端面位置。为降低胶液流入至O形圈安装面的风险，将O形圈沟槽距离端面距离由原来的5mm调整至15mm，同时，加大O形圈安装密封台阶的深度，降低质量不稳定性。
d. 增加备件技术要求。在管理供应商时，应明确增加O形圈备件，一并交付，便于出现密封质量时快速更换新的O形圈。
从历史来看，15世纪的西方人充满了一种敢于冒险的精神，以超乎寻常的方式探索着未知的世界。葡萄牙人航海探险的规模虽然难以与东方世界郑和下西洋的规模相比较，但它也是那个历史性的时刻，一个海上技术与通道迅速发展、连接整个世界的时刻，一个西方亨利王子紧抓机遇、东方皇帝拒绝机遇的时刻，成了决定西方主宰世界的时刻。西方的冒险迸发了诸类治理文明，而这些文明又迅速扩展，成为其主宰世界的有力工具。
e. 安装规范。安装时，明确液压绞盘位于竖直状态，人工辅助避免小齿轮磕碰产生多余物，并增加“控制涂胶量和涂抹位置”的详细要求，形成工艺指导书。
6.3 验证情况
液压绞盘在后续性能试验及整车试验过程中未出现漏油问题。
7 结束语
随着液压绞盘更高性能需求的不断增加，液压绞盘系列化设计及大直径密封问题也日益突出。在液压绞盘的设计、生产、装配、多余物控制过程中，产品都需要进行有效的质量控制，因此，设计人员应充分识别质量风险，在产品实现的全生命周期不断地改进和完善。
参考文献
1 荆强. 装甲装备抢救[M]. 北京：国防工业出版社，2014
2 胡运军. 某重型军用越野汽车液压绞盘系统的开发设计[J]. 汽车实用技术，2016(6)：24～27
3 张艳云，郝玉亭. 液压缸导向套静密封渗液原因分析及解决措施[J]. 航天制造技术，2016(3)：63～65
4 唐颖达. 液压缸密封技术及其应用[M]. 北京：机械工业出版社，2016
Analysis and Solutions of Oil Leakage of Hydraulic Winch
Hao Yuting Li Guoqing Liang Yong
(Shanxi Spaceflight Qinghua Equipment Co., Ltd.,Changzhi 046012)
Abstract：The text introduces the use, the composition and the working principle of the hydraulic winch, and analyzes the quality problem of oil leakage of the vehicle hydraulic winch with the method of technical return to zero and fault tree analysis. By disassembling the product we quickly finds the problem and identifies the reminder is the sealing glue, which causes the O-ring damaged. Furthermore, effective measures are put forward from the aspects of design, installation and spare parts guarantee, so as to ensure the realization of product functions and improve the stability of the products. The design, manufacture and quality control of hydraulic capstan, hydraulic cylinder, and hydraulic motor with similar structure are provided.
Key words：hydraulic winch；O-ring sealing；seal structure design；oil leakage；sealing glue
作者简介：郝玉亭（1989），工程师，材料学专业；研究方向：航天地面设备及装备设计。
收稿日期：2019-08-30