液力变矩器故障原因及对策

液力变矩器使用中主要存在如下几个问题：发热、输出力矩不足、输出轴不转动、压力不正常、异常噪声等。经过深入分析，引起上述几大问题的原因多种多样，通常按照变矩器组成的3大系统（固定支承系统、动力传动系统、循环油路系统）对液力变矩器的故障进行分类。
　　固定支承系统中主要是轴承类故障，动力传动系统中主要是传动件类故障，循环油路系统中主要是密封件类故障。本文就这3类故障对其产生原因进行分析，并提出改进措施。
　　1轴承类失效的原因分析及改进措施
　　液力变矩器轴承类失效主要表现为轴承滚道、滚珠（柱）疲劳点蚀、保持架断裂、套圈磨损断裂，从设计、制造、使用3方面进行分析。
　　（1）设计方面。由于液力变矩器内部流体的流动，造成液力变矩器泵轮、涡轮、导轮承受一定的轴向力。目前轴向力的计算方法尚不成熟，一般采用经验法和类比法设计。在实践中发现液力变矩器的轴承选型存在问题，选用了不能承受较大轴向力的深沟球轴承，或角接触球轴承的压力角偏小，保持架选用了胶木材质，不能耐高温、易脆断，或轴承的结构型式不太合理，不能承受较大轴向力。
　　（2）制造方面。轴承加工精度达不到设计要求，如跳动公差偏大、滚道精度低，形状与设计差别较大、滚道与滚珠存在缺陷等；热处理硬度偏低，心部组织存在缺陷、内部应力较大，黄铜保持架材料没有按照标准配方生产，杂质较多、容易脆裂；滚珠兜孔的锁扣不均匀，容易导致滚珠卡死，轴承装配时预紧变形量不合理，轴承安装方法不当等。
　　（3）使用方面。液力传动油中存在细小金属颗粒，油质较差、长期在高温下工作，不注意保养，使得润滑油孔堵塞，轴承缺乏润滑等。
　　针对上述轴承失效的原因，首先要在充分理解整体设计意图的基础上，辅以计算手段，确定轴承寿命，同时从保持架的材料和型式、游隙选择，轴承结构型式和使用条件、承载能力，轴承装配型式等方面开展有针对性研究，最后确定合理的轴承类型和结构型式、精度标准等。其次，加强轴承入厂检验和装配检验，根据轴承安装要求，设计安装工装，不能采用工装的地方，采用热套或冷冻安装，确保安装时轴承滚道和滚珠不受损坏。装配过程中注意清洗零部件，保证试验用油的清洁度，及时更换试验台的液力油，确保轴承在出厂时不受油液污染的影响。使用过程中注意保养，发现油液污染较重时应及时更换。
　　2传动类失效的原因分析及改进措施
　　液力变矩器传动失效主要表现为发热、动力输出中断等。
　　2.1齿轮失效原因分析
　　（1）设计方面。一般变矩器中的齿轮可分为2种，一是承受较小转矩的齿轮，其安全系数很高，但在生产实践中发现，通常很多企业根据本企业实际状况来选择材料和热处理工艺，往往忽视加工精度对齿轮寿命的影响，配对齿轮硬度差选得过大；二是承受较大转矩的齿轮，用于传递主动力，由于空间结构的限制，其安全系数一般不太高，往往忽视根部圆角的设计，导致应力集中现象，或结构设计不合理，导致齿轴断裂。
　　（2）制造方面。由于齿轮加工工艺路线较长，如果省略某些中间过程的热处理，或如处理不到位，将导致加工后因应力释放而变形；由于在加工过程中，齿轮刀具严重磨损仍未更换或重磨，或加工机床精度下降等情况，导致齿轮实际加工精度达不到设计要求。由于齿轮加工精度不高和齿面热处理不到位，会出现齿轮齿顶磨凸、变矩器发热等故障。
　　（3）使用方面。啮合齿轮之间存在异物是齿轮失效的主要原因。
　　2.2叶轮失效原因分析
　　叶轮失效主要表现在制造方面，如铸造用材料杂质过多、热处理不到位、内部应力过大，在高速运转情况下导致叶轮开裂；叶轮未作密封性试验，因铸造缺陷，导致油液从叶轮外壳中渗漏，内泄漏过大，引起变矩器发热等。
　　2.3轴类零件失效原因分析
　　（1）设计方面。由于采用类比方法设计，没有进行校验，使得设计的安全系数偏低，导致发生疲劳断裂，或者由于整机设计时存在共振点，使原设计的强度不能满足要求等。
　　（2）制造方面。若热处理工艺不到位或省略不做，热处理过程中产生的内裂纹没有经过探伤就直接装机；加工过程中产生的微裂纹检验不到位，加工尺寸与设计值偏差过大，加工中的细节关注不够等，均会造成轴类零件脆性断裂现象发生，从而导致动力输出中断。
　　（3）使用方面。在使用中频繁超载，导致累积塑性变形而扭断。
　　2.4改进措施
　　针对上述的原因分析，主要还是从设计、制造、使用3方面入手加以改进。
　　（1）设计方面。合理选择设计参数，加强对设计零件的校核与验算，确保零件具有一定的安全系数；通过生产实践中经常出现的失效案例，开展深入研究，找出失效的根本原因，采取针对性措施。对于轴类零件进行有限元分析，发现薄弱环节及时改进；齿轮设计需要加强对抗弯强度和表面接触疲劳强度进行校核，选择合理的安全系数，关注热处理方法和材料的选择。在引进产品国产化过程中，由于与发达国家的材料质量存在差异，需要独立开展这方面的研究，积累数据，