琚孟隆　李風(fēng)姣　琚東升

摘 要：通過(guò)對(duì)離合器主摩擦片花鍵盤轂脫落故障件進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)從動(dòng)盤孔周向延伸大于1 mm范圍成橢圓形，盤轂孔與鉚釘密實(shí)無(wú)間隙，鉚釘斷口均勻一致;經(jīng)過(guò)對(duì)從動(dòng)盤鉚釘孔內(nèi)徑、盤轂鉚釘孔內(nèi)徑、鉚釘直徑進(jìn)行測(cè)量，從動(dòng)盤與鉚釘間隙為0.45 mm，盤轂與鉚釘間隙為0.45～0.85 mm，使鉚釘與鉚壓后的兩個(gè)零件存在超過(guò)0.15 mm甚至更大的間隙，間隙大是造成鉚釘斷裂，主摩擦片花鍵盤轂脫落的主要原因，文中對(duì)提高拖拉機(jī)可靠性提出了一些改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：拖拉機(jī);離合器;摩擦片;花鍵盤轂;鉚釘

中圖分類號(hào)：S219.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.02.009Open Science Identity（OSID）

0 引言

在對(duì)35臺(tái)504拖拉機(jī)的跟蹤調(diào)研中，通過(guò)對(duì)故障情況匯總與分析，得到了504拖拉機(jī)各系統(tǒng)的平均年故障率為234.3%，離合器系統(tǒng)故障率為20.0%，其中離合器系統(tǒng)故障中有3臺(tái)次主摩擦片花鍵盤轂脫落的故障。針對(duì)這一故障狀況，為了進(jìn)一步分析離合器主摩擦片花鍵盤轂脫落的故障原因，降低故障率，我們對(duì)故障件進(jìn)行了檢查、檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上完成了失效分析，提出改進(jìn)措施，并進(jìn)行了市場(chǎng)驗(yàn)證，有效解決了504型拖拉機(jī)離合器主摩擦片花鍵盤轂脫落的故障。

1 故障實(shí)況

河北地區(qū)一臺(tái)504型拖拉機(jī)配套打捆機(jī)作業(yè)，使用約100 h左右發(fā)生拖拉機(jī)掛擋不行走的故障，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)離合器主摩擦片花鍵盤轂脫落，脫落原因?yàn)楸P轂與從動(dòng)盤連接的8顆鉚釘全部剪斷。不久，又有兩臺(tái)504型拖拉機(jī)帶旋耕機(jī)作業(yè)時(shí)，離合器也出現(xiàn)了同樣的故障，工作時(shí)間約為120 h左右，經(jīng)對(duì)故障件對(duì)比，故障模式相同，故障件照片如圖：

2 故障分析

2.1 故障初步原因分析

從外觀看能直觀的反映出斷裂成因，該從動(dòng)盤為無(wú)減振器結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)過(guò)程所加傳動(dòng)載荷全部旋加于鉚釘并傳遞到花鍵，由于故障件從動(dòng)盤鉚釘孔有比較明顯的沿旋轉(zhuǎn)方向拉長(zhǎng)及橢圓變形現(xiàn)象，說(shuō)明使用中存在鉚釘和從動(dòng)盤孔松動(dòng)的過(guò)程，由于逐步松動(dòng)形成鉚釘與從動(dòng)盤孔的沖擊，鉚釘形成斷面剪切而從動(dòng)盤孔拉伸變長(zhǎng)，在松動(dòng)后相對(duì)沖擊轉(zhuǎn)角達(dá)到一定程度（如舊件有1～2 mm的單向間隙），由于鉚釘硬度明顯低于從動(dòng)盤硬度，即在鉚接處鉚釘端面連接面積減少到之前的1/2～1/3后無(wú)法承載轉(zhuǎn)矩形成斷裂剎頭，造成盤轂脫落，總成失效。

2.2 測(cè)量鉚釘、鉚釘孔直徑并進(jìn)行計(jì)算分析

經(jīng)過(guò)對(duì)斷裂件查看及對(duì)產(chǎn)品零件的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品零件的間隙較大，零件測(cè)量情況如下：

（1）測(cè)量從動(dòng)盤各孔徑為6.31～6.36 mm。

（2）測(cè)量鉚釘直徑為5.91 mm。

（3）測(cè)量花鍵盤轂剪切面各孔直徑：入口6.36～6.40 mm。

（4）測(cè)量花鍵盤轂鉚接面各孔直徑：出口6.61～6.77 mm。

（5）鉚釘、盤轂、從動(dòng)盤設(shè)計(jì)及實(shí)測(cè)尺寸對(duì)比如下表所示：

3 失效分析

（1）從使用周期和鉚釘斷口、從動(dòng)盤鉚釘孔呈橢圓形受到鉚釘沖擊剪切結(jié)果分析，鉚釘強(qiáng)度是合格的，如果個(gè)別鉚釘有缺陷會(huì)提前斷裂造成異響、失效及無(wú)法換擋等問(wèn)題，其他鉚釘仍然會(huì)處于鉚合狀態(tài)，會(huì)有不同的斷口模式。

（2）剪切面位置是從動(dòng)盤與盤轂貼合面，鉚釘頭部完好說(shuō)明鉚接尺寸和強(qiáng)度是可靠的，鉚壓沒(méi)有問(wèn)題。

（3）從測(cè)量數(shù)據(jù)看，比較明顯的是零件配合尺寸間隙較大，從動(dòng)盤與鉚釘間隙為0.40～0.46 mm，盤轂與鉚釘間隙為0.45～0.85 mm，而鉚壓后鉚釘變形有限（一般在0.2～0.3 mm）無(wú)法完全填充間隙，使鉚釘與鉚壓后的兩個(gè)零件存在0.10～0.66 mm的間隙，該間隙在承載過(guò)程中受力進(jìn)一步擴(kuò)大直至從動(dòng)盤受鉚釘沖擊磨損變成橢圓形，到一定程度時(shí)鉚釘端面也已磨損到其直徑方向約1/3左右時(shí)發(fā)生斷裂分離造成盤轂脫落。

（4）根據(jù)上述分析，可以排除鉚釘強(qiáng)度和鉚壓造成的失效;上述分析說(shuō)明，鉚釘與鉚釘孔配合間隙大應(yīng)是造成從動(dòng)盤剪切失效的根本原因。

4 改進(jìn)措施

4.1 臨時(shí)改進(jìn)措施

定制尺寸為6.30-0.10 mm鉚釘，以最大化消除裝配間隙，并做疲勞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

4.2 設(shè)計(jì)制造改進(jìn)措施

（1）整體控制鉚釘和從動(dòng)盤、盤轂裝配間隙小于0.3 mm;更改鉚釘尺寸為6.00-0.10 mm，從動(dòng)盤鉚釘孔徑為6.1+0.100 mm，盤轂鉚釘孔徑為6.1+0.100 mm，盤轂沖孔模采用半精沖工藝，凹模凸模間隙減小，零件沖壓喇叭口控制在0.25 mm內(nèi)。

（2）將承載用鉚釘直徑加大到8 mm，增強(qiáng)整體強(qiáng)度，更好防止在特殊惡劣工況下零件的破壞發(fā)生。

5 跟蹤驗(yàn)證

改進(jìn)后，經(jīng)過(guò)一個(gè)作業(yè)季節(jié)的使用跟蹤，市場(chǎng)上未再出現(xiàn)改進(jìn)后504型拖拉機(jī)離合器摩擦片花鍵盤轂脫落的故障。

市場(chǎng)跟蹤驗(yàn)證情況說(shuō)明：

（1）鉚釘與鉚釘孔配合間隙大是離合器主摩擦片花鍵盤轂脫落的根本原因。

（2）嚴(yán)格控制鉚釘與鉚釘孔配合間隙，增加鉚釘直徑，是解決504型拖拉機(jī)離合器摩擦片花鍵盤轂脫落故障的有效措施。

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