设备维修：挖掘机支重轮易出现的损坏原因及故障分析

来源：火狐体育官方网站    发布时间：2024-06-15 18:47:33

　　支重轮承载挖掘机自身质量及作业载荷，支重轮属性是衡量其品质优劣的重要标准，本文对支重轮属性及损坏原因进行分析。

　　支重轮结构如图1所示。支重轮主轴7两端的外盖2、内盖8固定在挖掘机履带架的下部，将外盖2、内盖8固定后，既能防止主轴7轴向窜动，又能防止其转动。轮体5两侧设有凸缘，可夹持履带链轨，防止履带脱轨，确保挖掘机沿履带行驶。

　　外盖2、内盖8的内部分别设有1对浮封环4和浮封胶圈3，外盖2、内盖8固定后，将浮封胶圈3、浮封环4相互压紧。

　　2个浮封环4相对的接触面光滑而坚硬，形成密封面。当轮体转动时，2个浮封环4相对转动，构成浮动密封。

　　O形密封圈9用于主轴7与外盖2、内盖8之间的密封，浮动密封及O形密封圈9可防止支重轮内的润滑油渗漏，同时阻止泥水浸入到支重轮内部。螺塞1内的油孔用于向支重轮内部加注润滑油。

　　挖掘机支重轮轮体受到履带链轨向上的支撑力，主轴两端承受挖掘机重力，如图2所示。

　　挖掘机的重力通过履带架、外盖2、内盖8传递给主轴7，通过主轴7传递给轴套6、轮体5，再通过轮体5传递给链轨和履带板(见图1)。

　　挖掘机在凹凸不平场地作业时，易引起履带板倾斜，导致链轨倾斜。挖掘机做转向动作时，主轴与轮体之间会产生轴向窜动力。

　　由于支重轮受力复杂，其结构必须合理，主轴、轮体和轴套需要有比较高的强度、韧性、耐磨性及密封性。

　　其中Mn是合金钢中重要元素，能改善钢材的锻造性与可塑性，能保证该材质有充足的韧性和耐磨性。

　　50Mn钢经热处理后，具有较高的强度和硬度，淬透性优良，硬化层较深，珠光体组织较细，机械性能较好。

　　主轴设计规定要求，淬硬层深度T为2~7mm，淬火硬度为50~62HRC，如图3所示。

　　轮体支重轮轮体轨道面承受频繁的冲击载荷，有可能会出现挤压变形，使轮体轨道面延伸成圆锥形状。

　　为改善受力状况，我们加长了轮体轨道面的长度，并将轨道面与轮腰的过渡处设计成斜面，以提高轨道面支撑能力，图4所示阴影部分为加长的轨道面和过渡斜面。

　　轮体采用锻造方式成型，成型后对轮体毛坯进行调质处理，硬度达到26~32HRC，以保持轮体内部具有较高的强度、塑性、韧性和综合机械性能。

　　淬火硬度为50~58HRC，淬硬层深度为6~12mm，这样轨道面硬度与链轨节硬度(48~58HRC)基本接近。

　　密封O形密封圈环槽尺寸及表面粗糙度要契合设计要求，相配合面应倒角，并清理毛刺及锐边。

　　浮封胶圈、O形密封圈应选用优质丁晴橡胶，内径尺寸、线径尺寸、弹性、硬度(邵氏)、表面光洁度应符合标准，装配前应按以上项目逐一检验合格后，方可投入装配。

　　若浮封胶圈未套住浮封环环槽，或者未与浮封环贴合，会造成浮封胶圈对浮封环施压不均匀。

　　施压不均会造成浮封环转动时局部刃面磨损加剧，导致浮封环漏油。若装配内、外盖时将O形密封圈边缘切坏、半边卡在环槽外，或装入环槽时被扭曲，会造成O形密封圈密封性能或使用寿命降低。

　　有时，气密检查压力达不到一定数值，则检查不出泄漏，注油后也不会发生泄漏，但挖掘机工作一定时间后，支重轮各部件摩擦升温、内腔压力升高到一定数值，就会出现泄漏。

　　间隙支重轮主轴与轮体上的轴套间隙为0.2~0.4mm，转动时不应有阻滞现象，密封性能良好，不漏油。

　　润滑应使用加油器向支重轮内加注齿轮油，必要时可适当提高润滑油黏度。加注齿轮油前，应先放尽已经失效的齿轮油，再将新齿轮油加至油塞孔内，至到油液流出为止。

　　加注润滑油时，将轴端螺塞拧下，把注油器注油嘴端头顶住油道内肩，向油道内注油。安装油塞时，需用扭力扳手，将油塞的拧紧力矩控制在157~255N•m范围内。

　　本文以某厂家20t级挖掘机为例，分析其支重轮损坏原因。我们检查该挖掘机部分损坏的支重轮，发现其故障以主轴、轮体损坏和漏油为主。其中损坏严重的支重轮主轴出现抱轴，造成整个支重轮无法转动，现分别进行分析。

　　材质不合格我们用光谱测量仪检测支重轮损坏主轴各元素含量，其中Mn元素实测含量为0.59%，与标准含量(0.7%~1.0%)相差很多。这严重影响了主轴机械性能。

　　测试数据表明主轴表面淬火硬度及淬硬层深度均达不到设计的基本要求，严重影响主轴的强度、刚度及耐磨性。

　　磨损严重经检测发现，主轴弯曲、主轴轴径与轴套配合部位磨损严重，如图5所示。经测量，主轴与轴套配合间隙已大于0.3mm(该间隙应小于0.2mm)，需更新主轴及轴套。

　　检查损坏的支重轮轮体，发现轮体轨道面变形、开裂、掉块。图6为支重轮滚道面受冲击后延伸为圆锥形。

　　这是因为挖掘机经常在沙土、泥泞、粒石场地作业，大量磨料进入支重轮轨道面与链轨之间，形成强烈的磨料磨损，且这些砂石对轨道面及凸缘与履带链轨节间产生较大的挤压应力，形成很多微观挤压变形及干摩擦。

　　这些干摩擦既有滚动摩擦也有滑动摩擦，由此造成轮体轨道面严重磨损，导致轮体刚度与强度降低。而凸缘严重磨损后，容易出现支重轮脱轨现象。

　　热处理不合格实测支重轮损坏轮体表面硬度及淬硬层深度，测试结果如表2所示，从实测数据数据表明，轮体表面淬火硬度及淬火硬度层深度未达到设计的基本要求。

　　将材质有问题的轮体解剖，发现其内部有裂纹，如图7所示。这说明轮体毛坯锻造不合格，需改善轮体锻造工艺，防止晶粒粗大、组织异常。

　　检测支重轮主轴O形密封圈密封槽尺寸(槽宽、槽深、O形槽圆度等)均在设计公差范围以内，符合技术要求。

　　检测浮封胶圈、O形密封圈线径及内径尺寸超差，表面有损伤。其损坏的原因是密封圈材质不合格，体现在接触润滑油后膨胀变形、失去弹性、早期老化、硬度(邵氏)不契合设计要求，因密封不严而导致漏油。

　　分析支重轮漏油的原因有2点:一是挖掘机作业时支重轮长时间浸泡在水里，造成浮封环、O形密封圈环槽被腐蚀;二是冬季在泥水中施工，造成浮封环结冰失效。

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