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關(guān)于挖掘機支重輪必須了解的知識---莆田支重輪

* 來源: * 作者: admin * 發(fā)表時間: 2024-02-24 14:08:41 * 瀏覽: 52
關(guān)于挖掘機支重輪必須了解的知識---莆田支重輪

挖掘機支重輪承載挖掘機自身質(zhì)量及作業(yè)載荷，支重輪屬性是衡量其品質(zhì)優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)，本文對支重輪屬性及損壞及原因進行分析。---莆田支重輪

1.支重輪的屬性

(1)結(jié)構(gòu)

支重輪結(jié)構(gòu)如圖1所示。支重輪主軸7兩端的外蓋2、內(nèi)蓋8固定在挖掘機履帶架的下部，將外蓋2、內(nèi)蓋8固定后，既能防止主軸7軸向竄動，又能防止其轉(zhuǎn)動。

輪體5兩側(cè)設(shè)有凸緣，可夾持履帶鏈軌，防止履帶脫軌，確保挖掘機沿履帶行駛。

外蓋2、內(nèi)蓋8的內(nèi)部分別設(shè)有1對浮封環(huán)4和浮封膠圈3，外蓋2、內(nèi)蓋8固定后，將浮封膠圈3、浮封環(huán)4相互壓緊。

2個浮封環(huán)4相對的接觸面光滑而堅硬，形成密封面。當(dāng)輪體轉(zhuǎn)動時，2個浮封環(huán)4相對轉(zhuǎn)動，構(gòu)成浮動密封。

O形密封圈9用于主軸7與外蓋2、內(nèi)蓋8之間的密封，浮動密封及O形密封圈9可防止支重輪內(nèi)的潤滑油滲漏，同時阻止泥水浸入到支重輪內(nèi)部。螺塞1內(nèi)的油孔用于向支重輪內(nèi)部加注潤滑油。

(2)受力狀況

挖掘機支重輪輪體受到履帶鏈軌向上的支撐力，主軸兩端承受挖掘機重力，如圖2所示。

挖掘機的重力通過履帶架、外蓋2、內(nèi)蓋8傳遞給主軸7，通過主軸7傳遞給軸套6、輪體5，再通過輪體5傳遞給鏈軌和履帶板(見圖1)。---莆田支重輪

挖掘機在凹凸不平場地作業(yè)時，容易造成履帶板傾斜，導(dǎo)致鏈軌傾斜。挖掘機做轉(zhuǎn)向動作時，主軸與輪體之間會產(chǎn)生軸向竄動力。

由于支重輪受力復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)必須合理，主軸、輪體和軸套需要有比較高的強度、韌性、耐磨性及密封性。

(3)技術(shù)要求

主軸 主軸材質(zhì)為50Mn優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，C含量為0.48%~0.56%，Si量含為0.17%~0.37%，Mn含量為0.7%~1.0%，S含量小于0.035%，P含量小于0.035%，Cr含量小于0.25%，Ni含量小于0.30%，Cu含量小于0.25%。

其中Mn是合金鋼中重要元素，能改善鋼材的鍛造性與可塑性，能夠確保該材質(zhì)具有足夠的韌性和耐磨性。50Mn鋼經(jīng)熱處理后，具有較高的強度和硬度，淬透性優(yōu)良，硬化層較深，珠光體組織較細，機械性能較好。

主軸設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，淬硬層深度T為2~7mm，淬火硬度為50~62HRC，如圖3所示。

輪體 支重輪輪體軌道面承受頻繁的沖擊載荷，容易出現(xiàn)擠壓變形，使輪體軌道面延伸成圓錐形狀。為改善受力狀況，我們加長了輪體軌道面的長度，并將軌道面與輪腰的過渡處設(shè)計成斜面，以提高軌道面支撐能力，圖4所示陰影部分為加長的軌道面和過渡斜面。---莆田支重輪

為了提高支重輪輪體的耐磨性，輪體材料為40Mn2合金結(jié)構(gòu)鋼。C含量為0.37%~0.44%，Si含量為0.17%~0.37%，Mn含量為1.4%~1.8%，P含量小于0.030%，S含量小于0.030%。

輪體采用鍛造方式成型，成型后對輪體毛坯進行調(diào)質(zhì)處理，硬度達到26~32HRC，以保持輪體內(nèi)部具有較高的強度、塑性、韌性和綜合機械性能。

輪體表面進行淬火處理，以提高支重輪軌道面的硬度、耐磨性。淬火硬度為50~58HRC，淬硬層深度為6~12mm，這樣軌道面硬度與鏈軌節(jié)硬度(48~58HRC)基本接近。

密封 O形密封圈環(huán)槽尺寸及表面粗糙度要符合設(shè)計要求，相配合面應(yīng)倒角，并清理毛刺及銳邊。

浮封膠圈、O形密封圈應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)丁晴橡膠，內(nèi)徑尺寸、線徑尺寸、彈性、硬度(邵氏)、表面光潔度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，裝配前應(yīng)按以上項目逐一檢驗合格后，方可投入裝配。

若浮封膠圈未套住浮封環(huán)環(huán)槽，或者未與浮封環(huán)貼合，會造成浮封膠圈對浮封環(huán)施壓不均勻。施壓不均會造成浮封環(huán)轉(zhuǎn)動時局部刃面磨損加劇，導(dǎo)致浮封環(huán)漏油。

若裝配內(nèi)、外蓋時將O形密封圈邊緣切壞、半邊卡在環(huán)槽外，或裝入環(huán)槽時被扭曲，會造成O形密封圈密封性能或使用壽命降低。

有時，氣密檢查壓力達不到一定數(shù)值，則檢查不出泄漏，注油后也不會發(fā)生泄漏，但挖掘機工作一定時間后，支重輪各部件摩擦升溫、內(nèi)腔壓力升高到一定數(shù)值，就會出現(xiàn)泄漏。

若出現(xiàn)泄漏后繼續(xù)使用，則浮動油封會出現(xiàn)嚴重漏油。

間隙 支重輪主軸與輪體上的軸套間隙為0.2~0.4mm，轉(zhuǎn)動時不應(yīng)有阻滯現(xiàn)象，密封性能良好，不漏油。

潤滑 應(yīng)使用加油器向支重輪內(nèi)加注齒輪油，必要時可適當(dāng)提高潤滑油黏度。加注齒輪油前，應(yīng)先放盡已經(jīng)失效的齒輪油，再將新齒輪油加至油塞孔內(nèi)，至到油液流出為止。---莆田支重輪

加注潤滑油時，將軸端螺塞擰下，把注油器注油嘴端頭頂住油道內(nèi)肩，向油道內(nèi)注油。安裝油塞時，需用扭力扳手，將油塞的擰緊力矩控制在157~255N?m范圍內(nèi)。

2.損壞原因分析

本文以某廠家20t級挖掘機為例，分析其支重輪損壞原因。我們檢查該挖掘機部分損壞的支重輪，發(fā)現(xiàn)其故障以主軸、輪體損壞和漏油為主。其中損壞嚴重的支重輪主軸出現(xiàn)抱軸，造成整個支重輪無法轉(zhuǎn)動，現(xiàn)分別進行分析。

(1)主軸損壞

材質(zhì)不合格 我們用光譜測量儀檢測支重輪損壞主軸各元素含量，其中Mn元素實測含量為0.59%，與標(biāo)準(zhǔn)含量(0.7%~1.0%)相差很多。這嚴重影響了主軸機械性能。

熱處理不合格 實測損壞主軸表面硬度及淬硬層深度，如表1所示。測試數(shù)據(jù)表明主軸表面淬火硬度及淬硬層深度均達不到設(shè)計要求，嚴重影響主軸的強度、剛度及耐磨性。

磨損嚴重 經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，主軸彎曲、主軸軸徑與軸套配合部位磨損嚴重，如圖5所示。經(jīng)測量，主軸與軸套配合間隙已大于0.3mm(該間隙應(yīng)小于0.2mm)，需更新主軸及軸套。

(2)輪體損壞

檢查損壞的支重輪輪體，發(fā)現(xiàn)輪體軌道面變形、開裂、掉塊。圖6為支重輪滾道面受沖擊后延伸為圓錐形。

磨損嚴重 輪體磨損主要表現(xiàn)在軌道面、導(dǎo)向凸輪緣及軸套座孔。這是因為挖掘機經(jīng)常在沙土、泥濘、粒石場地作業(yè)，大量磨料進入支重輪軌道面與鏈軌之間，形成強烈的磨料磨損，且這些砂石對軌道面及凸緣與履帶鏈軌節(jié)間產(chǎn)生較大的擠壓應(yīng)力，形成很多微觀擠壓變形及干摩擦。---莆田支重輪

這些干摩擦既有滾動摩擦也有滑動摩擦，由此造成輪體軌道面嚴重磨損，導(dǎo)致輪體剛度與強度降低。而凸緣嚴重磨損后，容易出現(xiàn)支重輪脫軌現(xiàn)象。

熱處理不合格 實測支重輪損壞輪體表面硬度及淬硬層深度，測試結(jié)果如表2所示，從實測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表明，輪體表面淬火硬度及淬火硬度層深度未達到設(shè)計要求。

將材質(zhì)有問題的輪體解剖，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部有裂紋，如圖7所示。這說明輪體毛坯鍛造不合格，需改善輪體鍛造工藝，防止晶粒粗大、組織異常。
(3)漏油

檢測支重輪主軸O形密封圈密封槽尺寸(槽寬、槽深、O形槽圓度等)均在設(shè)計公差范圍之內(nèi)，符合技術(shù)要求。

檢測浮封膠圈、O形密封圈線徑及內(nèi)徑尺寸超差，表面有損傷。其損壞的原因是密封圈材質(zhì)不合格，體現(xiàn)在接觸潤滑油后膨脹變形、失去彈性、早期老化、硬度(邵氏)不符合設(shè)計要求，因密封不嚴而導(dǎo)致漏油。

分析支重輪漏油的原因有2點:一是挖掘機作業(yè)時支重輪長時間浸泡在水里，造成浮封環(huán)、O形密封圈環(huán)槽被腐蝕;二是冬季在泥水中施工，造成浮封環(huán)結(jié)冰失效。---莆田支重輪