輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋殼體的故障與排除

朱 波 王 鋼

摘要:殼體類零件作為驅(qū)動(dòng)橋各散裝零部件的重要支撐體,是驅(qū)動(dòng)橋的基本骨架,其作用不言而喻。在驅(qū)動(dòng)橋中,殼體類零件主要包括橋殼殼體、主減速器殼體(托架)、差速器殼體、輪邊減速器殼體(行星架與輪轂)四類典型殼體。任何殼體類零件出現(xiàn)微小故障或殼體細(xì)微變形均可導(dǎo)致零件間相對(duì)位置精度及齒輪間的嚙合關(guān)系發(fā)生改變,從而降低驅(qū)動(dòng)橋的作業(yè)效率和使用壽命,影響整機(jī)的使用性能和作業(yè)能力,因此及時(shí)預(yù)防和排除各類常見(jiàn)的早期故障就顯得極為重要。下面主要介紹這四類殼體的常見(jiàn)故障的表現(xiàn)與基本診斷排除方法。

關(guān)鍵詞:輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋殼體;故障;排除

通常,驅(qū)動(dòng)橋總成主要由驅(qū)動(dòng)橋殼體、主減速器總成(含差速器)、輪邊減速器總成、制動(dòng)鉗以及全浮式左右半軸等部分組成?？傮w來(lái)說(shuō)一般可以分為殼體類零件、齒輪類零件、軸類零件、軸承類零件以及密封類零件五大類。

1 橋殼殼體的常見(jiàn)故障表現(xiàn)與基本排除方法

1.1 橋殼殼體的常見(jiàn)故障表現(xiàn)

驅(qū)動(dòng)橋橋殼是裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要零件之一,它起著支承裝載機(jī)荷重的作用,并將載荷傳遞給車輪。作用在驅(qū)動(dòng)輪胎上的牽引力、制動(dòng)力、橫向力也是經(jīng)過(guò)橋殼傳遞到車架安裝座以及前后車架上。因此,橋殼既是承載件又是傳力件,同時(shí)它又是主減速總成(包括差速器)、輪邊減速總成以及驅(qū)動(dòng)車輪等傳動(dòng)裝置(如半軸)的安裝支承體。

根據(jù)國(guó)內(nèi)主要裝載機(jī)制造商50型驅(qū)動(dòng)橋的故障反饋情況,橋殼的主要故障是前驅(qū)動(dòng)橋殼體產(chǎn)生變形與裂紋,其次是處于橋殼端部的輪邊減速支撐軸軸承安裝處配合面的磨損。通常在前后橋殼體相同的情形下,由于鏟掘、滿載等作業(yè)因素影響,裝載機(jī)前驅(qū)動(dòng)橋殼的工況遠(yuǎn)比后橋殼惡劣,因而橋殼的開(kāi)裂幾乎全部集中在前橋,因此,作為機(jī)器的操作者和管理維護(hù)單位應(yīng)定期檢查橋殼外形是否有裂紋或變形,尤其是前橋殼。作為裝載機(jī)基礎(chǔ)件的驅(qū)動(dòng)橋殼,除了是車架、車輪的承載件以外,在機(jī)器行駛、作業(yè)、制動(dòng)等一系列的運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程中,還承受著彎曲、扭曲等多種綜合應(yīng)力,因而容易發(fā)生變形。若制造商未徹底對(duì)橋殼進(jìn)行時(shí)效處理,實(shí)際使用中更易產(chǎn)生變形。從對(duì)橋殼使用性能的影響看,橋殼的彎曲變形危害最大,橋殼變形后將改變橋殼上零件間的相對(duì)位置精度及齒輪間的嚙合關(guān)系等。橋殼(主要是前橋橋殼)的開(kāi)裂多發(fā)生在應(yīng)力集中處,如車架安裝座與殼體變截面連接的附近區(qū)域;支撐軸、橋殼以及制動(dòng)支架三者的密集焊接區(qū)域等等,因?yàn)橥ǔＱb載機(jī)橋殼的受力大而且復(fù)雜,一般在裝載機(jī)鏟掘、滿載行駛等作業(yè)工況中,橋殼承受著很繁重的負(fù)荷,尤其是當(dāng)裝載機(jī)通過(guò)崎嶇不平的路面或緊急制動(dòng)時(shí),由于車輪與地面間所產(chǎn)生的沖擊載荷與峰值應(yīng)力更易導(dǎo)致微裂紋的加速擴(kuò)展以及變形量的急速加大。

1.2 橋殼殼體故障的基本排除方法

首先,驅(qū)動(dòng)橋殼體是否已經(jīng)變形,可通過(guò)測(cè)量橋殼主要安裝面之間的位置精度進(jìn)行檢測(cè),如可通過(guò)測(cè)量橋殼兩端軸頸(安裝輪轂軸承處)間的同軸度進(jìn)行檢驗(yàn)。一般當(dāng)支撐橋殼兩端內(nèi)軸頸時(shí),外軸頸的徑向跳動(dòng)量應(yīng)小于0.30-0.50mm。

驅(qū)動(dòng)橋殼體變形后要進(jìn)行校正,變形較小時(shí)可冷壓校正,變形較大時(shí)應(yīng)熱壓校正。熱壓校正時(shí)應(yīng)注意加熱部位及加熱溫度,一般加熱部位的選擇原則:一是應(yīng)選在對(duì)變形影響較大的部位;二是應(yīng)選在非重要部位;三是應(yīng)選在不易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位。加熱溫度一般為300-400℃,最高不得超過(guò)700℃,以防因材料晶粒組織改變而影響橋殼的強(qiáng)度與剛度。其次,驅(qū)動(dòng)橋橋殼是否有裂紋,可用磁力探傷等無(wú)損探傷法進(jìn)行檢驗(yàn),由于橋殼體積較大,可將探傷機(jī)探頭引出對(duì)橋殼進(jìn)行分段檢驗(yàn)。無(wú)探傷設(shè)備時(shí),亦可用敲擊聽(tīng)聲音法或滲油法進(jìn)行檢驗(yàn)。裂紋檢查時(shí)可不必在所有部位上進(jìn)行,而應(yīng)著重在可能產(chǎn)生應(yīng)力集中與可能出現(xiàn)裂紋的部位上進(jìn)行,以減少不必要的操作量和勞動(dòng)強(qiáng)度。

驅(qū)動(dòng)橋殼產(chǎn)生裂紋時(shí),應(yīng)用高強(qiáng)度低氫型焊條進(jìn)行修復(fù)。為了增加焊接強(qiáng)度,減少焊接應(yīng)力與變形,焊接時(shí)通常應(yīng)采取以下工藝措施:a.焊接前應(yīng)在裂紋端部鉆直徑為5mm的止裂孔;b.應(yīng)沿裂紋開(kāi)成60-90°的深為壁厚1/3-1/2的坡口;c.應(yīng)采用直流反接分段焊,而且每焊20一30mm后,應(yīng)敲去焊縫以消除內(nèi)應(yīng)力,當(dāng)溫度降至50～60℃時(shí)再焊下一段;d.為了增加修復(fù)強(qiáng)度,可在重要裂紋處增焊4-6mm厚的外板(加外板時(shí)應(yīng)注意使其與橋殼中心對(duì)稱)。

當(dāng)裂紋很嚴(yán)重致使橋殼產(chǎn)生嚴(yán)重變形時(shí),理所當(dāng)然應(yīng)予報(bào)廢。應(yīng)特別注意在裂紋焊修后應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行探傷并檢查有無(wú)焊接變形。另外橋殼兩端軸頸磨損后也可鍍鉻修復(fù),與油封配合處軸 頸磨損后亦可鑲套修理。

2 主減速器殼體(托架)的常見(jiàn)故障表現(xiàn)與基本排除方法

輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋中主減速器殼體常用可鍛鑄鐵或鑄鐵制造,其使用中的主要故障,一是軸承座孔磨損;二是有時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋。軸承座孔磨損后會(huì)使軸承與孔間配合松曠,為此可用孔徑鑲套法或軸承外徑鍍鉻法(或刷鍍其他金屬)進(jìn)行修復(fù)。鑲套時(shí),襯套壁厚可取為2.50-3.00mm,壓入時(shí)的過(guò)盈量可取為0.05-0.11mm。通常為了壓裝可靠,防止松動(dòng),壓入襯套后,在套與殼體接縫處的圓周上鉆三個(gè)均布孔,然后將孔堵焊,使套與殼體可靠固接。鑲套后應(yīng)著重檢查主減速器小傘齒輪軸與孔間的位置精度,大傘齒輪左右兩軸承孔的同軸度以及主減殼體安裝定位端面與輸入軸孔心線的垂直度等等來(lái)確定鑲套后是否合格。至于主減速器殼體產(chǎn)生較短裂紋且未達(dá)到軸承座孔時(shí),可用焊接方法修復(fù);而當(dāng)裂紋達(dá)到軸承座孔時(shí),往往會(huì)引起主減速器殼體較大變形,并且焊接后不容易保證不再開(kāi)裂,故應(yīng)予以報(bào)廢。

3 差速器殼體的常見(jiàn)故障表現(xiàn)與基本排除方法

差速器殼體一般用可鍛鑄鐵鑄造或用合金鋼鍛造。使用中主要故障表現(xiàn)為:安裝半軸齒輪的孔徑及止推端面產(chǎn)生磨損;與行星錐齒輪球形座面配合的座面產(chǎn)生磨損;安裝十字軸的殼體孔產(chǎn)生磨損;與軸承配合面產(chǎn)生磨損以及左右差速器殼體間或產(chǎn)生裂紋等。與半軸齒輪相配的殼體孔因磨損而使其配合間隙大于0.25mm時(shí),可用鑲套法修復(fù),鑲套壁厚可取為2.0-2.5mm。修復(fù)后應(yīng)檢查左右半殼半軸齒輪安裝孔的同軸度。至于與半軸齒輪、行星錐齒輪接觸的端面產(chǎn)生磨損使其軸向竄動(dòng)量增加時(shí),可用換裝加厚止推墊的方法進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)后各端面與所在孔的垂直度,以其端面跳動(dòng)量測(cè)量,跳動(dòng)量不應(yīng)大于0.05mm。安裝十字軸的殼體孔磨損后,可用刷鍍孔徑或軸頸法進(jìn)行修復(fù),但應(yīng)確?？仔木€與軸心線位置正確,十字軸與差速器殼體孔的標(biāo)準(zhǔn)配合間隙約為0-0.05mm。與滾動(dòng)軸承配合的殼體外端軸頸磨損使其配合間隙大于0.04mm時(shí),可用電鍍軸頸法進(jìn)行修復(fù)。當(dāng)左右差速器殼體產(chǎn)生裂紋時(shí),一般應(yīng)予以報(bào)廢。

4 輪邊減速器殼體(行星架與輪轂)的常見(jiàn)故障表現(xiàn)與基本排除方法

對(duì)輪式裝載機(jī)系列驅(qū)動(dòng)橋而言,輪邊減速器多為由太陽(yáng)輪輸入動(dòng)力、內(nèi)齒圈固定、行星架輸出動(dòng)力的結(jié)構(gòu)形式,所以其殼體往往就是與車輪輪輞緊固的行星架和輪轂。輪邊減速器殼體在使用中主要的故障表現(xiàn)為;與行星輪軸相配合的孔因磨損而使配合間隙松曠;殼體(輪轂)與圓錐滾子軸承配合孔松曠。

該處兩配合一般屬過(guò)盈或過(guò)渡性質(zhì)的配合,如50型輪式裝載機(jī)此處標(biāo)準(zhǔn)配合間隙為-0.008—0.029mm,當(dāng)配合間隙大于0.04mm時(shí)應(yīng)予以修復(fù),否則會(huì)影響行星輪的正常工作,進(jìn)而影響整個(gè)輪邊行星系的傳動(dòng)效率。在工程實(shí)踐中,當(dāng)孔徑磨損值較小時(shí),可用電鍍刷與之相配的行星輪軸的方法恢復(fù)配合,而當(dāng)孔徑磨損值較大時(shí),則需用鑲套法修復(fù)孔徑,鑲套后加工孔徑時(shí)應(yīng)特別注意孔心的位置精度。

以上對(duì)輪式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)橋四類典型殼體的故障表現(xiàn)與基本排除方法作了簡(jiǎn)略的歸納和總結(jié),但并不成熟,還期待在實(shí)踐維修作業(yè)和改進(jìn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中逐步完善。