泰兴减速机

挖掘机减速机损坏端由及维修

发布时间:2018-02-23 23:09:00 点击:

     1、损坏情况及原因分析

    泰兴减速机:水电十二局广西桂林思安江工地,一台德国原装挖掘机斗容量为5.5m3的RH30E型正铲突然损坏不能工作。经拆机检查,发现回转减速器内有大量断齿块及铁屑,行星减速器第2级变速装置已严重损坏:4只行星齿轮牙齿大部份被打掉(牙齿从齿根断裂较多,一小部份是碎齿块挤伤的);4只行星齿轮球面滚子轴承由于碎齿钻进轴承内造成损坏报废;行星轮架轴端部被碎齿块严重挤伤(但轮架整体未变形,轮架上行星轮轴中心距未变,轴颈处表面光洁度及外径尺寸也没变);太阳轮(中心齿轮)轴颈严重磨损,轴颈均匀缩小0.25mm以上,但无严重划伤;太阳轮输出端轴颈处向心滚子轴承有近五分之一的滚子严重挤伤无法再使用(但轴承内外滚道基本未受到什么损伤);箱体上内齿圈有近十分之一的牙齿(约九到十个齿损伤)因为行星齿轮的碎齿挤入而造成残缺,其中有三四个损坏的齿是连在一起的。在靠近齿圈的一端,从齿的端面接近齿根向齿顶方向斜向断裂,断齿成三角形的较多,损坏最严重的齿其剩余较完整的齿厚占正常齿厚的三分之二左右。检查结果是回转减速器报废,需更换整个减速器(原厂家不供应单个零件,只提供减速器总成)。

    水电十二局共有2台RH30E型正铲,连续使用一年左右均出现过一模一样的设备事故,最终结果都是更换整个减速器,而思安江工地的这台挖掘机在此之前则已更换过一次原装回转减速器,正好用了一年多的时间又出了同样的事故。

            两次回转减速器事故发生前均无异常声响,回转动作亦正常,异常声响与回转动作异常几乎是同时发生的。拆机检查,发现回转减速器内不缺润滑油且油液较干净。经多次询问几位挖掘机操作者,得知操作时,司机均有一错误的操作习惯:因为挖掘机回转系统质量大,而挖掘机的制动装置制动力矩又都较小,挖掘机回转制动时所需制动时间普遍都较长,惯性转动角度(距离)较大,回转定位不易控制,司机为了快速和准确地将挖斗转到工作面上定位一般都会采用反挡操作强行停止挖掘机回转动作(特别是在抢产量时这一习惯动作用得更为频繁),很少采用惯性定位的方法(即挖掘机铲斗即将转到工作面时,提前一定角度(距离)切断动力同时进行制动,让挖掘机动臂,斗杆,铲斗等依靠惯性转到工作面上。这种方法回转定位时间长且定位不太准确,不易控制)。

            为此我们判定事故的直接原因是,反挡制动给齿轮造成极大的冲击力,比正常工作时受到的力要大数倍,造成回转减速器2级变速齿轮频繁过载,严重地缩短了回转减速器的使用寿命。加上4只行星齿轮为标准20°压力角无变位的根切齿轮(齿数14齿),反挡制动产生的冲击力极易造成齿轮的齿根断裂。4只行星齿轮的损坏绝大部份是齿根断裂也证明了这一点。箱体上内齿圈上的牙齿残缺是因为行星齿轮的碎齿块挤入造成的,断裂口处也没有发现老伤痕。这些破坏特征都证明了反挡制动是造成回转减速器报废最直接也是最根本的原因。

            2、修复方法及效果

            由于原德国厂家同类产品早已更新,该型号的减速器已停产,需重新定做,报价五十万元左右,时间三到三个半个月(空运,海运则需六个月左右)。当时思安江大坝填筑正值施工高峰期,工地总共只有4台挖掘机:2台斗容量为1m3的CAT320型挖掘机,1台1.6m3的PC400-6型挖掘机和1台5.5m3的RH30E型正铲挖掘机。其它3台挖掘机的斗容量加起来还不及RH30E型挖掘机斗容量的2/3.这样大型的设备停用待修这么长的时间将直接影响到整个大坝填筑的施工进度。为此我们决定自行修理。

            (1)行星轮架轴损伤的轴端部用电焊补好(焊前首先用石棉布将行星轮架轴颈等处保护好,防止焊接时飞溅物损伤其表面),然后用数控加工中心机床将轴端尺寸加工至原尺寸,并车出轴用卡簧槽等。

            (2)齿轮通常都采用中碳钢制作并对齿表面进行高频淬火处理以提高齿轮的耐磨性。这种齿轮造价低,制造方便,齿表面硬度也较高,但齿的韧性差,齿根过载后易断裂。故这次行星齿轮材料决定改用优质合金渗碳钢。加工好的齿轮的齿表面最后进行碳,氮共渗及淬火处理,热处理后的齿轮表面再进行表面喷钢丸处理以消除部分表面应力,减少断裂倾向,并可提高齿表面硬度和使用寿命。这样加工处理好的齿轮外表面硬度高但芯部韧性好,可有效地防止齿轮因过载产生脆性断裂,大大提高齿轮使用寿命。

            (3)行星齿轮球面滚子轴承一时采购不到进口件就用优质国产名牌产品代用。

            (4)太阳轮(中心齿轮)轴颈缩小0.25mm处用电镀的方法进行修复,然后用外圆磨床将轴颈磨至原尺寸。

            (5)太阳轮轴颈处的向心圆柱滚子轴承为特殊型,进口件难以采购,国产轴承又无法代用。为此,我们决定用自制的滚子代替损坏的滚子,将损坏的这个轴承重新利用起来。具体的方法是:用制作渗碳钢齿轮的方法做出滚子,滚子的外表面用外圆磨床将滚子磨至旧滚子外径尺寸。然后将新滚子均匀且有间隔地与旧滚子搭配起来装在轴承滚道内(即每装几只旧滚子再装1只自制的新滚子,以此类推)。这样组装起来的轴承盘动起来手感很好,后来的实际使用效果也很好。

            (6)对箱体内齿圈的处理首先用钢凿将裂开但尚未脱离齿圈的小碎齿块(屑)全部凿下,仔细清理干净,再用手提电动角向磨光机打磨断口并倒角以尽量减少断齿破损面上可能产生的碎铁屑的掉下量;用手提电动模具磨光机非常仔细地修磨因碎齿块挤入而受损的齿表面,保证其表面与行星轮有良好的接触面。最后所有齿面用砂布打磨光滑。有条件的话,这里更好的方法是,用适当的焊条堆焊修补断裂的齿顶,然后再用角向磨光机打磨,修磨,修正齿形以保证内齿圈与行星轮的啮合平稳。

            回转减速器安装前应先将箱体内的小铁块,铁屑仔细清理干净,然后顺序安装1,2级变速齿轮等,最后加入润滑油。试运行效果良好,从决定自行修理到修复安装结束及整机试用仅花了不足8天的时间。

            运行一周后再拆机仔细检查,发现减速器内仅有2粒绿豆大小的断齿块和极少量的铁屑。重新安装前再次对2级齿轮箱体上的外齿圈的断齿进行了清理打磨等。减速器安装后再次更换润滑油,确保油品干净无污染。

            挖掘机使用前对操作者提出了特别要求,即挖掘机工作时铲斗按额定载荷的80~90装载石料,严禁超载;做回转动作时启动与制动不要太猛,严禁反挡制动定位等。

            RH30E型挖掘机回转系统修复后又使用了一年多,直到思安江大坝浇筑完毕该回转减速器仍性能良好。

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