朱 波 王 鋼

摘要:殼體類零件作為驅動橋各散裝零部件的重要支撐體,是驅動橋的基本骨架,其作用不言而喻。在驅動橋中,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)微小故障或殼體細微變形均可導致零件間相對位置精度及齒輪間的嚙合關系發(fā)生改變,從而降低驅動橋的作業(yè)效率和使用壽命,影響整機的使用性能和作業(yè)能力,因此及時預防和排除各類常見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故障的表現(xiàn)與基本診斷排除方法。

關鍵詞:輪式裝載機驅動橋殼體;故障;排除

通常,驅動橋總成主要由驅動橋殼體、主減速器總成(含差速器)、輪邊減速器總成、制動鉗以及全浮式左右半軸等部分組成。總體來說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 橋殼殼體的常見故障表現(xiàn)與基本排除方法

1.1 橋殼殼體的常見故障表現(xiàn)

驅動橋橋殼是裝載機傳動系統(tǒng)的主要零件之一,它起著支承裝載機荷重的作用,并將載荷傳遞給車輪。作用在驅動輪胎上的牽引力、制動力、橫向力也是經過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,同時它又是主減速總成(包括差速器)、輪邊減速總成以及驅動車輪等傳動裝置(如半軸)的安裝支承體。

根據國內主要裝載機制造商50型驅動橋的故障反饋情況,橋殼的主要故障是前驅動橋殼體產生變形與裂紋,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,裝載機前驅動橋殼的工況遠比后橋殼惡劣,因而橋殼的開裂幾乎全部集中在前橋,因此,作為機器的操作者和管理維護單位應定期檢查橋殼外形是否有裂紋或變形,尤其是前橋殼。作為裝載機基礎件的驅動橋殼,除了是車架、車輪的承載件以外,在機器行駛、作業(yè)、制動等一系列的運輸作業(yè)過程中,還承受著彎曲、扭曲等多種綜合應力,因而容易發(fā)生變形。若制造商未徹底對橋殼進行時效處理,實際使用中更易產生變形。從對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位置精度及齒輪間的嚙合關系等。橋殼(主要是前橋橋殼)的開裂多發(fā)生在應力集中處,如車架安裝座與殼體變截面連接的附近區(qū)域;支撐軸、橋殼以及制動支架三者的密集焊接區(qū)域等等,因為通常裝載機橋殼的受力大而且復雜,一般在裝載機鏟掘、滿載行駛等作業(yè)工況中,橋殼承受著很繁重的負荷,尤其是當裝載機通過崎嶇不平的路面或緊急制動時,由于車輪與地面間所產生的沖擊載荷與峰值應力更易導致微裂紋的加速擴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,驅動橋殼體是否已經變形,可通過測量橋殼主要安裝面之間的位置精度進行檢測,如可通過測量橋殼兩端軸頸(安裝輪轂軸承處)間的同軸度進行檢驗。一般當支撐橋殼兩端內軸頸時,外軸頸的徑向跳動量應小于0.30-0.50mm。

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

驅動橋殼產生裂紋時,應用高強度低氫型焊條進行修復。為了增加焊接強度,減少焊接應力與變形,焊接時通常應采取以下工藝措施:a.焊接前應在裂紋端部鉆直徑為5mm的止裂孔;b.應沿裂紋開成60-90°的深為壁厚1/3-1/2的坡口;c.應采用直流反接分段焊,而且每焊20一30mm后,應敲去焊縫以消除內應力,當溫度降至50～60℃時再焊下一段;d.為了增加修復強度,可在重要裂紋處增焊4-6mm厚的外板(加外板時應注意使其與橋殼中心對稱)。

當裂紋很嚴重致使橋殼產生嚴重變形時,理所當然應予報廢。應特別注意在裂紋焊修后應對焊縫進行探傷并檢查有無焊接變形。另外橋殼兩端軸頸磨損后也可鍍鉻修復,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)的常見故障表現(xiàn)與基本排除方法

輪式裝載機驅動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;二是有時會產生裂紋。軸承座孔磨損后會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)進行修復。鑲套時,襯套壁厚可取為2.50-3.00mm,壓入時的過盈量可取為0.05-0.11mm。通常為了壓裝可靠,防止松動,壓入襯套后,在套與殼體接縫處的圓周上鉆三個均布孔,然后將孔堵焊,使套與殼體可靠固接。鑲套后應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確定鑲套后是否合格。至于主減速器殼體產生較短裂紋且未達到軸承座孔時,可用焊接方法修復;而當裂紋達到軸承座孔時,往往會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裂,故應予以報廢。

3 差速器殼體的常見故障表現(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生磨損;與行星錐齒輪球形座面配合的座面產生磨損;安裝十字軸的殼體孔產生磨損;與軸承配合面產生磨損以及左右差速器殼體間或產生裂紋等。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,可用鑲套法修復,鑲套壁厚可取為2.0-2.5mm。修復后應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生磨損使其軸向竄動量增加時,可用換裝加厚止推墊的方法進行修復。修復后各端面與所在孔的垂直度,以其端面跳動量測量,跳動量不應大于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行修復,但應確?？仔木€與軸心線位置正確,十字軸與差速器殼體孔的標準配合間隙約為0-0.05mm。與滾動軸承配合的殼體外端軸頸磨損使其配合間隙大于0.04mm時,可用電鍍軸頸法進行修復。當左右差速器殼體產生裂紋時,一般應予以報廢。

4 輪邊減速器殼體(行星架與輪轂)的常見故障表現(xiàn)與基本排除方法

對輪式裝載機系列驅動橋而言,輪邊減速器多為由太陽輪輸入動力、內齒圈固定、行星架輸出動力的結構形式,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盈或過渡性質的配合,如50型輪式裝載機此處標準配合間隙為-0.008—0.029mm,當配合間隙大于0.04mm時應予以修復,否則會影響行星輪的正常工作,進而影響整個輪邊行星系的傳動效率。在工程實踐中,當孔徑磨損值較小時,可用電鍍刷與之相配的行星輪軸的方法恢復配合,而當孔徑磨損值較大時,則需用鑲套法修復孔徑,鑲套后加工孔徑時應特別注意孔心的位置精度。

以上對輪式裝載機驅動橋四類典型殼體的故障表現(xiàn)與基本排除方法作了簡略的歸納和總結,但并不成熟,還期待在實踐維修作業(yè)和改進設計的過程中逐步完善。