曹偉，李兆駿，李芳，扶躍華，謝加權(quán)

0 引言

ZYYG170A型液壓鑿巖機(jī)是中船重工中南裝備有限責(zé)任公司在ZYYG170型液壓鑿巖機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)的產(chǎn)品，在改進(jìn)過程中，對齒輪箱總成的設(shè)計進(jìn)行了局部修改。改進(jìn)后的鑿巖機(jī)樣機(jī)在河南某隧道工地使用時出現(xiàn)了齒輪箱高溫的異?，F(xiàn)象，最高溫度一度超過110℃，遠(yuǎn)高于正常溫度（80℃以下）并伴有回轉(zhuǎn)動作失靈的現(xiàn)象。

1 齒輪箱結(jié)構(gòu)簡介

圖1中，ZYYG170A型液壓鑿巖機(jī)的齒輪箱由齒輪箱體、大齒輪、小齒輪、軸承、傳動軸、襯套、釬尾套等零件組成。襯套外圓與大齒輪內(nèi)孔之間為過盈配合，襯套內(nèi)孔與釬尾套之間為間隙配合，釬尾套可沿軸線在襯套內(nèi)往復(fù)運動。大小齒輪通過軸承定位，可以自由轉(zhuǎn)動。

圖1 齒輪箱示意圖

2 技術(shù)分析

根據(jù)故障現(xiàn)象，可以從以下幾種情況分析其產(chǎn)生的原因。

2.1 潤滑脂不夠?qū)е碌哪Σ涟l(fā)熱

鑿巖機(jī)在班前準(zhǔn)備工作中已加入了足量的專用潤滑脂，在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)溫度異常后，又補(bǔ)加了部分專用潤滑脂，專用潤滑脂已從觀察孔中溢出，說明潤滑脂是足夠的。再次開機(jī)測試，溫度依然異常，故可排除潤滑脂不夠的可能性。

2.2 齒輪箱中有異物造成卡滯、摩擦加劇，導(dǎo)致發(fā)熱加劇

將齒輪箱拆解并清洗干凈后，并未發(fā)現(xiàn)有明顯的異物，大、小齒輪零件表面沒有明顯的劃傷或擠壓傷痕，齒輪及軸承表面顏色正常，沒有明顯的高溫?zé)g痕跡，見圖2。故可排除齒輪箱中進(jìn)入異物的可能性。

圖2 大齒輪及軸承現(xiàn)場清洗后的照片

2.3 零件配合間隙較小導(dǎo)致的摩擦發(fā)熱

在拆解襯套和釬尾套時，發(fā)現(xiàn)襯套與釬尾套已經(jīng)抱死，釬尾套顏色發(fā)烏，有明顯的高溫?zé)g痕跡，見圖3。由此可見，造成高溫的發(fā)熱源在襯套和釬尾套之間。

為了進(jìn)一步確認(rèn)發(fā)熱原因，我們對襯套受熱膨脹的幅度做了理論計算，計算過程如下。

假設(shè)襯套安裝時溫度為20℃，正常工作時溫度為80℃，且襯套高度不發(fā)生變化。則襯套安裝時的體積為

式中V1——襯套安裝時的體積，m3

D——襯套安裝時的外徑，mm

d1——襯套安裝時的內(nèi)徑，mm

H——襯套安裝時的高度，mm

工作時襯套的體積為

式中V2——襯套工作時的體積，m3

d2——襯套工作時的內(nèi)徑，mm

α——熱膨脹系數(shù)，1×10-6/℃

T1——襯套安裝時的溫度，℃

T2——襯套工作時的溫度，℃

由以上公式可推導(dǎo)出

當(dāng)D=67.5mm，d1=63.5mm，T1=20℃，T2=80℃時，可求得d2=63.49mm，此數(shù)值已經(jīng)進(jìn)入負(fù)公差，若T2更大，d2會更小。當(dāng)D，T1，T2不變時，若要d2增大，則需增大d1。

圖3 釬尾套及襯套從齒輪箱內(nèi)取出時的照片

以上計算結(jié)果和實際情況基本吻合。

3 改進(jìn)措施

4 結(jié)束語

ZYYG170A型液壓鑿巖機(jī)齒輪箱高溫的原因是襯套與釬尾套之間的配合間隙太小，在鑿巖機(jī)運行過程中因摩擦加劇產(chǎn)生大量熱量而造成的。其根本原因是襯套內(nèi)孔尺寸在下極限時，由于安裝時的擠壓作用，內(nèi)孔尺寸縮小，導(dǎo)致襯套與釬尾套之間的配合間隙過小。通過調(diào)整襯套內(nèi)孔的公差范圍，齒輪箱高溫的問題已得到解決。