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2023-05-16

回轉(zhuǎn)支承早期斷齒分析及解決措施


  造成挖掘機用回轉(zhuǎn)支承早期失效的主要原因有二條:一是斷齒;二是滾道破壞。其中,斷齒是主要原因,占90%以上,且絕大多數(shù)發(fā)生在挖掘機出廠后六個月以內(nèi)。這不但嚴重困擾著回轉(zhuǎn)支承制造廠產(chǎn)品質(zhì)量信譽,同時也對主機廠產(chǎn)品市場造成不利影響,因此認真解決好這一問題是回轉(zhuǎn)支承制造廠和主機廠的共同的目標和責任,也是雙方進一步合作共同發(fā)展的根本保證。
  因斷齒而使回轉(zhuǎn)支承早期失效的根本原因是什么呢?設計問題;制造問題,材質(zhì)問題;裝配問題還是使用問題。透過下列現(xiàn)象不難發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)之所在:
 ?、僭谶^去的十二年里,馬鞍山回轉(zhuǎn)支承廠共為各類主機配套回轉(zhuǎn)支承二萬余套,除挖掘機行業(yè)外,僅有一起回轉(zhuǎn)支承斷齒記錄,而且是發(fā)生在晚期。當然,挖掘機的工況較塔吊、汽車吊等其它大部分使用回轉(zhuǎn)支承的行業(yè)的主機工況要惡劣,回轉(zhuǎn)速度較快,沖擊負荷也較大,斷齒的可能性相應地也大些,這也是不爭的事實。因此,挖掘機用回轉(zhuǎn)支承的模數(shù)較同一滾道直徑的其它行業(yè)主機用回轉(zhuǎn)支承要大一檔,而且是硬齒面(一般在47HRC~58HRC之間選取不同的硬度段),基本滿足了挖掘機對回轉(zhuǎn)支承齒輪的要求。雖然統(tǒng)計資料表明挖掘機用回轉(zhuǎn)支承早期斷齒的概率大于其它主機,但也僅限于極少的二、三種挖掘機上,大部分機種極少有回轉(zhuǎn)支承早期斷齒事故發(fā)生。
 ?、趶奈覀冋莆盏馁Y料分析,國內(nèi)外絕大多數(shù)20~22噸級的挖掘機使用的回轉(zhuǎn)支承齒輪模數(shù)都為10mm(或徑節(jié)=2.5),熱處理和精度等級基本一致,國產(chǎn)挖掘機一般采用標準齒高和標準壓力角?;剞D(zhuǎn)支承齒輪周向許用力P可按下式計算:
  P=Kz*m*b/78(噸)式中Kz=(z/150)^(±0.09)外齒取+;內(nèi)齒?。瓃-齒數(shù)m-模數(shù)mmb-齒寬mm若設齒寬b=80;齒數(shù)z=90~110;且為內(nèi)嚙合,則齒輪周向許用力為:
  p=(90~110/150)^(-0.09)*10*80/78=10.74~10.55(噸)
  可見齒輪的周向許用力能夠滿足該噸級的挖掘機對回轉(zhuǎn)支承齒輪負荷要求,但在該級別中個別機型出現(xiàn)的回轉(zhuǎn)支承早期斷齒率卻高達2%,其它絕大部分機型無此現(xiàn)象發(fā)生。
 ?、弁ㄟ^對多起早期斷齒實物的分析研究發(fā)現(xiàn),大部分斷齒發(fā)生在沿齒寬方向的上半部,一半以上的斷裂面與輪齒的上端面相交,并成45°~60°左右的夾角,即使全齒脫落其裂紋也是自上而下擴張所致。齒輪受擠壓而產(chǎn)生的塑性變形也相當明顯,且上部較下部嚴重得多,整圈齒槽寬都有不同程度變化,從下至上、從根至頂齒槽寬遞增。