液壓挖掘機一般採用單排4點接觸球式內齒迴轉支承。挖掘機工作中,迴轉支承承受軸向力、徑向力、傾翻力矩等複雜載荷,其合理的維護保養顯得十分重要。迴轉支承維護保養主要包括滾道及內齒圈潤滑與清理,內、外油封的維護,緊固螺栓維護等。現從7個方面進行具體闡述。
1.滾道的潤滑
迴轉支承滾動體和滾道容易損壞和失效,其故障率較高。在挖掘機使用過程中,向滾道內加註潤滑脂能夠減少滾動體、滾道、隔離塊3者之間的摩擦和磨損。滾道腔空間狹小、加註潤滑脂阻力較大,需要使用手動黃油槍進行人工加註。迴轉支承滾道的潤滑油嘴一般分佈在迴轉支承外圓壁位置,如圖1所示。
滾道腔一般選用2#鋰基潤滑脂潤滑,加註潤滑脂週期一般為100h,在粉塵多、高溫、連續工作等特殊工況下,應適當縮短加註週期。加註潤滑脂時,需要轉動迴轉支承,大約每轉動15°~25°加註1次。加註時應注意觀察迴轉支承外密封圈,當看見潤滑脂從外密封圈一週均有滲出時,應停止加註。
滾道腔加註潤滑脂時,應避免“靜止狀態加油”、“單點加油”等不良加註方法,這是因為上述不良加註方法會造成迴轉支承局部漏油,甚至造成迴轉支承油封永久性損壞,導致潤滑脂流失、雜質侵入、滾道加速磨損。注意不要混合使用不同型號潤滑脂,以免其過早失效。更換回轉支承滾道內嚴重變質的潤滑脂時,應邊加註邊緩慢勻速轉動迴轉支承,使潤滑脂在滾道內填充均勻。此過程不能操之過急,需要循序漸進,才能完成潤滑脂的新陳代謝。
2.齒輪齧合區的保養
打開回轉平臺基座上的金屬蓋,可觀察迴轉支承內齒圈及迴轉馬達減速器小齒輪的潤滑及磨損情況,如圖2所示。該金屬蓋下面應墊上橡膠墊,並用螺栓緊固。如果螺栓鬆動或橡膠墊失效,水就會從金屬蓋滲進迴轉內齒圈的潤滑腔(集油盤),造成潤滑脂過早失效、潤滑效果下降,導致齒輪加劇磨損和腐蝕。
更換內齒圈潤滑腔潤滑脂的方法如下:首先,使用工作裝置將挖掘機支撐起來,操作者進入挖掘機履帶架下方,將金屬蓋打開(見圖3);其次,將挖掘機落到地面上,開動挖掘機做迴轉動作10圈左右,即可將失效的潤滑脂排盡。迴轉支承內齒圈潤滑腔同樣加註2#鋰基潤滑脂,更換週期一般為2000h,加註量應根據挖掘機型號而定,如表1所示。
3.內外油封的維護
迴轉支承內、外油封為橡膠密封條結構,其承受壓力較小。外油封位於迴轉支承內齒圈下表面,用來防止迴轉支承外部沙粒等異物進入滾道,造成滾動體及滾道磨損;內油封位於迴轉支承外圓上表面,用來防止內齒圈潤滑腔內的油脂進入滾道腔。迴轉支承內、外油封位置如圖4所示。
挖掘機使用過程中,應經常檢查迴轉支承內、外油封是否完好,若破損應及時檢修或更換。若迴轉馬達減速器密封圈損壞,會造成減速器內齒輪油滲漏到內齒圈潤滑腔,在迴轉支承內齒圈與迴轉馬達減速器小齒輪齧合過程中,潤滑脂與齒輪油混合,溫度升高後就會使油脂變稀,變稀的油脂會被推到內齒圈的上端面,並通過內油封滲入滾道內,造成外油封滲油、滴油,導致滾動體、滾道和外油封加速損壞。
一些操作者認為迴轉支承潤滑週期與動臂、鬥杆相同,需要天天加註潤滑脂,實際上這樣做是不對的。這是因為加註潤滑脂過於頻繁,會造成滾道內潤滑脂過多,將導致內、外油封處潤滑脂外溢。同時雜質會進入迴轉支承滾道內部,加速滾動體與滾道的磨損。
4.緊固螺栓的維護
一些操作者認為迴轉支承螺栓緊固時用力越大越好,實際上當螺栓所承受的拉力超出螺栓本身的抗拉強度,將無法形成預緊力。為確保螺栓工作的可靠性,應按照該型號螺栓預緊扭矩的規定進行緊固。選用10.9級強度的螺栓,應選用材質為45#鋼、經過淬火加中溫回火處理、硬度為HRC39的平墊圈,禁止使用彈簧墊圈。10.9級強度螺栓的預緊扭矩如表2所示。
若迴轉支承有10%螺栓出現鬆動,其餘螺栓在拉、壓載荷作用下受力更大。螺栓鬆動會產生軸向衝擊荷載,造成鬆動加劇及更多螺栓鬆動,導致螺栓斷裂,甚至會發生機毀人亡事故。因此迴轉支承工作第1個100h和500h後,應檢查螺栓預緊扭矩。此後每工作1000h應檢查1次預緊扭矩,以確保螺栓具有足夠的預緊力。
螺栓反覆使用後,其抗拉強度會有所降低,儘管其重新安裝時的扭矩符合規定值,但是緊固後的螺栓預緊力也會減小。因此重新緊固螺栓時,其扭矩要比規定值大30~50N·m。迴轉支承螺栓擰緊順序應採用180°對稱方向多遍擰緊,最後一遍擰緊時,應保證所有螺栓具有相同的預緊力。迴轉支承螺栓擰緊順序如圖5所示。
5.齒輪間隙的調整
迴轉支承內齒圈與迴轉馬達減速器輸出齒輪裝配時,應以迴轉支承內齒節圓徑向跳動最高點來調節輪齒側隙。齧合側隙根據齒輪模數的大小進行選擇,正常情況下齒輪齧合側隙隨著輪齒增大而相應增大。挖掘機迴轉支承內齒節圓徑向跳動最大點處,與迴轉馬達減速器齒輪的齒側間隙Sh值≥0.03m(m為齒輪模數),如圖6所示。
調整齒輪間隙時,應注意觀察迴轉馬達減速器與迴轉平臺的連接螺栓是否鬆動,以避免齒輪齧合間隙過大或過小。這是因為若其間隙過大,會造成挖掘機啟動和停止時對齒輪衝擊力較大,容易出現異響;若其間隙過小,會造成迴轉支承與迴轉馬達減速器小齒輪卡滯,甚至導致斷齒。迴轉支承與迴轉馬達減速器齒輪齒側隙如圖6所示。
調整時還應注意觀察迴轉馬達與迴轉平臺之間的定位銷是否鬆動。定位銷與銷孔屬於過盈配合,定位銷不只起定位作用,還可增加回轉馬達減速器螺栓緊固強度,減少迴轉馬達減速器鬆動的可能性。迴轉馬達固定螺栓和定位銷如圖7所示。
6.堵塞的維護
迴轉支承堵塞是為拆裝滾動體設置。定位銷為圓錐結構,用於固定堵塞、防止堵塞串動。堵塞位於迴轉支承非承載處,位於主負荷平面兩側,如圖8所示。
固定堵塞的定位銷一旦鬆動,會引起堵塞位移,造成滾道在堵塞部位產生變化,滾動體運動時,就會與堵塞產生撞擊併發出異響。操作者使用挖掘機時,應注意清理堵塞處遮蓋的泥土,注意觀察堵塞是否發生位移。
7.禁止用水沖刷迴轉支承
禁止用水沖刷迴轉支承,以避免沖刷用水及雜質、粉塵進入迴轉支承滾道,造成滾道腐蝕生鏽,導致潤滑脂被稀釋、破壞潤滑狀態、潤滑脂變質失效;避免任何溶劑接觸到迴轉支承油封,以免造成油封腐蝕。
總之,挖掘機使用一段時間後,其迴轉支承容易出現噪聲、衝擊等故障,操作者應注意觀察、及時檢查,以便排除故障。只有正確、合理地維護保養迴轉支承,才能確保其正常運轉,充分發揮其性能,延長其使用壽命。
本文選自《工程機械與維修》雜誌2016年第10期
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