轮式装载机干式驱动桥故障反馈及分析改进

第一篇：轮式装载机干式驱动桥故障反馈及分析改进

轮式装载机干式驱动桥故障反馈及分析改进

驱动桥位于轮式装载机传动系统的末端，其主要功用是将传动轴传来的转矩传递给驱动轮，以降低变速箱的输出转速，增大输出扭矩，同时使两轮边具有差速功能，以实现轮式装载机的转向。除此之外，驱动桥还承担着支承整机重量和传力的作用。通常，干式驱动桥总成主要由驱动桥壳体、主减速器总成（含差速器）、轮边减速器总成、制动钳以及全浮式左右半轴等部分组成。通过对２００５年和２００６年干式驱动桥外反馈来看，其故障主要表现为以下几个方面。

一、主减速器总成（含差速器）部分 １、差速器坏

通过对整桥进行放油，可发现桥内油液污染较为严重，油品颜色发黑，并有刺鼻气味，油液脏（内有杂质、磨屑等）；挚片、齿面出现磨损。这主要是由于驱动桥密封圈损坏，引起外部灰尘、杂质进入；同时，驱动桥内齿轮件的表面缺陷所产生的金属磨屑也会进入到油液之中。

改进措施：

(1)定期更换润滑油，保证油液清洁；

(2)改进设计，将桥壳主传动放油螺塞设计为带磁性的油塞，以吸附磨屑。

齿面出现早期缺陷，如磨损、点蚀、胶合等；齿面出现早期接触疲劳或齿根弯曲。点蚀一般发生在前桥。

改进措施：

(1)加强对主、从动螺旋锥齿轮、半轴齿轮、行星锥齿轮等齿面硬度、热处理以及齿形加工误差的控制。(2)调整主、从动螺旋锥齿轮啮合印痕，使其达到合理的齿面接触区域。

(3)调整轴承游隙，使轮齿沿齿长方向磨损均匀，并减小冲击和噪声。差速器壳、十字轴、半轴齿轮、锥齿轮及挚片的磨损严重，导致差速器损坏。改进措施：优化差速器壳的剖分面，使其通过十字轴各轴颈的中心线。

止推螺栓间隙调整不当或磨损后间隙超差（磨损后未重新调整），使从动锥齿轮支承刚度不足，变形量大，轮齿受载不均匀。

改进措施：

(1)装配时从动锥齿轮背面和止推螺栓末端的间隙应调整到０．２５～０.４０ｍｍ；

(2)使用一段时间后要重新调整。

２．主减速器油封漏油，输入法兰及主动锥齿轮花键跳动量大，油封座和轴承套同轴度累积误差大，法兰轴径和座腔同轴度偏差大，使油封的密封唇偏心接触，加快磨损，缩短了油封的使用寿命，出现漏油故障。装配时，未清洗输入法兰轴表面和油封座安装座孔，或油封没装，发生扭曲。输入法兰轴表面粗糙度未达到要求。

改进措施：

(1)加强过程控制，在装配油封时，用设备压入；

(2)改进设计，采用两道油封密封结构，加强密封效果；改进设计，采用止口和定位套结构。

二、轮边部分

１．轮边漏油：密封件装配面本身质量低，如尺寸超差、精度低、热处理不到位等，均会引起密封面漏油。旋转轴唇形密封最重要的作用面是在密封唇和轴表面间的接触面，此接触面对防漏和使用寿命有着重要意义。对拆下的骨架油封进行检查，发现唇口有被磨平的痕迹，轮边支承轴也存在磨痕，但未发现有渗漏油痕迹。

改进措施：

(1)在密封件装配面上，表面应没有螺线，最好经切入磨削或滚子挤压加工。一般圆柱外表面粗糙度要求为０．２～０．８，硬度至少为５５ＨＲＣ（在有介质污染、或尘埃侵入时）。

(2)轮毂与支承轴之间的密封采用双油封，直接与支承轴配合，这样可有效改善漏油现象。

(3)轮边油封处速度低，采用丁腈橡胶油封即可，但要保证油封及相关件本身质量。

２．轮边打坏：主要表现为内齿圈打齿。改进措施：

(1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度；

(2)许可范围内采用大变位系数，以增大综合曲率半径；(3)采用粘度较高的润滑油。３．半轴断。

改进措施：对半轴重新优化设计，提高强度及刚度。

三、桥壳部分

１．反馈情况：主要是前桥壳体产生变形与裂纹和轮边减速支承轴轴承安装面磨损。前桥桥壳开裂的主要部位为，车架安装座与壳体变截面连接的附近区域和支承轴、桥壳以及制动支架三者的密集焊接区域；而桥壳变形主要是前桥桥壳的整体弯曲变形；支撑轴轴承安装面的磨损主要在轮毂内侧轴承安装处（靠近制动钳端）。２．故障分析：

车架安装座与壳体变截面连接的附近区域开裂主要是由于该处壁厚，截面尺寸和过渡圆弧偏小，引起应力集中。改进措施：通过ＰＲＯ／Ｅ有限元的定量比较分析，合理设计桥壳的抗弯和抗扭截面模量ｗ和过渡圆弧值Ｒ，分散应力。

支承轴、桥壳以及制动支架三者密集焊接区域开裂主要是由于焊缝集中，焊后产生的残余应力不可避免地在近缝区产生微裂纹，在不平路面上行驶及紧急制动时，在该部位产生冲击载荷与峰值应力导致微裂纹的加速扩展。

改进措施：

设计上尽量将支承轴、桥壳以及制动支架三者的焊缝间距拉大；同时采用“Ｕ”形坡口焊缝形式，提高其承载能力和焊接质量；并且要求焊后缓冷保温，避免形成淬硬组织、冷裂而造成裂纹源。

桥壳的弯曲变形危害最大，变形后将改变壳体上零件间的相对位置精度及齿轮间的啮合关系，该故障一般是整体变形（含焊接变形），市场反馈较少，主要原因是壳体整体刚度与强度不足。

改进措施：设计时适当加大安全系数；铸造时彻底进行时效处理以及焊后变形校正。

支承轴轴承配合面的磨损是由于该处表面精度和表面质量存在缺陷；表面接触强度达不到侧滑所承受的极限载荷。

改进措施：设计时提高表面加工精度，同时对该表面及其圆弧过渡处进行高频淬火与表面强化处理，以提高其疲劳寿命。

四、制动钳部分

制动钳部分反馈的主要问题有：制动钳漏油、刹车活塞外矩形圈，防尘罩损坏、制动钳密封件损坏、刹车钳抱死、活塞不回位和刹车盘断裂或磨损。前五种故障的主要原因为矩形圈损坏。改进措施：为减少高温对矩形圈的影响，将制动盘往里移，远离轴承高温区，有利于散热。同时选用性能好的乙丙橡胶材料，最高使用温度１５０℃，正常５０～１３０℃，优于丁腈橡胶；同时增加防尘罩的厚度。

对于后一种情况，主要原因为制动盘太薄，改进措施为加大刹车盘厚度和采用强度高的材料，增大强度。

第二篇：桥式叶轮给料机故障分析及处理方法论文

摘要:桥式叶轮给料机常常用于发电厂给煤，我单位两台桥式叶轮给料机主要用于石灰石的输送，它是一种沿石灰石卸料坑道纵向轴道行走或停在一处将石灰石均匀连续地拨到输送皮带上的设备，由于受物料粒度和环境因素的影响，故障比较频繁，针对一直以来出现的故障，我们制定了一系列解决方案，并予以实施，本文主要就如何处理此设备常见故障，阐述个人的一些观点和做法。

关键词:桥式叶轮给料机;常见故障;分析;处理

1常见的故障及原因分析

(1)叶轮给料装置主要部件伞齿轮箱特别容易损坏:原伞齿轮箱立轴上端轴承为水平方向安装，无储油装置，运转时，润滑油、脂容易下落，造成轴承缺油损坏;且仅有密封环一道密封装置，而立轴上端盖是直接接触物料，物料和粉尘常由密封盖环经上端轴承进入齿轮箱内，引起上端轴承缺油和油品污染而导致伞齿轮箱损坏;另外横轴两只原使用轴承的型号为32220圆锥滚子轴承，运转时产生的轴向力较大，且两只轴承分布的间距较短，仅为190mm，导致联轴器至横轴前端轴承间距为588mm;由于以上结构，横轴轴承极易损坏，轴向力过大极易挤坏端盖，横轴也常因扭力过大而变形、弯曲，从而导致伞齿轮箱损坏。(2)动力电源易断相、缺相:设备原有供电方式是滑触线，其动力电源及控制电源均是利用集电器从滑触线上取得，由于滑触线裸露，地坑潮湿且粉尘较大，加上行车轨道不平、弯曲等因素，导致集电器触头与滑触线接触不良，而且集电器容易脱落，经常造成给料机动力电源缺相、断相;另外，由于操作柜安装在给料机机架上，受现场潮湿环境和粉尘的影响，电气元件容易积灰、失效，均会导致电机或控制线路烧坏。(3)电机易坏，且调速和保护不可靠:原设备使用的滑差电机是由交流三相异步电动机、无滑环滑差离合器和测速发电机组成，测速发电机与滑差离合器输出轴共轴。同样由于卸料地坑工作环境差，粉尘较大，加之滑差电机外密封不好，粉尘直接进入滑差离合器内，经常造成轴承和滑差部分卡死甚至损坏;而且，滑差电动机离合器的励磁电源，是采用可控硅整流电源供电，使之实现宽幅无级调速，也因为粉尘较大，粉尘从接线盒进入测速发电机，造成测速反馈电路的反馈信号失真，从而直接影响了升、降速的准确性和可靠性，极易造成叶轮部分在因物料粒度大，遇到较大阻力时，无法及时对机械部分和电气部分形成保护跳停，而造成传动减速机或伞齿轮箱等损坏。

2整改方案及措施

(1)由于叶轮传动部分伞齿轮箱设计上存在诸多缺点，因而我们着重针对以上故障原因制定解决方案，主要包括以下三个方面:①为解决立轴端盖防灰密封不好以及上端轴承润滑不好而导致立轴轴承损坏等问题，我们对伞齿轮箱图纸做了较大修改，要求制造厂家按修改后的图纸技术要求重新制作伞齿轮箱。首先，对立轴上端轴承下部加装储油盘，防止润滑脂在立轴转动时掉落而引起轴承缺油，储油盘立边上端同壳体上盖保持约3mm间隙，确保不摩擦壳体，壳体轴承外圈位置对应加工两孔，攻丝并安装注油嘴，分别用于润滑脂的添加和多余润滑脂的排出，使轴承得到有效润滑，不因缺油而损坏轴承;其次，将迷宫密封端盖的沟槽加深，较大物料颗粒进入，另外在端盖迷宫槽的内侧再安装两道骨架油封，防止细小粉尘由迷宫密封端盖经立轴上端轴承进入箱体，污染润滑油品而引起齿轮箱损坏。②同样，为解决横轴因轴承型号使用不当，且轴承分布尺寸不对，导致横轴联轴器端因扭力过大而弯曲等故障，在保持伞齿轮箱体高度、壳体直径不变的情况下，将伞齿轮箱壳体横轴安装轴承位置加长，使横轴轴承间距由原来190mm增加到283mm，并且将原有两只32220圆锥滚子轴承改为23220调心滚子轴承，另外在靠联轴器端加装一只32220圆锥滚子轴承，以增大横轴的抗负荷能力和降低大、小伞齿轮啮合运转时对端盖产生的轴向力，防止轴承及端盖损坏;由于横轴轴承端位置加大，从而使联轴器到横轴前端轴承间距由580mm相应减少到415mm，达到有效防止横轴因不能承受足够扭力而变形的目的。③横轴端盖的密封装置也改用上述立轴端盖同样的密封方式，防止粉尘进入横轴轴承箱体内。(2)为提高供电和电气控制可靠性，将动力供电电路改为随行电缆供电，采取将动力电缆和视频监控线缆固定在导轨上滑行的12只小滑车上，随着叶轮给料机滑行，动力电源由地面操作室内变频控制柜直接送到电机;原控制系统改为变频控制并移至地面操作室，变频控制柜和操作柜由现场改为远程，通过增设视频监控系统在地面操作室内操作台对现场给料机运行实现远程监控和操作，从根本上消除了因集电器与滑触线接触不良、地坑潮湿、粉尘大以及集电器脱落带来的电源缺相、断相和控制柜电气元件失效等原因而造成的电机烧坏事故。(3)由于滑差电机在运行中存在启动电流大、不能长时间低速运转、滑差离合器和测速发电机部分易坏，影响调速及对机械部件保护的可靠性等缺点，而且滑差电机结构复杂、体积大，维修起来比较困难，因而改用调速范围广、运行比较稳定、维修操作方便的YVF2系列变频调速电机替代滑差调速电机。通过变频调速控制，降低电机启动和运行电流，有效保护伞齿轮箱、减速机等传动机械和电机，达到节能、降耗、提高设备稳定性的目的。目前我们使用的变频控制柜为广州宝米勒电气有限公司生产的MC200G系列，设定保护电流比正常取料运行时最大电流高10－15A。

通过以上措施和方法，有效消除了叶轮给料机运转时存在的诸多故障隐患，通过近一年的使用情况来看，原来频发的设备故障得到了控制，设备的可靠性得到提高，使生产过程中困扰多年的瓶颈问题得到了根本解决。

参考文献

［1］杨缨．交流变频控制技术的应用和发展．

［2］成大先主编．机械设计手册(5版)．