План ремонта и усовершенствования треснувшего маслобака гусеничной рамы экскаватора

  Масляный поддон гусеничной рамы подержанного экскаватора выполняет две функции: первая - хранение смазки для обеспечения хорошего смазывания двигателя поворота и зацепления подшипников поворота; вторая - служит местом для установки шарнира поворота. Состояние установки масляного поддона определенного типа экскаватора показано на рисунке 1. В этой статье анализируется растрескивание масляного поддона данного типа экскаватора и предлагается план ремонта и усовершенствования.

1. Явление неисправности

Когда экскаватор определенного типа проработал около 2000 часов, на земле, где он работал, появилось немного смазки. Открыв нижнюю защитную пластину шагающей рамы, было обнаружено, что на нижней пластине маслосборника появились трещины, и смазка проникала из трещин и капала на землю. После обобщения дефектов выяснилось, что трещины делятся на 4 категории: первая - трещина начинается от середины нижней пластины маслобака, распространяется наружу и затем разделяется на 2 трещины; вторая - трещина начинается от середины нижней пластины маслобака и распространяется наружу; третья - трещины возникают на краю отверстия для слива масла и распространяются наружу; четвертая - трещина начинается от определенной точки внутри нижней пластины маслобака и распространяется радиально наружу. Трещины первого типа встречаются чаще, причем трещины первого и второго типов часто появляются одновременно, а трещины третьего и четвертого типов - одновременно. На некоторых экскаваторах с более тяжелыми нагрузками трещины более длинные, а некоторые даже проникают через весь поддон для хранения масла. Четыре типа форм трещин показаны на рисунке 2.

2. Анализ причин образования трещин

(1) Необоснованная резка стального листа

Первоначальная конструкция нижней пластины масляного поддона предполагала вырезание цельного куска стального листа. В целях экономии материалов в процессе производства нижняя пластина масляного поддона была сварена из двух частей, как показано на рисунке 3.

Анализ показывает, что из-за пониженной прочности основного материала в зоне термического влияния с обеих сторон сварного шва дефекты сварки возникли в двух острых точках, что привело к появлению трещин первого и второго типа. Кроме того, режущая кромка нижней пластины масляного поддона относительно шероховатая, особенно у отверстия для слива масла, где просверлены три резьбовых отверстия. Под действием переменных нагрузок в нижней пластине масляного поддона образуются трещины третьего и четвертого типа. 

(2) Слабая структура

В нормальных условиях масляный поддон с толщиной нижней пластины всего 6 мм может удовлетворять требованиям прочности в качестве хранилища смазки. Однако при использовании его в качестве места крепления шарнирного соединения нижняя пластина масляного поддона значительно деформируется. Согласно конечно-элементному силовому анализу, ее смещение достигает 1,19 мм, когда нагрузка приходится только на шарнирное соединение.

(3) Концентрация напряжений

В процессе выемки грунта усилие, передаваемое от опорно-поворотного устройства на масляный поддон, наиболее велико в момент копания ковша. При изменении положения рабочего органа масляный поддон часто подвергается растягивающим и сжимающим напряжениям. Анализ методом конечных элементов показывает, что концентрация напряжений наиболее очевидна в вершине нижней пластины маслосборника. Когда нагрузка приходится только на шарнир, напряжение достигает 130 МПа.

(4) Плохие условия труда

Пообщавшись с клиентами, мы узнали, что условия работы неисправных экскаваторов очень плохие. Большинство экскаваторов уже давно работают в шахтах, а многие экскаваторы также оснащены гидромолотами. Масляный поддон экскаватора, оснащенного прерывателем, имеет более серьезные трещины, причем часто появляются два типа трещин одновременно.

3. План ремонта

План ремонта экскаватора с треснувшим масляным поддоном выглядит следующим образом: Во-первых, отшлифуйте симметричную канавку под углом 60° вдоль трещины, при этом конец канавки должен выходить за пределы трещины на 10 мм; во-вторых, используйте электросварку для сварки и заполнения канавки; наконец, в соответствии с формой и положением трещины, приварите усиливающую пластину в соответствующем месте. После того как неисправный экскаватор с треснувшим маслобаком был отремонтирован в соответствии с вышеуказанным планом, подобные неисправности больше не повторялись.

4. План усовершенствования

Чтобы предотвратить повторное растрескивание масляного поддона нового экскаватора, мы решили улучшить его конструкцию. Существует два плана усовершенствования, и конкретные методы их реализации следующие:

Сначала планируется утолстить нижнюю пластину до 8 мм и приварить два усиливающих ребра под нижней пластиной, чтобы повысить прочность и жесткость всей конструкции. В то же время углы скруглены, чтобы уменьшить концентрацию напряжений, как показано на рис. 4.

После анализа методом конечных элементов стало известно, что максимальное напряжение масляного поддона может быть снижено до 67,91 МПа, а максимальное смещение составляет всего 0,229 мм при использовании плана 1. Хотя этот план значительно улучшил прочность и жесткость, при ремонте масляного поддона требуется сварка, что затрудняет работу, а вес масляного поддона достигает 40 кг.

Второй план - соединить масляный поддон и шарнирное соединение.

Монтажное гнездо отделено. Поддон для хранения масла штампуется из стального листа толщиной 2,5 мм и устанавливается на посадочное место поворотного подшипника. Он легкий и тонкий и обладает хорошей жесткостью. Посадочное место поворотного шарнира формируется путем сгибания стального листа толщиной 12 мм и приваривается к Х-образной пластине гусеничной рамы, как показано на рисунке 5.

После анализа методом конечных элементов стало известно, что при использовании второй схемы максимальное напряжение в поддоне для хранения масла снижается до 54,01 МПа, а максимальное смещение составляет всего 0,044 мм. Эта схема обладает хорошей ремонтопригодностью. После повреждения поддон для хранения масла можно заменить отдельно. В то же время можно гарантировать прочность и жесткость посадочного места поворотного шарнира. Поэтому решено использовать вторую схему.

Вторая схема усовершенствования позволяет избежать появления трещин в поддоне для хранения масла, и нет необходимости беспокоиться о том, что поддон для хранения масла будет сдавлен и деформирован во время транспортировки. В то же время, поскольку на поддоне для хранения масла нет сварного шва, точность изготовления монтажной поверхности поворотного подшипника легче гарантировать, что эффективно снижает стоимость производства. После того как продукция, усовершенствованная по второй схеме, была выпущена на рынок партиями, не было отмечено ни одного случая растрескивания поддона, что подтверждает успешность данной схемы усовершенствования. Источник: Китайский подержанный экскаватор https://www.lh-usedexcavator.com/