WK—20型礦用挖掘機(jī)前提升一軸齒輪折斷故障預(yù)防

郭文秀 李建軍 李東青

【摘 要】WK-20型挖掘機(jī)屬于礦用機(jī)械正鏟式挖掘機(jī)，適用于年產(chǎn)量一千萬(wàn)噸級(jí)以上的露天礦山，主要用來(lái)剝離和采掘巖石及礦石。WK-20型挖掘機(jī)主要由回轉(zhuǎn)、行走、提升、推壓等系統(tǒng)組成，提升機(jī)構(gòu)是挖掘機(jī)工作機(jī)構(gòu)的重要的組成部分。主要由提升電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、卷筒、鋼繩等部件組成，承擔(dān)著鏟斗的提升和下降。本文就WK-20型礦用挖掘機(jī)前提升一軸齒輪折斷現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，對(duì)相關(guān)的預(yù)防措施進(jìn)行了列舉，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】WK-20型挖掘機(jī) 提升一軸 齒輪折斷 預(yù)防措施

1 概述

在挖掘機(jī)作業(yè)中，提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)率最高，鏟斗的提升和下降十分頻繁，受到?jīng)_擊載荷復(fù)雜多變，容易發(fā)生故障，太原重工股份有限公司生產(chǎn)的3臺(tái)WK-20型挖掘機(jī)在某礦山正常工作2年后，前提升一軸出現(xiàn)不同程度的裂紋及折斷現(xiàn)象。因此，分析這一故障的原因和探討預(yù)防性措施，利用先進(jìn)儀器進(jìn)行診斷，對(duì)提高挖掘機(jī)設(shè)備完好率、作業(yè)率、臺(tái)班效率有著很重要的意義。

2 提升機(jī)構(gòu)工作原理

提升裝置是由兩臺(tái)交流變頻電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)提升傳動(dòng)裝置，提升傳動(dòng)裝置由兩個(gè)雙減速齒輪系組成，共同帶動(dòng)提升卷筒齒輪（如圖1所示）。

圖1 提升裝置圖

提升卷筒齒輪直接固定在提升卷筒上，并帶動(dòng)卷筒和提升鋼繩，控制著鏟斗的提升和降落。提升機(jī)構(gòu)的齒輪裝置被放入油密封的齒輪箱里，該齒輪箱上有通氣孔，防止箱內(nèi)壓力過(guò)大。提升齒輪箱的潤(rùn)滑由兩種潤(rùn)滑裝置提供：強(qiáng)制潤(rùn)滑軸承和噴射潤(rùn)滑齒輪的提升潤(rùn)滑裝置；以及潤(rùn)滑提升卷筒油密封的中央潤(rùn)滑裝置。齒輪箱本身成為提升卷筒的側(cè)支柱，并且被焊在回轉(zhuǎn)平臺(tái)上。提升制動(dòng)器裝置由兩個(gè)氣動(dòng)盤(pán)式制動(dòng)器組成。制動(dòng)器裝在提升傳動(dòng)裝置輸入（一級(jí)減速）軸的末端上。制動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)，將使提升卷筒不能運(yùn)動(dòng)。

3 前提升一軸齒輪折斷的原因分析

3.1 操作原因?qū)η疤嵘惠S造成的損壞

由于WK-20型礦用挖掘機(jī)提升系統(tǒng)與行走系統(tǒng)共用一個(gè)模塊，在提升工況模式下，前提升又為主提，后提升為從提，因此發(fā)生提升一軸裂紋及斷齒的一般是前提升。操作人員責(zé)任心不強(qiáng)，在操作過(guò)程中出現(xiàn)盲目操作，引起設(shè)備各機(jī)件沖擊。冬季司機(jī)未遵守操作規(guī)程，沒(méi)有進(jìn)行空載、輕載試車，設(shè)備啟動(dòng)后直接滿載運(yùn)行，也會(huì)對(duì)提升系統(tǒng)造成影響；底板的平整度也對(duì)工作有影響，由于爆破質(zhì)量不好，特別是局部出現(xiàn)凹凸不平時(shí)，挖掘機(jī)會(huì)出現(xiàn)“三腳著地”，這樣在挖掘過(guò)程中，由于提升受力不均勻，也會(huì)遭受損壞。

3.2 軸與軸承的間隙對(duì)齒輪及軸的影響

根據(jù)齒輪工作特點(diǎn)，在傳遞功率和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，輪齒齒根產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，齒面產(chǎn)生接觸應(yīng)力，齒面間相對(duì)滑動(dòng)摩擦而產(chǎn)生磨損。通過(guò)對(duì)斷齒的分析，發(fā)現(xiàn)齒輪面均有偏嚙合現(xiàn)象，這樣就造成齒輪輪齒局部磨損加重，有效斷面變小，及整個(gè)輪齒受力不均勻，局部應(yīng)力過(guò)大，從而導(dǎo)致斷齒故障的發(fā)生【1】。

3.3 潤(rùn)滑不良

提升減速箱的齒輪和軸承是用減速箱內(nèi)的齒輪油浴濺潤(rùn)滑。一旦油量不足，或者潤(rùn)滑系統(tǒng)發(fā)生故障、管路被減速箱內(nèi)漆皮、外界混進(jìn)的細(xì)小纖維堵塞，造成油泵壓力不足，潤(rùn)滑不良，導(dǎo)致前提升一軸及軸承非正常損壞，被迫停機(jī)更換。

3.4 維護(hù)檢修質(zhì)量及日常檢查力度不足

出現(xiàn)提升系統(tǒng)故障后，由于維護(hù)人員的檢修能力參差不齊，未按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程進(jìn)行，使得檢修后運(yùn)行一段時(shí)間，又出現(xiàn)重復(fù)故障；另外崗位點(diǎn)檢不到位，設(shè)備發(fā)出異常聲音后，未及時(shí)停機(jī)檢查，造成故障擴(kuò)大[1]。

3.5 產(chǎn)品問(wèn)題

齒輪的形狀及受力都比較復(fù)雜，所以對(duì)齒輪材料的機(jī)械性能要求很高，由于某礦山地理位置特殊，冬季持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，如果齒輪材料中硫和磷的含量越大，鋼的塑性和韌性就越差，抗沖擊性能也越差，鋼就會(huì)變的很脆。一旦提升系統(tǒng)受到?jīng)_擊，齒輪就會(huì)裂紋甚至斷齒[2]。

4 預(yù)防措施

（1）提高司機(jī)操作水平，盡量減少誤操作、強(qiáng)行及超級(jí)操作，對(duì)司機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)與管理考核，改變不良操作習(xí)慣，講究柔和操作；避免動(dòng)載荷對(duì)設(shè)備造成的危害。另外挖掘機(jī)的作業(yè)場(chǎng)地應(yīng)盡量平整堅(jiān)實(shí)，選擇合理的挖掘方式進(jìn)行采掘。（2）加強(qiáng)日常對(duì)設(shè)備的點(diǎn)巡檢，通過(guò)看、聽(tīng)、觸摸、聞的方法，判斷設(shè)備運(yùn)行狀況，另外積極引進(jìn)先進(jìn)的檢測(cè)儀器，提高設(shè)備的診斷水平。（3）通過(guò)定期按規(guī)定對(duì)油脂取樣進(jìn)行檢測(cè)，設(shè)備啟動(dòng)后聽(tīng)油泵聲音，尤其在冬季，如果聲音比較尖銳，振動(dòng)大，通過(guò)清洗濾網(wǎng)和換季更換油品的措施解決上述問(wèn)題。（4）在設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際對(duì)齒輪的安裝誤差進(jìn)行檢測(cè)和控制，保證安裝精度[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于設(shè)備上的某些零件遠(yuǎn)沒(méi)到使用壽命就經(jīng)常遭到損壞，應(yīng)引起重視。在尊重科學(xué)的前提下，有所創(chuàng)新，從而減少或防止設(shè)備故障的發(fā)生，保證設(shè)備正常工作，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘宏俠，姚竹亭.齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)與故障診斷[J]；華北工學(xué)院學(xué)報(bào)，2001年04期.

[2]張延超.故障齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力特性分析與壽命研究[D]；西北工業(yè)大學(xué)，2006年.

[3]吳瑩鋒.礦用挖掘機(jī)行走減速器故障診斷技術(shù)研究[D]；吉林大學(xué)，2007年.

作者簡(jiǎn)介：郭文秀（1984—），男，漢，內(nèi)蒙古包頭市白云礦區(qū)，挖掘機(jī)司機(jī)。