淺談工程機械修理方法

趙可鋒 王若石

(小浪底水利水電工程有限公司，河南 濟源 454681)

1 引言

工程機械是工程施工所用的機械設備的統稱，廣泛用于建筑工程、道路交通、礦山等行業。隨著我國國民經濟的快速發展，工程機械的應用也越來越廣泛，工程機械的配套水平和性能狀況直接影響到工程施工的質量和工期。

工程機械的工作特點是工作負荷大，行駛阻力大，發動機轉速變化頻繁，工作環境條件惡劣，短距離運行、停車變速制動轉向頻繁。即便是全新的工程機械，經過一段時間使用后，也會出現不同程度的性能下降，發生突發性或漸進性的故障。

2 機械的故障

所謂機械的故障，是指機械的各項技術指標(包括經濟指標)偏離了它的正常狀況。例如某些零件損壞，導致了工程機械的工作能力喪失，傳動系統失去平穩而出現噪聲增大，發動機功率低下及油耗量超標，液壓系統效率降低，控制系統失靈而妨礙了操縱駕駛，因滲漏和排煙度大而有損于環境保護，這些均屬于機械的故障。

工程機械在使用過程中與周圍介質以及組成元件間產生互相作用，導致受載、磨損、生熱，產生化學變化，使零件的尺寸、配合間隙、相互位置以及物理量等發生變化，改變了工程機械的初始狀況。

工程機械在使用過程中，故障成因一是由于機構本身。在工作過程中，組成元件間相互作用的結果，導致機件磨損、塑性變形、疲勞破壞。二是使用、維護或保養不當。工程機械工作環境條件惡劣，造成機件的腐蝕損壞。三是偶然的因素。技術狀況變差，發展成故障。

3 工程機械的修理方法

工程機械工作能力的喪失是多種原因造成的。工程機械修理時首先應進行故障分析，在清楚整機結構和工作原理基礎上確定故障區域及故障元件，然后采取不同的修理方法，更簡便快捷更經濟的恢復機械的性能。

在對工程機械進行修理時，可能采用的基本方法可歸納如下。

3．1 換件法

這是目前工程機械修理中最普遍采用的方法，特別是對外經營的修理廠中更是以此修理方法為主。

許多易損零件都具有可換性，當原來的零件達到失效程度時，將其從機械中拆卸下來，然后更換上一個新的零件，即可恢復機械的功能。例如，達到使用極限的各種軸承、損壞的密封、發動機的缸筒活塞組等都可以進行更換。為了縮短機械的停機修理時間和提高有效度，還可以采用部件(總成)更換法，即對整個發動機、變速器……等進行更換，這種機械的修理方法在國外比較盛行。卡特彼勒的華東區代理商利星行機械就開展有挖掘機用發動機、燃油泵、液壓大泵互換項目，以滿足客戶對于快速恢復生產的需求。

3．2 換位法

有些零件只有單邊磨損或者磨損有明顯的方向性，這時如果結構允許，將它換一個方向安裝即可繼續使用。

例如許多履帶機械，其軌鏈大都是單邊磨損，在修理時，將它轉動180°，便可恢復履帶的功能，并使軌鏈銷得以充分利用，從而降低了修理成本。

筆者單位對發動機缸套也采用過更換位置修理法，效果很好。筆者單位的工程機械上裝配的康明斯KTA－19發動機大約工作10000小時氣缸套中部外表面就會出現發動機軸向和垂直于軸向四片蜂窩狀穴蝕，穴蝕的區域在缸套外表面中部呈縱向長橫向窄的橢圓形。但這時發動機缸套內壁狀況良好，如果這時就更換新缸筒實在是可惜。經分析這主要是由于結構原因造成的，缸套是圓的而缸體的水室是方的，發動機工作時產生的水擊壓力波對發動機軸向和垂直于軸向缸套沖擊最大。為此采取了對缸套旋轉45度安裝，將缸套穴蝕區域移到面向水室四角方向，這樣已穴蝕的孔洞不必進行處理即可使用。采取以上措施可使缸套的使用壽命延長一倍。

換位法是一種簡便和經濟的方法，在機械修理中要充分注意利用這種方法。

3．3 調整法

用增減墊片或者調整螺釘的方法來彌補由于零件磨損而引起的配合間隙的增大，在機械修理和機械技術保養中經常采用。例如部件上的調整墊片，需根據部件和墊片的磨損狀況進行增減，以恢復零件的配合間隙。發動機的配氣機構由于凸輪、挺桿及氣門腳的磨損，引起氣門腳間隙增大，導致發動機配氣相位的改變，修理時都只要通過調整即能恢復機械的正常狀況。

3．4 修理尺寸法

工程機械的許多配合件在工作過程中由于磨損而出現零件幾何形狀的改變和配合間隙的增大，當超過規定的限度時，必須恢復其幾何形狀和配合間隙。采取修理尺寸法是常見的恢復方法。這種方法是將配合件中較貴重的一個零件用機械加工方法恢復其幾何形狀，并得到一個新的尺寸。然后以此尺寸為基準，并按照配合標準配制一個與之相配的零件，從而獲得正確的配合關系。而這時原有的尺寸已經改變，由此得到的新的尺寸即稱為修理尺寸。

修理尺寸法在車輛發動機的主要配合副中應用較為普遍。如氣缸與活塞、曲軸與軸承等，通常是對氣缸和曲軸進行整形加工，并使之達到某一修理尺寸，然后換上與此修理尺寸相適應的活塞和軸承。為了便于活塞和軸承等配件的供應，這類常見的修理尺寸已經標準化，即修理尺寸有一定的級別和級差。在此情況下，氣缸和曲軸的整形加工可按一定的級別標準進行，然后配以同級的活塞和軸承即可。

筆者單位三菱自卸汽車的平衡軸，由于長期使用軸端磨損嚴重，上下方向磨損最為嚴重，呈不規則的橢圓形，與軸套的配合間隙遠遠超出許可范圍，單純更好軸套已不能保證配合間隙。此時若更換新平衡軸將花費高昂。經分析，采用修理尺寸法是可行的，方法是在曲軸磨床上把平衡軸磨掉一定尺寸，同時在專業復合軸承廠家定做加厚的軸套，保證軸和套的配合間隙，即可恢復使用。方法簡便經濟，應用效果良好。

3.5 鑲套修復法。

當配合件的兩個零件都較貴重，不希望采取尺寸修理法修復時，可同時對孔和軸進行機械加工，除了完成整形任務以外，通常還將孔徑加以擴大，然后鑲配一個內徑與軸有正確配合、外徑與擴大了的孔徑有一定過盈的軸套。這樣，相對原結構來說，是增加了一個零件，所以把這種方法稱為鑲套修復法。

3.6 局部更換法

一個很大的零件有時只有一個很小部位損壞。如柴油機的氣門座孔由于長期磨損而下沉，它相對于發動機機體而言只是一個很小的局部，一般不宜因小而失大將整個機體報廢。因此可采用局部更換法在原有座孔處加工一個座孔，然后配制一個座圈鑲上，即達到了局部更換。

4 進口工程機械的國產化修理

進口工程機械在現代施工中應用越來越多，以其良好的性能和過硬的品質贏得了用戶的信賴，但進口機械發生故障時進口配件價格昂貴、進口采購時間漫長，成為用戶最為頭疼的事情。為保證設備完好率、出勤率，筆者認為一般性、通用行配件國產化是非常必要的。當今國內機器制造業引進國外先進技術，配件的品種、質量都有長足的進步，又由于國內機器制造業與國際接軌，不少標準件、總成件均可同進口件通用。根據機種不同至少40%～70%的易損件可以國產化，但這項工作技術性很強，為了確保修理質量必須認真對待。

4.1 國產化修理的準備

設備部分零部件及總成件國產化前，必須熟知原廠家的設計思想、技術要求和技術參數，并認真正確分析原裝件損壞原因。

大量搜集國內生產廠家的相關資料，進行必要的市場調查，認真挑選物美、價廉、通用性強的產品。制訂比較完善的國產化修理方案然后才能實施。

4.2 國產化修理的原則

國產化的零部件及總成件，必須滿足設備規定的一個中修期間間隔的使用要求，如出現早期損壞時，絕對不能對周圍相關零部件產生大的傷害。

4.3 國產化的方法

國產化修理一般可用“修、造、改、代”四個字來概括。

4.3.1 “修”。以損壞的零件為恢復基礎，通過焊、鑲、車、銼、搪、磨、鍍、熱處理等工藝手段，恢復其原幾何尺寸，要基本達到原有的機械性能。

4.3.2 “造”。以損壞的零件為測繪基礎，力爭繪制出原來零件的幾何尺寸，并選定該零件接近原來的材質、硬度、沖擊韌性及熱處理工藝等，利用國內最好的工藝手段進行加工。此方法適用于用量較大、結構、工藝較簡單的零部件。

4.3.3 “改”。由于原設計及材質原因，經常性同一部位、同一零部件造成非正常損壞，分析工況特性，以原裝件為參考重新設計、加工，利用必要的安裝空間增大零件的受力截面，提高零件材質和熱處理工藝，或適當改動安裝尺寸，由國產通用件代用。此方法適用于用量較大、結構、工藝較復雜且受力較大的零部件。

4.3.4 “代”。由國標件、通用件、引進國外標準生產件，進行同等條件的零件替換，或稍微改動安裝尺寸的零件替換。

5 結束語

工程機械在現代社會生產中正發揮著越來越大的作用，工程機械的修理是機械發揮良好性能和延長機械使用壽命的重要保證。工程機械的作業條件較為惡劣，遇到施工旺季，往往連續長時間工作，相對于一般機械其故障率較高。如果由于故障被迫停工，則會極大的影響生產效益。準確分析機械故障產生的原因、制訂切實可行的修理方案、不斷提高工程機械修理水平是工程機械修理業的不懈追求，也是國民經濟快速發展的需要。

⑴戴羽錦主編《工程機械修理學》，中國鐵道出版社，1996.3

⑵焦福全，劉紅兵編《工程機械故障剖析與處理》，人民交通出版社，2001.1