1.懸掛機(jī)構(gòu)損傷原因分析 該平板車在運(yùn)輸大型設(shè)備中扮演了重要的角色。由于路面條件差、使用頻率高、負(fù)荷大,造成該平板車的懸掛機(jī)構(gòu)的損傷乃至斷裂,主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面:
(1)回轉(zhuǎn)支承座的變形
由于該平板車長期使用,特別是在運(yùn)輸大噸位貨物時(shí),支承座受到局部壓力以及往復(fù)沖擊力,造成液壓缸安裝座孔向上突起變形,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致回轉(zhuǎn)支承座圈的安裝平面發(fā)生變形。
(2)連桿支架機(jī)構(gòu)發(fā)生局部開焊
連桿支架機(jī)構(gòu)屬于鋼結(jié)構(gòu)件,在長期承受交變應(yīng)力的作用下發(fā)生疲勞裂紋。該裂紋主要發(fā)生在連桿支架機(jī)構(gòu)的上半部分的各焊接位置以及加固板、筋板的焊接位置。
(3)懸掛液壓缸活塞桿球頭斷裂
斷裂情況發(fā)生在該平板車的第一軸或者最后一軸。懸掛液壓缸在車輛行駛過程中承受著扭轉(zhuǎn)、液壓沖擊力、剪切等復(fù)合應(yīng)力的作用,尤其是當(dāng)路面凹凸不平時(shí),連桿支架搖臂處的夾角會(huì)發(fā)生變化,懸掛液壓缸的活塞桿球頭在路面反作用力的橫向分力作用下,造成內(nèi)部損傷,最終導(dǎo)致球頭頸部發(fā)生斷裂。
2.懸掛機(jī)構(gòu)的修復(fù)工藝
由于該平板車一套懸掛機(jī)構(gòu)價(jià)值數(shù)萬美元,若返廠維修,則耗時(shí)長、成本高;若自行維修,又缺少相關(guān)金屬材料的數(shù)據(jù)資料以及專業(yè)的維修設(shè)備,維修難度大。結(jié)合以往對(duì)于大型工程機(jī)械鋼結(jié)構(gòu)的修復(fù)工藝,我們摸索出一套針對(duì)德國GOLDHOFER平板車懸掛機(jī)構(gòu)的修復(fù)工藝,從而降低了該平板車的運(yùn)行成本,提高了該平板車的完好率。
(1)采用冷校正工藝修復(fù)回轉(zhuǎn)支承座局部變形
回轉(zhuǎn)支承座局部變形后,盡管加熱能使其鋼材暫時(shí)降低強(qiáng)度,從而達(dá)到校正的目的。但是由于加熱后鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,在沒有熱處理的情況下,鋼材隨室溫冷卻后易產(chǎn)生局部應(yīng)力,強(qiáng)度降低;且熱校正后在冷卻過程中產(chǎn)生的變形量無法精準(zhǔn)控制,因此熱校正方法不適用于回轉(zhuǎn)支承座。若使用大型液壓千斤頂、液壓機(jī)等設(shè)備,在常溫狀態(tài)下通過施加反向力恢復(fù)結(jié)構(gòu)件原尺寸的冷校正工藝,則可避免在熱校過程中產(chǎn)生的變形和收縮應(yīng)力。
回轉(zhuǎn)支承座的厚度為20 mm,通過校正可以觀察到在100t液壓千斤頂?shù)淖饔孟?,?dāng)工作壓力達(dá)到10MPa時(shí),鋼結(jié)構(gòu)開始發(fā)生塑性變形。通過查詢回轉(zhuǎn)支承的安裝手冊(cè),該回轉(zhuǎn)支承安裝支座配合平面在每100mm范圍內(nèi)平面偏差應(yīng)控制在0.12mm以內(nèi),支座的最大撓度應(yīng)控制在0.6mm以內(nèi)。實(shí)踐證明,通過利用冷校正的方法達(dá)到了上述技術(shù)要求。
(2)采取預(yù)熱保溫措施焊接連桿支架
連桿支架存在的裂紋細(xì)小,多發(fā)生在各筋板的焊接處并延伸至主板材上。仔細(xì)分析后認(rèn)為,這類情況多是由于焊縫的冷卻收縮速度與主材不一致導(dǎo)致。通過焊接試驗(yàn),這種情況果然出現(xiàn)了。為了消除焊接收縮應(yīng)力問題,采取了預(yù)熱保溫焊接措施。在焊接前先對(duì)主材料加熱至200℃左右,然后進(jìn)行焊接。焊接過程中還應(yīng)注意保溫,盡可能在密閉室內(nèi)進(jìn)行,嚴(yán)禁使用風(fēng)扇等強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備。焊接后再加熱至200℃左右,然后用保溫材料包裹在焊接處,以減慢冷卻速度。通過以上措施,焊接處沒有產(chǎn)生裂紋。
(3)采用螺紋連接工藝修復(fù)活塞桿
懸掛液壓缸活塞桿球頭的斷裂是懸掛機(jī)構(gòu)出現(xiàn)最頻繁的故障,斷裂位置多發(fā)生在球頭頸部。根據(jù)該液壓油缸的活塞桿為實(shí)心圓柱體的特點(diǎn),采取了將斷裂活塞桿的球頭改為螺紋連接的可拆卸型(見圖2)。
球頭采用40Cr合金結(jié)構(gòu)鋼制作(查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,其抗拉強(qiáng)度≥980MPa,屈服點(diǎn)785MPa)。采用普通螺紋連接,螺紋的結(jié)合圈數(shù)為10(大于10易引起螺紋受力不均勻)。經(jīng)過對(duì)該螺紋副的抗擠壓、抗剪切、抗彎曲以及螺桿的強(qiáng)度校核,加工制作的活塞桿可拆卸球頭滿足了平板車使用的技術(shù)要求。根據(jù)維修后對(duì)平板車的跟蹤檢查和比較后發(fā)現(xiàn),采用螺紋連接的球頭在使用壽命上不亞于原件,且大大降低了維修成本,有一定的推廣價(jià)值。3.預(yù)防懸掛機(jī)構(gòu)損傷的措施
應(yīng)加強(qiáng)對(duì)平板車的日常檢查和保養(yǎng),以減少損壞情況的發(fā)生。在進(jìn)行大件運(yùn)輸前后,應(yīng)按照平板車的潤滑圖進(jìn)行潤滑,對(duì)液壓支腿進(jìn)行升降以及旋轉(zhuǎn)操作,逐個(gè)目測(cè)回轉(zhuǎn)支承上、下平面是否有軸向或者徑向的相對(duì)移動(dòng),連桿中軸是否有間隙竄動(dòng)的情況。
應(yīng)檢查回轉(zhuǎn)支承內(nèi)、外圈是否有軸向的相對(duì)移動(dòng),若有,則說明支承的螺栓松動(dòng)或回轉(zhuǎn)支承磨損過大以及中軸或襯套磨損。用塞尺檢查回轉(zhuǎn)支承安裝平面2螺栓中間是否有間隙,若有,則說明支承座變形。拆開活塞桿球頭防塵罩,檢查伸縮或轉(zhuǎn)動(dòng)液壓缸可拆卸球頭是否有軸向竄動(dòng),若有則說明球頭螺紋有松動(dòng),需要緊固。
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