挖掘机减速机损坏端由及维修

1、挖掘机减速机齿轮损坏情况及原因分析

水电十二局广西桂林思安江工地，一台德国原装挖掘机斗容量为5.5m3的RH30E型正铲突然损坏不能工作。经拆机检查，发现回转减速器内有大量断齿块及铁屑，行星减速器第2级变速装置已严重损坏：4只行星齿轮牙齿大部份被打掉（牙齿从齿根断裂较多，一小部份是碎齿块挤伤的）；4只行星齿轮球面滚子轴承由于碎齿钻进轴承内造成损坏报废；行星轮架轴端部被碎齿块严重挤伤（但轮架整体未变形，轮架上行星轮轴中心距未变，轴颈处表面光洁度及外径尺寸也没变）；太阳轮（中心齿轮）轴颈严重磨损，轴颈均匀缩小0.25mm以上，但无严重划伤；太阳轮输出端轴颈处向心滚子轴承有近五分之一的滚子严重挤伤无法再使用（但轴承内外滚道基本未受到什么损伤）；箱体上内齿圈有近十分之一的牙齿（约九到十个齿损伤）因为行星齿轮的碎齿挤入而造成残缺，其中有三四个损坏的齿是连在一起的。在靠近齿圈的一端，从齿的端面接近齿根向齿顶方向斜向断裂，断齿成三角形的较多，损坏最严重的齿其剩余较完整的齿厚占正常齿厚的三分之二左右。检查结果是回转减速器报废，需更换整个减速器（原厂家不供应单个零件，只提供减速器总成）.水电十二局共有2台RH30E型正铲，连续使用一年左右均出现过一模一样的设备事故，最终结果都是更换整个减速器，而思安江工地的这台挖掘机在此之前则已更换过一次原装回转减速器，正好用了一年多的时间又出了同样的事故。两次回转减速器事故发生前均无异常声响，回转动作亦正常，异常声响与回转动作异常几乎是同时发生的。拆机检查，发现回转减速器内不缺润滑油且油液较干净。经多次询问几位挖掘机操作者，得知操作时，司机均有一错误的操作习惯：因为挖掘机回转系统质量大，而挖掘机的制动装置制动力矩又都较小，挖掘机回转制动时所需制动时间普遍都较长，惯性转动角度（距离）较大，回转定位不易控制，司机为了快速和准确地将挖斗转到工作面上定位一般都会采用反挡操作强行停止挖掘机回转动作（特别是在抢产量时这一习惯动作用得更为频繁），很少采用惯性定位的方法（即挖掘机铲斗即将转到工作面时，提前一定角度（距离）切断动力同时进行制动，让挖掘机动臂，斗杆，铲斗等依靠惯性转到工作面上。这种方法回转定位时间长且定位不太准确，不易控制）。为此我们判定事故的直接原因是，反挡制动给齿轮造成极大的冲击力，比正常工作时受到的力要大数倍，造成回转减速器2级变速齿轮频繁过载，严重地缩短了回转减速器的使用寿命。加上4只行星齿轮为标准20°压力角无变位的根切齿轮（齿数14齿），反挡制动产生的冲击力极易造成齿轮的齿根断裂。4只行星齿轮的损坏绝大部份是齿根断裂也证明了这一点。箱体上内齿圈上的牙齿残缺是因为行星齿轮的碎齿块挤入造成的，断裂口处也没有发现老伤痕。这些破坏特征都证明了反挡制动是造成回转减速器报废最直接也是最根本的原因。

2、挖掘机减速机齿轮修复方法及效果

由于原德国厂家同类产品早已更新，该型号的减速器已停产，需重新定做，报价五十万元左右，时间三到三个半个月（空运，海运则需六个月左右）。当时思安江大坝填筑正值施工高峰期，工地总共只有4台挖掘机：2台斗容量为1m3的CAT320型挖掘机，1台1.6m3的PC400-6型挖掘机和1台5.5m3的RH30E型正铲挖掘机。其它3台挖掘机的斗容量加起来还不及RH30E型挖掘机斗容量的2/3.这样大型的设备停用待修这么长的时间将直接影响到整个大坝填筑的施工进度。为此我们决定自行修理。

（1）行星轮架轴损伤的轴端部用电焊补好（焊前首先用石棉布将行星轮架轴颈等处保护好，防止焊接时飞溅物损伤其表面），然后用数控加工中心机床将轴端尺寸加工至原尺寸，并车出轴用卡簧槽等。

（2）齿轮通常都采用中碳钢制作并对齿表面进行高频淬火处理以提高齿轮的耐磨性。这种齿轮造价低，制造方便，齿表面硬度也较高，但齿的韧性差，齿根过载后易断裂。故这次行星齿轮材料决定改用优质合金渗碳钢。加工好的齿轮的齿表面最后进行碳，氮共渗及淬火处理，热处理后的齿轮表面再进行表面喷钢丸处理以消除部分表面应力，减少断裂倾向，并可提高齿表面硬度和使用寿命。这样加工处理好的齿轮外表面硬度高但芯部韧性好，可有效地防止齿轮因过载产生脆性断裂，大大提高齿轮使用寿命。

（3）行星齿轮球面滚子轴承一时采购不到进口件就用优质国产名牌产品代用。

（4）太阳轮（中心齿轮）轴颈缩小0.25mm处用电镀的方法进行修复，然后用外圆磨床将轴颈磨至原尺寸。

（5）太阳轮轴颈处的向心圆柱滚子轴承为特殊型，进口件难以采购，国产轴承又无法代用。为此，我们决定用自制的滚子代替损坏的滚子，将损坏的这个轴承重新利用起来。具体的方法是：用制作渗碳钢齿轮的方法做出滚子，滚子的外表面用外圆磨床将滚子磨至旧滚子外径尺寸。然后将新滚子均匀且有间隔地与旧滚子搭配起来装在轴承滚道内（即每装几只旧滚子再装1只自制的新滚子，以此类推）。这样组装起来的轴承盘动起来手感很好，后来的实际使用效果也很好。

（6）对箱体内齿圈的处理首先用钢凿将裂开但尚未脱离齿圈的小碎齿块（屑）全部凿下，仔细清理干净，再用手提电动角向磨光机打磨断口并倒角以尽量减少断齿破损面上可能产生的碎铁屑的掉下量；用手提电动模具磨光机非常仔细地修磨因碎齿块挤入而受损的齿表面，保证其表面与行星轮有良好的接触面。最后所有齿面用砂布打磨光滑。有条件的话，这里更好的方法是，用适当的焊条堆焊修补断裂的齿顶，然后再用角向磨光机打磨，修磨，修正齿形以保证内齿圈与行星轮的啮合平稳。

回转减速器安装前应先将箱体内的小铁块，铁屑仔细清理干净，然后顺序安装1，2级变速齿轮等，最后加入润滑油。试运行效果良好，从决定自行修理到修复安装结束及整机试用仅花了不足8天的时间。

运行一周后再拆机仔细检查，发现减速器内仅有2粒绿豆大小的断齿块和极少量的铁屑。重新安装前再次对2级齿轮箱体上的外齿圈的断齿进行了清理打磨等。减速器安装后再次更换润滑油，确保油品干净无污染。

挖掘机使用前对操作者提出了特别要求，即挖掘机工作时铲斗按额定载荷的80～90装载石料，严禁超载；做回转动作时启动与制动不要太猛，严禁反挡制动定位等。

RH30E型挖掘机回转系统修复后又使用了一年多，直到思安江大坝浇筑完毕该回转减速器仍性能良好。

液压挖掘机出现不能回转的情况时常发生，给挖掘机使用者带来很大的不便。液压挖掘机不能回转的原因到底有哪些，如何解决及预防是作为液压挖掘机售后服务人员要清楚的。在本文中，笔者总结了一些液压挖掘机不能回转的一些原因及其解决方法，并提出一些液压挖掘机使用者在平时工作中应当注意的事项。

1、挖掘机减速机齿轮出现问题

住友配件胜利挖掘机配件液压挖掘机在工作的过程中需要做频繁的回转操作，并且要求启动和制动性能好，所以多使用高速低转矩的容积式回转减速机马达使上部车体和下部底盘相对运动。这种马达为了获得低速运动，一般使用减速机对马达进行减速增扭。目前，市面上的液压挖掘机用回转马达多用二级行星齿轮减速机对马达进行减速。

虽然马达的扭矩很小，但是通过减速机减速后其扭矩大大增加，尤其是第二级减速，所以对于齿轮及行星齿轮架的刚度和强度都有很高的要求。挖掘机需要做频繁的回转操作，这就使得减速机也在频繁的运动，这样回转马达减速机的磨损也比较大，为此需要对减速机进行润滑和冷却，通常减速机的润滑和冷却多是靠齿轮油来完成，所以品质良好的齿轮油是延长减速机寿命的基本保证。挖掘机使用者需要使用品质良好的齿轮油，并且保证齿轮油的清洁度和数量，及时更换脏的齿轮油。

如果说住友配件胜利挖掘机配件减速机出现问题，比如里面的齿轮减速机齿轮损坏，伴随的另一个现象就是马达里面的齿轮油脏了，可以明显见到有闪亮的金属碎屑，并且齿轮油略显粘稠，由于减速机内的齿轮间啮全精度很高，其中比较大的碎屑会把让各齿轮之间卡死，只有更换齿轮，并且彻底清洗整套减速机构。 

WHF列反应釜分为：WHF型、WHFS型、WHFSK型；型号区别：WHF型为常规产品；WHFS型在WHF常规产品的基础上增加釜盖蜗轮丝杆升降机装置(或根据用户要求增加下取料阀等装置)；WHFSK型配釜盖升降装置，主体设备法兰为卡环快开式，釜体可翻转倒料；以上型号的结构请参照网页。

1、WHF系列反应釜主要由釜体、釜盖、磁力驱动搅拌器、加热器、阀门、固体加料口、内冷却盘管、安全爆破装置、压力表、控制仪、减速机及升降装置等部件组成。

(1)、釜体、釜盖采用不锈钢或其它金属材料加工制成，釜体与法兰采用螺纹联接或直接焊接而成，釜盖为整体平盖或凸盖，釜体与釜盖的密封采用垫片或釜体锥面与釜盖的球面线密封，两者借用法兰周向均匀分布的主螺栓通过拧紧螺母达到密封，密封可靠无泄漏。

(2)、磁力搅拌器：是由伺服电机驱动外磁钢体转动，外磁钢体通过磁力线带动内磁钢体、搅拌轴及搅拌桨叶转动，从而达到搅拌的目的。为了保证磁力搅拌器的正常运行，磁力搅拌器设有冷却水套，当使用温度超过100度时，需在冷却水套之间通入冷却水来降低温度，确保磁力搅拌器的磁性材料不退磁。

(3)、加热器：釜体外部装有桶形的碳化硅炉芯，加热电阻丝串联其中，具有导热效果均匀、加热速度快等特点，出线通过接线座、电缆线与控制仪相联。或者为电加热管导热油加热，在釜体外的法兰上焊接夹套，在夹套里装入电加热管导热油，通过加热管加热夹套导热油达到加热的目的。或用远红外加热器直接加热或蒸汽加热或水浴加热等等。

(4)、在釜盖的上部或侧部配有进气阀、取样阀、测控温装置、安全爆破装置及冷却盘管等，外接阀门、压力表等采用圆弧与圆弧线接触或通过卡套直接连接，通过拧紧正反螺母达到密封或者直接用管件焊接而成；阀门为针形阀或球阀，配套按用户要求；取样阀通过装入釜体内的插底管通过釜内压力将釜内物料排出；冷却盘管直接与釜盖联接，在釜盖上的水咀通入水循环起到冷却作用，冷却盘管为蛇形管或U型管。

(5)、安全爆破装置由爆破片夹持器或用安全阀装配组成的压力泄放安全装置，当爆破片内侧压力差达到预定的温度下的预定压力值时，爆破片或安全阀即可动作泄放出压力介质。

(6)、固体加料口的使用：用扳手旋开丝堵后往里加料，装完料应先用软纸将料口擦拭干净，无金属颗粒后拧紧丝堵，特别注意对加料口的密封线保持清洁。

(7)、蜗轮丝杆升降机装置由底座、支杆、升降方铁、丝杠、升降手轮等部件组成，当工作完毕时将釜体、釜盖之间的螺母拧开，转动手轮通过丝杠将升降方铁及釜盖升起；工作时转动手轮通过丝杠将方铁和釜盖降下，后拧紧螺母即可工作。如果为法兰快开式反应釜，请将法兰上部的螺栓松开，将法兰打开，转动手轮通过丝杠将升降方铁及釜盖升起，后拔出左边的固定销，转动后部的翻转手柄将釜体翻转到合适的位置，将釜内物料倒出。当容积为5L以上或釜盖重量较重的设备，升降方式选用支架式，通过缓慢的转动蜗轮减速机带动钢丝绳将釜盖升起。或者通过液压装置将釜盖或釜体升起。

2、常规控制仪结构：

控制仪外壳采用成品机箱壳，所有电器元件均组装入面板和底台上，便于维护和检修，面板上装有总电源开关、配具有自整定功能的智能型数字式温度控制仪、搅拌转速调节按钮；装有电机电流表、加热电压表、工作时间显示表、搅拌转速显示表等。箱壳后面装有接电源、接加热装置、接电机、接测温探头、接测速元件等接线柱及插座等，并装有电源总保险、加热保险、电机保险等。　

3、控制原理

(1)、电加热温度自动控制部份：

在反应釜上设置有铂电阻或热电偶，利用温差产生不同的电量转换成电讯号，传输至温度指示调节仪，加热电路采用固态调压器来调压，调节电位器的大小从而改变加热输出电压的大小达到无级调压，如果调节适当就能满足升温速度和恒温的目的。

(2)、搅拌转速控制部份：

搅拌驱动电机为直流伺服电机配减速机，它的励磁线圈电压由二极管全波整流供给，电枢电压由可控硅桥路整流供给，调节可控硅整流元件的导通角大小也即取决于触发电路输出脉冲相应移动大小从而达到无级回转搅拌的目的。在隔离套的上部装有感应测速成元件，当搅拌机旋转时感应元件产生感应电动势，势值与搅拌转速相对应，电势传至转速表，即显示出搅拌机的搅拌转速。