陽輝
（柳工常州（zhōu）挖掘機有限公司，江（jiāng）蘇常州，213100）
摘 要（yào）：挖掘機在全國範圍內已（yǐ）經被大量應用，大小臂與挖鬥（dòu）之間連接的軸銷（xiāo）經常在使用中出現磨損或者斷裂問題（tí），進一步影響（xiǎng）了挖掘（jué）機的正常工作。文章主要（yào）分析了挖掘機工作原理，挖掘機軸銷（xiāo）概述，軸銷出現磨損的成（chéng）因，斷裂成因（yīn）分析（xī），大小臂（bì）連接軸銷磨損改進措施。
關鍵（jiàn）詞：挖掘機；大小臂；軸銷磨損（sǔn）
1 挖掘機工作原（yuán）理
挖掘機在建築工程、水利施工（gōng）、鐵路（lù）與公路建設、礦山與石油施（shī）工與軍事工程（chéng）等中廣泛進行了應用。挖掘機在運輸工況時，在路麵條件很好的情況下，使用4×2驅動，在路麵條件（jiàn）比較差或者產生的（de）坡道較大時，可以把前橋接通器結合（hé），也就是4×4驅動。
挖掘機主要有回轉、工作與行走裝（zhuāng）置。其中工作裝置又包括了鬥齒（chǐ）、側齒、動臂、連杆和鏟鬥，工作（zuò）基本原理是連接（jiē）杆，利（lì）用伸縮（suō）液壓（yā）缸促使各個部分積極運動（dòng），進一步產生了提升、裝卸等操作。回轉裝置（zhì）則具體包括了回轉支承、回轉（zhuǎn）平台和回轉機構，而（ér）燃油箱、駕駛（shǐ）室、動力係統和轉台構（gòu）成了（le）回轉平台。回轉平台與螺栓將回轉支承的外座連接在一起，滾動體並沒有存在於內外座之間。回轉機構的殼（ké）體在回轉（zhuǎn）平台上實施固定，同時（shí）在小齒輪和回轉支承內實現了圈積齧合，回轉平台中心線（xiàn）小齒輪不僅（jǐn）可以圍繞其進行公（gōng）轉，還能夠與自身（shēn）的軸線進（jìn）行圍繞旋轉。行走裝置對機器整體進行了支撐，它能夠（gòu）對機器整體重量有效承受（shòu）。
挖掘機具體是通過先導油泵（bèng）分別串聯柴油機驅動與主泵，傳送高壓油（yóu）分別到先導控製閥與多路換向閥。在各路閥中的執行元件連接油液油路時利用先導控製閥，進一步（bù）啟動了對（duì）應的機構進行運動，帶動了一係列的操作如挖掘與破碎。各個部門（mén）在整體操作過程中（zhōng）可以單獨或者綜合運作，有（yǒu）效產生了雙泵合流，在提（tí）高工作（zuò）效率中發揮了積極作用。通過馬達（dá）驅（qū）動減速機和小齒輪（lún）回轉支承（chéng）內齒圈發生齧（niè）合運動進（jìn）而促（cù）使挖掘（jué）機上部分實施回轉操作。利用馬達驅動減速機可以在運行機器過程中有效引起附帶（dài）移動，Z大程度上防止了由於地（dì）麵出現摩（mó）擦力使其發生前進（jìn）、倒退（tuì）與轉向，此時還可以合理劃分行走速度，分別是高檔和低檔，機器在場地中快速移動稱為高檔，工作時產生的行走速（sù）度便是低（dī）檔。在（zài）操作中，可以按照不同的（de）操作要（yào）求選（xuǎn）擇各種操作方（fāng）式，徹底提升發（fā）動機的功率，降低能耗，提升整體操作（zuò）效率。
2 挖掘機（jī）軸銷概述
2.1軸銷的結構
如圖1，連接軸銷時（shí）可以采用T型結構，其中實心圓柱麵作為了A-A剖麵，前部（bù）分屬於錐形，有利於在工作中實施穿插安裝操作，後部分屬於（yú）圓柱形（xíng），有效並去對應邊，有利於實施鎖定，防止軸銷轉動出現在工作中，具（jù）體功能是有效連接（jiē）各個（gè）轉動。
2.2軸線的工作條件
連（lián）接軸銷的過程中需串聯兩個轉副，襯套在軸銷與轉副（fù）中間的功能是很好的進（jìn）行阻（zǔ）隔（gé），並通過（guò）潤滑脂實施潤滑。當挖掘機進行操作時，軸銷有（yǒu）力承受了由變化產生的載荷衝擊，例如挖土過程中產生的荷載見圖2-a，提土與卸土過程中產生的荷載見圖2-b。由於荷載出現了極大的改變，引（yǐn）起了斷麵剪切。同時軸線積極承受了扭矩轉動帶來的衝擊，Z終對軸表麵產生了嚴重的磨損（sǔn）。
2.3軸線的性質
通過試驗說明，軸（zhóu）銷表（biǎo）麵的硬度分別是HB340.6、HRC38.075。在軸（zhóu）銷（xiāo）表麵（miàn）采用5%的硝酸酒（jiǔ）精溶液（yè）進行侵蝕，通過試驗檢（jiǎn）測出其金相（xiàng）見圖3，可以稱之為過共（gòng）析鋼，是（shì）珠光體（tǐ）組織及（jí）呈現網狀分布的二次滲碳體。可以利用杠杆定律求（qiú）出他們之間的相（xiàng）對量：
圖3中珠（zhū）光（guāng）體組織為黑（hēi）白相間的（de）層片狀組織，約占92.7%，而二次滲碳體是白（bái）色網狀組織，約占7.3%。
3 軸銷出現磨損的成因
3.1潤滑油造成的油蝕與腐（fǔ）蝕
由於外在載荷轉副出現的變化嚴重影響了存在於軸銷表麵的油膜，致使（shǐ）密閉的油室出現在局（jú）部微小的環境中，隨（suí）著載荷的不斷增（zēng）加，油（yóu）室中的油壓力也在迅速增大（dà）。當油壓力完（wán）全可以承受軸銷表麵強度時，軸銷表麵的油滴將其壓出一個極小的穴，由於工作時間的不斷累積，這些穴的體積與數量都在迅速增加，進一步加速了軸的磨損。其次潤滑（huá）油脂自（zì）身的腐蝕性也造成轉動（dòng）中的軸銷受到磨損（sǔn）。
3.2材料造成的影響
由於珠光體在軸銷表（biǎo）麵組織中的占有量大概為92.7%。而珠光體屬於兩相複合物主要成分是鐵素體和滲（shèn）碳體，碳的質量百（bǎi）分（fèn）比是0.77%，屬於一個雙相組（zǔ）織，其（qí）性能在鐵素體與滲碳體之間。雖然強度與硬度都非常充分，但是由於碳素體的出現，致使其塑性很（hěn）高。在一定程度上減輕（qīng）了（le）抗磨強（qiáng）度。
3.3受力不均產生的影響
經過對實（shí）物磨（mó）損狀況的詳細分析，軸銷表麵磨損比較嚴重（chóng）的（de）區域接近於小臂發生上下（xià）轉動時形成的區域；對受力狀況積（jī）極（jí）分析可知，軸銷左（zuǒ）側位置是Z大的受力區域，同時受力十分（fèn）均衡。而軸銷表（biǎo）麵越靠近右側其（qí）受到的力越小。對實物磨損的情況進行分析了解到，右側（cè）區域隨著（zhe）力的減少（shǎo）磨損程度也在降低。
4 挖（wā）掘機（jī）出現斷裂的具體原因（yīn）
4.1材料帶來的影響
對（duì）軸銷表麵（miàn）形成的金相圖進行分析了解到其（qí）具體（tǐ）包括了二次滲碳體與珠（zhū）光（guāng）體，奧氏（shì）體中存在的滲碳（tàn）體被析出之後便是二次滲碳體。事實上很多的（de）奧氏體大量存在於軸銷的芯部和表麵，由於（yú）奧氏體（tǐ）是立方晶格（gé）麵心，在晶格中鐵原子之（zhī）間的間（jiān）隙很大，這樣就造成了碳在奧氏體中（zhōng）的溶解度很大，因此軸銷的（de）芯部具（jù）有很（hěn）大（dà）的塑性與韌性。由（yóu）於大量珠光（guāng）體存在於軸銷（xiāo）的表麵組織中，促使其降低了強度。綜合分析，由於軸銷本身產生的明顯（xiǎn）不足，當多次衝擊載荷對其產生極大作用時（shí），軸銷必定（dìng）很難對外在剪（jiǎn）切力作用有效（xiào）克服（fú），進而發生（shēng）了剪斷。
4.2結構帶（dài）來（lái）的（de）影響
結構做出任何改變，因此需要認真考慮軸銷的本身結構（gòu），圓柱形便是軸銷（xiāo）的主要結構（gòu），雖然設計中采用圓柱形有利於安裝，但是卻對強度（dù）產生了嚴（yán）重的影響。通過仔細分析，可以積極改變軸銷本身的機構，進（jìn）一步（bù）加大剪切（qiē）斷麵的強度，對這一（yī）不足有效彌補。
5 大小臂連接軸銷磨損改進措施
要想盡量延長軸銷的工作（zuò）時間，應當考慮從以下方麵加強改進：首（shǒu）先挑選Z佳的材料，比如強度極高的（de）鋼；其次明確合理的熱處理方式，對軸銷芯部循序漸進的增加強度，進一步促使表（biǎo）麵硬度增加；之後積極改善（shàn）軸銷所（suǒ）在的潤滑環境。把很多微小的環形槽與三至（zhì）四道軸向細槽設置在需要潤滑的圓柱表（biǎo）麵上，其一可以作為儲油槽，其二（èr）則有效應對油室效應；再（zài）次考慮對軸銷自身結構合理（lǐ）改變。可以延長剪切（qiē）斷麵的直（zhí）徑，減小非剪切（qiē）斷麵的（de）直徑（jìng），有效增加了強度；Z後（hòu）工作保（bǎo）養過程中可（kě）以常常取出軸銷（xiāo）之後轉（zhuǎn）動180°，再次使用安裝；6對軸銷經常進行保養（yǎng），並（bìng）且注意添加（jiā）潤滑脂。
6 結束語
綜合分析，當挖掘機大小臂連接軸銷出現磨損故障的（de）時（shí）候，應當挑選（xuǎn）Z佳的材料，明確合理的熱處（chù）理方式，軸銷芯部循序漸進的增加強（qiáng）度（dù），改變（biàn）軸銷的潤滑環境（jìng）和（hé）軸銷的結構，進（jìn）一步增加了強度（dù），此外還要對軸（zhóu）銷經（jīng）常進行保（bǎo）養，並且注（zhù）意添加潤滑脂。隻有這樣才能保證挖掘機正常工作，有效延（yán）長使用壽命。
參考文獻
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來源：《科技（jì）創新與應用》2014年26期
