Allgemeines Problem: Übersicht über die Eigenschaften der Baggerspurrolle und Analyse der Schadensursachen

Häufiges Problem! Übersicht überKettenrolle für BaggerSchadensursachen und Schadensursachenanalyse

Das Stützrad eines Baggers trägt sein Eigengewicht und seine Betriebslast. Die Eigenschaften der Laufrolle sind ein wichtiges Kriterium zur Messung ihrer Qualität. Dieser Artikel analysiert die Eigenschaften, Schäden und Ursachen des Stützrads.

1. Eigenschaften der Laufrolle

(1) Struktur

Die Struktur der Laufrolle ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Außenabdeckung 2 und die Innenabdeckung 8 an beiden Enden der Stützradspindel 7 sind am unteren Teil des Baggerkettenrahmens befestigt. Nach dem Befestigen der Außenabdeckung 2 und der Innenabdeckung 8 kann die Spindel 7 an axialer Bewegung und Drehung gehindert werden. Auf beiden Seiten des Radkörpers 5 befinden sich Flansche, die die Kettenkette festklemmen können, um ein Entgleisen der Schiene zu verhindern und sicherzustellen, dass der Bagger entlang der Schiene fährt.

Im Inneren der Außenabdeckung 2 und der Innenabdeckung 8 befindet sich jeweils ein Paar schwimmender Dichtungsringe 4 und schwimmender Dichtungsgummiringe 3. Nach dem Befestigen der Außenabdeckung 2 und der Innenabdeckung 8 werden die schwimmenden Dichtungsgummiringe 3 und 4 gegeneinander gedrückt. Die Kontaktflächen zwischen den beiden schwimmenden Dichtungsringen 4 sind glatt und hart und bilden eine Dichtungsfläche. Wenn sich das Rad dreht, drehen sich die beiden schwimmenden Dichtungsringe 4 relativ zueinander und bilden eine schwimmende Dichtung. Die O-Ring-Dichtung 9 dient zur Abdichtung zwischen Spindel 7 und Außenabdeckung 2, Innenabdeckung 8. Die schwimmende Dichtung und die O-Ring-Dichtung 9 können ein Austreten von Schmieröl im Inneren des Stützrads verhindern und verhindern, dass Schlamm und Wasser in das Innere des Stützrads eindringen. Das Ölloch in Stopfen 1 dient zum Einfüllen von Schmieröl in das Innere des Stützrads.

(2) Kraftbedingung

Der Laufrollenkörper des Baggers ist der nach oben gerichteten Stützkraft der Raupenkette ausgesetzt und die beiden Enden der Hauptwelle tragen das Gewicht des Baggers, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Die Schwerkraft des Baggers wird über den Kettenrahmen, die Außenabdeckung 2 und die Innenabdeckung 8 auf die Hauptwelle 7 übertragen und dann über die Hauptwelle 7 auf die Wellenhülse 6 und den Radkörper 5 und schließlich über den Radkörper 5 auf die Kettenschiene und die Kettenplatte (siehe Abbildung 1). Wenn Bagger auf unebenem Gelände arbeiten, können die Kettenschuhe leicht kippen, was zu einer Neigung der Kettenspur führt. Wenn der Bagger eine Wendebewegung ausführt, entsteht eine axiale Verschiebungskraft zwischen der Hauptwelle und dem Radkörper. Aufgrund der komplexen Belastung des Stützrads muss dessen Struktur angemessen sein und die Hauptwelle, der Radkörper und die Wellenhülse müssen eine relativ hohe Festigkeit, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit und Dichtleistung aufweisen.

(3) Technische Anforderungen

Das Spindelmaterial besteht aus hochwertigem 50Mn-Baustahl mit einem C-Gehalt von 0,48 bis 0,56 %, einem Si-Gehalt von 0,17 bis 0,37 %, einem Mn-Gehalt von 0,7 bis 1,0 %, einem S-Gehalt von weniger als 0,035 %, einem P-Gehalt von weniger als 0,035 %, einem Cr-Gehalt von weniger als 0,25 %, einem Ni-Gehalt von weniger als 0,30 % und einem Cu-Gehalt von weniger als 0,25 %. Unter ihnen ist Mn ein wichtiges Element in legiertem Stahl, das die Schmiedebarkeit und Plastizität von Stahl verbessern und sicherstellen kann, dass das Material ausreichende Zähigkeit und Verschleißfestigkeit aufweist. Nach der Wärmebehandlung weist 50Mn-Stahl eine hohe Festigkeit und Härte, eine ausgezeichnete Härtbarkeit, eine tiefe Härtungsschicht, eine feine Perlitstruktur und gute mechanische Eigenschaften auf.

Der Spindelkonstruktionsstandard erfordert eine Abschrecktiefe T von 2–7 mm und eine Abschreckhärte von 50–62 HRC, wie in Abbildung 3 dargestellt.

DerLaufrolledes Radkörpers ist häufigen Stoßbelastungen auf der Lauffläche des Radkörpers ausgesetzt, die anfällig für Druckverformungen ist, wodurch die Lauffläche des Radkörpers eine konische Form annimmt. Um die Spannungsbedingungen zu verbessern, haben wir die Länge der Lauffläche des Radkörpers verlängert und den Übergang zwischen der Lauffläche und der Radtaille als Neigung gestaltet, um die Tragfähigkeit der Lauffläche zu verbessern. Der schattierte Bereich in Abbildung 4 stellt die verlängerte Lauffläche und die Übergangsneigung dar.

Um die Verschleißfestigkeit des Stützradkörpers zu verbessern, besteht das Radkörpermaterial aus 40Mn2-legiertem Baustahl. Der C-Gehalt beträgt 0,37 % bis 0,44 %, der Si-Gehalt 0,17 % bis 0,37 %, der Mn-Gehalt 1,4 % bis 1,8 %, der P-Gehalt weniger als 0,030 % und der S-Gehalt weniger als 0,030 %.

Der Radkörper wird durch Schmieden geformt. Nach der Formgebung wird der Rohradkörper einer Abschreck- und Anlassbehandlung unterzogen, um eine Härte von 26–32 HRC zu erreichen und so eine hohe Festigkeit, Plastizität, Zähigkeit und umfassende mechanische Eigenschaften im Radkörper zu erhalten. Die Oberfläche des Radkörpers wird abgeschreckt, um die Härte und Verschleißfestigkeit der tragenden Radlauffläche zu verbessern. Die Härte nach dem Abschrecken beträgt 50–58 HRC und die Tiefe der gehärteten Schicht beträgt 6–12 mm, sodass die Härte der Laufflächenoberfläche im Wesentlichen der Härte der Kettenschienenverbindung (48–58 HRC) nahe kommt.

Die Größe und Oberflächenrauheit der Dichtungs-O-Ring-Nut sollte den Konstruktionsanforderungen entsprechen und die Passfläche sollte abgeschrägt und von Graten und scharfen Kanten befreit sein.

Schwimmende Dichtungsgummiringe und O-Ring-Dichtungen sollten aus hochwertigem Nitrilkautschuk bestehen. Innendurchmesser, Drahtdurchmesser, Elastizität, Härte (Shore) und Oberflächenglätte sollten den Standards entsprechen. Vor der Montage sollten sie vor der Montage nacheinander gemäß den oben genannten Punkten geprüft und qualifiziert werden.

Wenn der schwimmende Dichtungsgummiring nicht um die Nut des schwimmenden Dichtungsrings gewickelt ist oder nicht mit dem schwimmenden Dichtungsring in Kontakt steht, führt dies zu einem ungleichmäßigen Druck des schwimmenden Dichtungsgummirings auf den schwimmenden Dichtungsring. Ungleichmäßiger Druck kann während der Rotation des schwimmenden Dichtungsrings zu erhöhtem lokalem Klingenverschleiß führen, was zu Öllecks des schwimmenden Dichtungsrings führt. Wenn die Kante der O-Ring-Dichtung abgeschnitten ist, die Hälfte davon außerhalb der Ringnut steckt oder sie beim Einbau der Innen- und Außenabdeckungen verdreht wird, führt dies zu einer Verringerung der Dichtleistung oder Lebensdauer der O-Ring-Dichtung. Manchmal kann kein Leck erkannt werden, wenn der Druck während der Luftdichtheitsprüfung einen bestimmten Wert nicht erreicht, und nach der Öleinspritzung tritt kein Leck auf. Nachdem der Bagger jedoch eine bestimmte Zeit lang gearbeitet hat, steigen die Reibungstemperatur der Stützradkomponenten und der Druck im Hohlraum auf einen bestimmten Wert an, und es tritt ein Leck auf. Wenn die schwimmende Öldichtung nach Auftreten eines Lecks weiterhin verwendet wird, tritt ein schweres Ölleck auf.

Der Spalt zwischen der Hauptwelle des Stützrads und der Wellenhülse am Radkörper beträgt 0,2–0,4 mm und darf während der Drehung nicht behindert werden. Die Dichtleistung ist gut und es tritt kein Öl aus.

Die Schmierung sollte mit einem Öler erfolgen, um Getriebeöl in dieLaufrollen, und erhöhen Sie bei Bedarf die Viskosität des Schmieröls entsprechend. Vor dem Nachfüllen von Getriebeöl sollte zuerst das abgelaufene Getriebeöl abgelassen und dann neues Getriebeöl in die Ölablassöffnung gegeben werden, bis das Öl herausfließt. Beim Nachfüllen von Schmieröl schrauben Sie die Wellenendschraube ab, setzen die Oberseite des Öleinspritzdüsenkopfes auf die Schulter des Öldurchgangs und spritzen Öl in den Öldurchgang. Beim Einbau des Ölstopfens ist ein Drehmomentschlüssel erforderlich, um das Anzugsdrehmoment des Ölstopfens im Bereich von 157 bis 255 Nm zu kontrollieren.

2. Analyse der Schadensursachen

In diesem Artikel wird am Beispiel eines 20-t-Baggers eines bestimmten Herstellers die Ursache für die Beschädigung seiner Stützräder analysiert. Wir untersuchten die teilweise beschädigten Stützräder des Baggers und stellten fest, dass die Hauptfehler Schäden an der Hauptwelle und dem Radkörper sowie Öllecks waren. Die Hauptwelle des stark beschädigten Stützrads war eingeklemmt, sodass sich das gesamte Stützrad nicht mehr drehen konnte. Wir werden dies nun separat analysieren.

(1) Spindelschaden

Wir haben ein Spektrometer verwendet, um den Gehalt verschiedener Elemente in der beschädigten Spindel der Baggerlaufrolle zu ermitteln, wenn das Material nicht qualifiziert war. Der gemessene Gehalt des Mn-Elements betrug 0,59 %, was deutlich vom Standardgehalt (0,7 % bis 1,0 %) abwich. Dies beeinträchtigt die mechanische Leistung der Spindel erheblich. Eine nicht qualifizierte Wärmebehandlung führt zu messbaren Schäden an der Oberflächenhärte und der Abschrecktiefe der Spindel, wie in Tabelle 1 gezeigt. Die Testdaten zeigen, dass die Oberflächenhärte und die Abschreckschichttiefe der Spindel nicht den Konstruktionsanforderungen entsprechen, was die Festigkeit, Steifigkeit und Verschleißfestigkeit der Spindel erheblich beeinträchtigt.

Beim Testen wurde erheblicher Verschleiß festgestellt. Wie in Abbildung 5 gezeigt, war die Hauptwelle verbogen und die Passteile des Hauptwellendurchmessers und der Wellenhülse stark abgenutzt. Nach der Messung betrug der Abstand zwischen der Hauptwelle und der Wellenhülse mehr als 0,3 mm (dieser Abstand sollte weniger als 0,2 mm betragen) und die Hauptwelle und die Wellenhülse müssen erneuert werden.

(2) Radschäden

Nach der Inspektion des beschädigtenLaufrollenKörper wurde festgestellt, dass die Lauffläche des Radkörpers verformt, gerissen und abgefallen war. Abbildung 6 zeigt die Ausdehnung der Lauffläche des Stützrads in eine konische Form nach dem Aufprall.

Der starke Verschleiß des Radkörpers zeigt sich hauptsächlich an der Laufbahnoberfläche, dem Führungsflansch und dem Wellenhülsensitzloch. Dies liegt daran, dass Bagger häufig auf Sand-, Schlamm- und Kiesfeldern arbeiten und eine große Menge Schleifmittel zwischen die Schienenoberfläche des Stützrads und die Kettenschiene gelangt, was zu starkem Schleifverschleiß führt. Dieser Sand und Kies erzeugen auch erhebliche Druckspannungen an der Laufbahnoberfläche, dem Flansch und dem Schienenabschnitt der Laufkette, was zu vielen mikroskopischen Druckverformungen und Trockenreibung führt. Diese Trockenreibung umfasst sowohl Rollreibung als auch Gleitreibung, was zu starkem Verschleiß der Laufbahnoberfläche und einer Verringerung der Radsteifigkeit und -festigkeit führt. Nach starkem Verschleiß des Flansches kann das Stützrad leicht entgleisen.

Unqualifizierte Wärmebehandlung, tatsächliche Messung zeigt, dass das Stützrad beschädigt ist und die Oberfläche des Radkörpers hart ist

Die Testergebnisse für Härte und Tiefe der abgeschreckten Schicht auf der Radoberfläche sind in Tabelle 2 aufgeführt. Die Messdaten zeigen, dass die abgeschreckte Härte und die Tiefe der abgeschreckten Härteschicht auf der Radoberfläche nicht den Konstruktionsanforderungen entsprechen.

Beim Zerlegen des Radkörpers mit Materialproblemen wurden im Inneren Risse festgestellt, wie in Abbildung 7 dargestellt. Dies deutet darauf hin, dass das Schmieden des Radrohlings nicht geeignet ist und der Schmiedeprozess des Rads verbessert werden muss, um grobe Körner und eine abnormale Struktur zu vermeiden.

(3) Ölleckage

Die Abmessungen der O-Ring-Dichtungsnut desBulldozerDie Laufrollen D81 D8N D90 Spindel (Nutbreite, Nuttiefe, Rundheit des O-Rings usw.) liegen innerhalb des Konstruktionstoleranzbereichs und erfüllen die technischen Anforderungen. Es wurde festgestellt, dass der Drahtdurchmesser und der Innendurchmesser des schwimmenden Dichtungsgummirings und des O-Rings die Toleranz überschreiten und die Oberfläche beschädigt ist. Der Grund für die Beschädigung liegt darin, dass das Dichtungsringmaterial nicht geeignet ist, was sich in der Ausdehnung und Verformung nach Kontakt mit Schmieröl, Elastizitätsverlust, vorzeitiger Alterung und einer Härte (Shore) niederschlägt, die nicht den Konstruktionsanforderungen entspricht, was zu Öllecks aufgrund schlechter Abdichtung führt.

Es gibt zwei Gründe für das Austreten von Öl aus dem Stützrad: Erstens sind die Laufrollen des Bulldozers beim Baggerbetrieb längere Zeit in Wasser eingeweicht, was zu Korrosion des Gleitrings und der O-Ring-Nut führt. Zweitens kann das Bauen in schlammigem Wasser im Winter dazu führen, dass der Gleitring einfriert und versagt.