某型壓路機鋼輪行走馬達螺栓斷裂原因及改進措施

發(fā)布時間：2022-08-18

鄭兆華　王翠艷

（徐工集團工程機械股份有限公司道路機械分公司）

1　故障現(xiàn)象

同一批次6臺某型壓路機，在分別工作21h、32h、24h、13h、12h和51h后，出現(xiàn)行走馬達與鋼輪驅(qū)動板之間連接螺栓脫落及斷裂故障，造成行走馬達內(nèi)螺紋損壞，導(dǎo)致必須更換新的行走馬達，由此帶來一定經(jīng)濟損失。

2　行走馬達傳動原理

該型壓路機行走馬達的左側(cè)固定在支撐板上，該支撐板固定在車架上，不旋轉(zhuǎn)，行走馬達右側(cè)驅(qū)動盤通過螺栓連接在鋼輪驅(qū)動板上，驅(qū)動板通過減振器與鋼輪連接。行走馬達右側(cè)驅(qū)動盤旋轉(zhuǎn)時，通過驅(qū)動板帶動鋼輪旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)壓路機的行走功能。某型號壓路機行走馬達安裝位置如圖1所示。

3　故障原因分析

（1）分析骨架油封

拆檢行走馬達，發(fā)現(xiàn)其驅(qū)動盤、殼體端面及鋼輪驅(qū)動板的安裝面之間有潤滑脂，還發(fā)現(xiàn)安裝在行走馬達殼體與驅(qū)動盤之問的骨架油封高出行走馬達的安裝面，如圖2所示。

分析認為，行走馬達驅(qū)動盤與殼休端面問有相對轉(zhuǎn)動，需加注脂潤滑。但是該潤滑脂可流動到行走馬達驅(qū)動盤的安裝面上，造成該安裝面上有潤滑脂，導(dǎo)致行走馬達驅(qū)動盤與鋼輪驅(qū)動板之間的摩擦力減小。

骨架油封高出行走馬達驅(qū)動盤安裝面，將行走馬達驅(qū)動盤架空在骨架油封上。螺栓緊固后，鋼輪驅(qū)動板下陷接觸到行走馬達驅(qū)動盤的內(nèi)側(cè)，造成骨架油封表面出現(xiàn)環(huán)狀磨損。如圖3所示。此問題可造成骨架油封變形、漏油，使行走馬達驅(qū)動盤與鋼輪驅(qū)動板之間存在間隙，導(dǎo)致傳遞扭矩減小。

（2）分析螺栓扭矩

螺栓擰緊力矩形成的軸向力使行走馬達驅(qū)動盤與鋼輪驅(qū)動板形成摩擦力，該摩擦力使行走馬達輸出的力矩產(chǎn)生驅(qū)動力矩，為此我們對行走馬達連接螺栓的強度進行分析。經(jīng)查，生產(chǎn)廠家要求行走馬達驅(qū)動板和行走馬達之間的連接螺栓規(guī)格為M16×35、螺栓等級為10.9級，數(shù)量為7個，擰緊力矩為295 N •m，但是該機使用螺栓為8.8級，不能滿足設(shè)計要求。

結(jié)合面為干燥表面時，其摩擦系數(shù)為0.1;結(jié)合面為油潤表面時，其摩擦系數(shù)為0.06。假設(shè)行走馬達驅(qū)動盤表面存在潤滑脂泄漏問題，摩擦面摩擦系數(shù)取0.06，計算行走馬達驅(qū)動盤與鋼輪驅(qū)動板使用上述螺栓緊固，可傳遞的扭矩只有2536N·m。

行走馬達可提供的Z大扭矩為3446N·m，顯然8.8級螺栓預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦力矩（2536N·m）小于行走馬達所提供的Z大扭矩，因此在極限工況下行走馬達驅(qū)動盤與安裝面之間容易出現(xiàn)螺栓松動、打滑，導(dǎo)致螺栓斷裂。

若行走馬達驅(qū)動盤的安裝面上無油，按干燥表面摩擦系數(shù)取0.1，采用10.9級螺栓，則行走馬達驅(qū)動盤與鋼輪驅(qū)動板使用上述螺栓可傳遞的扭矩為4226N·m，大于行走馬達所提供的Z大扭矩，可滿足使用要求。

4　改進措施

根據(jù)上述分析，我們決定采取以下5項改進措施：一是裝配行走馬達時，清除其安裝面上的油脂。二是增大螺栓強度等級至馬達能承受的Z大等級10.9級，增大螺栓擰緊力矩，提高預(yù)緊力。三是螺栓裝配時使用螺紋緊固膠，螺栓擰緊后，緊固膠硬化，可以防止螺栓松動。一四是改進馬達驅(qū)動盤骨架油封安裝槽深度，防止骨架油封與鋼輪驅(qū)動板產(chǎn)生接觸。五是增加安裝止口，用于承受周向剪切力，避免螺栓因剪切力過大而斷裂。該型壓路機實施上述改進措施后，再未出現(xiàn)行走馬達螺栓斷裂現(xiàn)象。

（來源：工程機械與維修）