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挖掘機空調(diào)壓縮機早期磨損原因及解決方法

2018-01-09

　　故障現(xiàn)象
　　某型20t級挖掘機銷售到市場后，部分該型挖掘機在使用200h內(nèi)出現(xiàn)了空調(diào)壓縮機卡滯、V形膠帶異常損壞等故障。拆解故障空調(diào)壓縮機后發(fā)現(xiàn)，其斜盤磨損、驅(qū)動軸偏磨。檢查V形膠帶輪邊緣有磨損痕跡。有些V形膠帶因與膠帶輪摩擦而斷裂。空調(diào)壓縮機故障部位如圖1所示。

　　故障排查

　　對損壞的零件分析后認(rèn)為，空調(diào)壓縮機及V形膠帶發(fā)生故障的原因主要有以下6種：一是空調(diào)壓縮機存在質(zhì)量問題，二是V形膠帶存在質(zhì)量問題；三是空調(diào)壓縮機安裝方法有問題；四是空調(diào)壓縮機支架制作質(zhì)量不合格，五是V形膠帶張緊力過大，六是空調(diào)壓縮機支架設(shè)計尺寸有問題。我們從這6個方面進行了排查。
　　01　排查空調(diào)壓縮機質(zhì)量
　　此款挖掘機使用的是國內(nèi)知名公司生產(chǎn)的空調(diào)壓縮機，且是其成熟產(chǎn)品。該公司根據(jù)空調(diào)壓縮機序列號進行反向排查，同批次生產(chǎn)的其他空調(diào)壓縮機安裝在別的機械上，沒有出現(xiàn)此類故障；在汽車及卡車上使用超過了10萬套，也未出現(xiàn)過類似故障，由此判定該空調(diào)壓縮機質(zhì)量沒有問題。
　　02　排查V形膠帶質(zhì)量
　　此款挖掘機空調(diào)壓縮機所用的V形膠帶為A型膠帶，對同批次采購的V形膠帶隨機挑取10件，按GB/T1171-2006一般傳動用普通V形膠帶檢驗標(biāo)準(zhǔn)進行了硬度、強度、尺寸偏差和壽命等相關(guān)性能檢驗，檢驗結(jié)果合格，由此判定空調(diào)壓縮機V形膠帶滿足使用要求。
　　03　排查V形膠帶張緊力

　　根據(jù)空調(diào)使用保養(yǎng)手冊要求，V形膠帶裝配的張緊力為392～588N。隨機抽取10臺新裝配的該款挖掘機，按照圖2所示操作方法，使用V形膠帶張力計測量V形膠帶的張緊力。測量結(jié)果表明，所裝配V形膠帶的張緊力均符合要求。由此排除V形膠帶張緊力過大的可能。

　　04　排查空調(diào)壓縮機支架制作質(zhì)量
　　在庫房隨機抽取10套空調(diào)壓縮機支架，測量相關(guān)尺寸全部符合設(shè)計圖紙要求。對出現(xiàn)此類故障挖掘機上的空調(diào)壓縮機支架進行了測量，也符合圖紙要求，可以排除空調(diào)壓縮機支架存在制作質(zhì)量問題。
　　05　排查空調(diào)壓縮機支架設(shè)計尺寸

　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)要求，需要保證空調(diào)壓縮機膠帶輪與發(fā)動機膠帶輪軸線平行、輪寬中心平面應(yīng)重合，傾斜角的正切值tanθ不超過6/1000，如圖3所示。該款挖掘機空調(diào)壓縮機V形膠帶輪與發(fā)動機V形膠帶輪軸線平行，軸線距離d為376mm，其安裝尺寸鏈及公差如圖4所示。按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求，軸線距離d為376mm時，2個膠帶輪輪寬中心平面極限偏差為2.26mm。我們對安裝尺寸鏈及公差計算后發(fā)現(xiàn)，該空調(diào)壓縮機膠帶輪與發(fā)動機膠帶輪輪寬中心平面極限偏差為3.8mm，超出國家標(biāo)準(zhǔn)要求。如果安裝膠帶輪時傾角處于極限偏差，會造成V形膠帶斷裂或空調(diào)壓縮機驅(qū)動軸受到軸向力產(chǎn)生偏磨。

　　06　排查空調(diào)壓縮機安裝方法
　　為了使空調(diào)壓縮機V形膠帶安裝后滿足要求，空調(diào)壓縮機V形膠帶輪與發(fā)動機V形膠帶輪輪寬中心平面偏差應(yīng)小于2mm，如果超出允許范圍，需要通過調(diào)整支架或增加墊片進行調(diào)整。
　　通過對故障挖掘機進行現(xiàn)場測量，發(fā)現(xiàn)空調(diào)壓縮機膠帶輪與發(fā)動機膠帶輪輪寬中心平面的偏差平均為3mm，已超出國家標(biāo)準(zhǔn)要求。由于調(diào)整空調(diào)壓縮機安裝支架會增加裝配難度，使裝配工時延長。而裝配時疏忽檢查或調(diào)整，也會導(dǎo)致皮帶輪輪槽中心平面度超出允許范圍。
　　理論計算和現(xiàn)場測量結(jié)果表明，空調(diào)壓縮機安裝時膠帶輪輪寬中心平面重合度超出允許范圍，這是引起空調(diào)壓縮機卡滯和V形膠帶磨損斷裂等故障的主要原因。
　　解決方法及效果

　　首先，在設(shè)計空調(diào)壓縮機支架時控制尺寸鏈的公差尺寸，在設(shè)計階段使空調(diào)壓縮機膠帶輪與發(fā)動機膠帶輪輪寬中心平面偏差控制在2mm以內(nèi)，為此我們采用了以下3個方法：一是提高空調(diào)壓縮機支架焊接精度，以減小形位公差值。二是提高空調(diào)壓縮機支架螺栓孔的位置精度，以保證空調(diào)壓縮機膠帶輪與發(fā)動機膠帶輪平行；三是縮小安裝螺栓與螺栓孔的間隙，以縮小安裝誤差。
　　通過實施以上解決方法，保證了2個膠帶輪輪寬中心平面重合度偏差，滿足了國家標(biāo)準(zhǔn)要求，不需要裝配人員調(diào)整空調(diào)壓縮機安裝支架，降低了裝配難度減少了裝配工時。
　　截止目前，改進后的空調(diào)壓縮機支架在市場已有500多臺的市場保有量，工作時間超過3000h的高出80%，均未出現(xiàn)此類似問題。由以上故障可以看出，空調(diào)壓縮機設(shè)計和裝配時，空調(diào)壓縮機膠帶輪與發(fā)動機膠帶輪寬中心平面重合度非常重要，如果不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，可能會引起空調(diào)壓縮機卡滯及V帶磨損斷裂等故障。

本文摘自《工程機械與維修》2017第11期