某型壓路機(jī)鋼輪行走馬達(dá)螺栓斷裂原因及改進(jìn)措施

發(fā)布時(shí)間：2022-08-18

鄭兆華　王翠艷

（徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司道路機(jī)械分公司）

1　故障現(xiàn)象

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

2　行走馬達(dá)傳動(dòng)原理

該型壓路機(jī)行走馬達(dá)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(dá)右側(cè)驅(qū)動(dòng)盤通過(guò)螺栓連接在鋼輪驅(qū)動(dòng)板上，驅(qū)動(dòng)板通過(guò)減振器與鋼輪連接。行走馬達(dá)右側(cè)驅(qū)動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)板帶動(dòng)鋼輪旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)壓路機(jī)的行走功能。某型號(hào)壓路機(jī)行走馬達(dá)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(dá)，發(fā)現(xiàn)其驅(qū)動(dòng)盤、殼體端面及鋼輪驅(qū)動(dòng)板的安裝面之間有潤(rùn)滑脂，還發(fā)現(xiàn)安裝在行走馬達(dá)殼體與驅(qū)動(dòng)盤之問(wèn)的骨架油封高出行走馬達(dá)的安裝面，如圖2所示。

分析認(rèn)為，行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤與殼休端面問(wèn)有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，需加注脂潤(rùn)滑。但是該潤(rùn)滑脂可流動(dòng)到行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤的安裝面上，造成該安裝面上有潤(rùn)滑脂，導(dǎo)致行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤與鋼輪驅(qū)動(dòng)板之間的摩擦力減小。

骨架油封高出行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤安裝面，將行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤架空在骨架油封上。螺栓緊固后，鋼輪驅(qū)動(dòng)板下陷接觸到行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)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(wèn)題可造成骨架油封變形、漏油，使行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤與鋼輪驅(qū)動(dòng)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(dá)驅(qū)動(dòng)盤與鋼輪驅(qū)動(dòng)板形成摩擦力，該摩擦力使行走馬達(dá)輸出的力矩產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，為此我們對(duì)行走馬達(dá)連接螺栓的強(qiáng)度進(jìn)行分析。經(jīng)查，生產(chǎn)廠家要求行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板和行走馬達(dá)之間的連接螺栓規(guī)格為M16×35、螺栓等級(jí)為10.9級(jí)，數(shù)量為7個(gè)，擰緊力矩為295 N •m，但是該機(jī)使用螺栓為8.8級(jí)，不能滿足設(shè)計(jì)要求。

結(jié)合面為干燥表面時(shí)，其摩擦系數(shù)為0.1;結(jié)合面為油潤(rùn)表面時(shí)，其摩擦系數(shù)為0.06。假設(shè)行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤表面存在潤(rùn)滑脂泄漏問(wèn)題，摩擦面摩擦系數(shù)取0.06，計(jì)算行走馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤與鋼輪驅(qū)動(dòng)板使用上述螺栓緊固，可傳遞的扭矩只有2536N·m。

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

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

4　改進(jìn)措施

根據(jù)上述分析，我們決定采取以下5項(xiàng)改進(jìn)措施：一是裝配行走馬達(dá)時(shí)，清除其安裝面上的油脂。二是增大螺栓強(qiáng)度等級(jí)至馬達(dá)能承受的Z大等級(jí)10.9級(jí)，增大螺栓擰緊力矩，提高預(yù)緊力。三是螺栓裝配時(shí)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(dòng)。一四是改進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)盤骨架油封安裝槽深度，防止骨架油封與鋼輪驅(qū)動(dòng)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(guò)大而斷裂。該型壓路機(jī)實(shí)施上述改進(jìn)措施后，再未出現(xiàn)行走馬達(dá)螺栓斷裂現(xiàn)象。

（來(lái)源：工程機(jī)械與維修）