WK-20型礦用挖掘機前提升一軸齒輪折斷故障預防

郭文秀　李建軍　李東青

（內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司巴潤礦業分公司，內蒙古包頭　014080）

WK-20型礦用挖掘機前提升一軸齒輪折斷故障預防

郭文秀李建軍李東青

（內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司巴潤礦業分公司，內蒙古包頭014080）

WK-20型挖掘機屬于礦用機械正鏟式挖掘機，適用于年產量一千萬噸級以上的露天礦山，主要用來剝離和采掘巖石及礦石。WK-20型挖掘機主要由回轉、行走、提升、推壓等系統組成，提升機構是挖掘機工作機構的重要的組成部分。主要由提升電動機、減速機、卷筒、鋼繩等部件組成，承擔著鏟斗的提升和下降。本文就WK-20型礦用挖掘機前提升一軸齒輪折斷現象進行分析討論，對相關的預防措施進行了列舉，僅供參考。

WK-20型挖掘機提升一軸齒輪折斷預防措施

1　概述

在挖掘機作業中，提升系統運轉率最高，鏟斗的提升和下降十分頻繁，受到沖擊載荷復雜多變，容易發生故障，太原重工股份有限公司生產的3臺WK-20型挖掘機在某礦山正常工作2年后，前提升一軸出現不同程度的裂紋及折斷現象。因此，分析這一故障的原因和探討預防性措施，利用先進儀器進行診斷，對提高挖掘機設備完好率、作業率、臺班效率有著很重要的意義。

2　提升機構工作原理

提升裝置是由兩臺交流變頻電動機來帶動提升傳動裝置，提升傳動裝置由兩個雙減速齒輪系組成，共同帶動提升卷筒齒輪（如圖1所示）。

提升卷筒齒輪直接固定在提升卷筒上，并帶動卷筒和提升鋼繩，控制著鏟斗的提升和降落。提升機構的齒輪裝置被放入油密封的齒輪箱里，該齒輪箱上有通氣孔，防止箱內壓力過大。提升齒輪箱的潤滑由兩種潤滑裝置提供：強制潤滑軸承和噴射潤滑齒輪的提升潤滑裝置；以及潤滑提升卷筒油密封的中央潤滑裝置。齒輪箱本身成為提升卷筒的側支柱，并且被焊在回轉平臺上。提升制動器裝置由兩個氣動盤式制動器組成。制動器裝在提升傳動裝置輸入（一級減速）軸的末端上。制動器啟動時，將使提升卷筒不能運動。

3　前提升一軸齒輪折斷的原因分析

3.1操作原因對前提升一軸造成的損壞

由于WK-20型礦用挖掘機提升系統與行走系統共用一個模塊，在提升工況模式下，前提升又為主提，后提升為從提，因此發生提升一軸裂紋及斷齒的一般是前提升。操作人員責任心不強，在操作過程中出現盲目操作，引起設備各機件沖擊。冬季司機未遵守操作規程，沒有進行空載、輕載試車，設備啟動后直接滿載運行，也會對提升系統造成影響；底板的平整度也對工作有影響，由于爆破質量不好，特別是局部出現凹凸不平時，挖掘機會出現“三腳著地”，這樣在挖掘過程中，由于提升受力不均勻，也會遭受損壞。

3.2軸與軸承的間隙對齒輪及軸的影響

圖1　提升裝置圖

根據齒輪工作特點，在傳遞功率和運動過程中，輪齒齒根產生彎曲應力，齒面產生接觸應力，齒面間相對滑動摩擦而產生磨損。通過對斷齒的分析，發現齒輪面均有偏嚙合現象，這樣就造成齒輪輪齒局部磨損加重，有效斷面變小，及整個輪齒受力不均勻，局部應力過大，從而導致斷齒故障的發生［1］。

3.3潤滑不良

提升減速箱的齒輪和軸承是用減速箱內的齒輪油浴濺潤滑。一旦油量不足，或者潤滑系統發生故障、管路被減速箱內漆皮、外界混進的細小纖維堵塞，造成油泵壓力不足，潤滑不良，導致前提升一軸及軸承非正常損壞，被迫停機更換。

3.4維護檢修質量及日常檢查力度不足

出現提升系統故障后，由于維護人員的檢修能力參差不齊，未按標準作業流程進行，使得檢修后運行一段時間，又出現重復故障；另外崗位點檢不到位，設備發出異常聲音后，未及時停機檢查，造成故障擴大［1］。

3.5產品問題

齒輪的形狀及受力都比較復雜，所以對齒輪材料的機械性能要求很高，由于某礦山地理位置特殊，冬季持續時間較長，如果齒輪材料中硫和磷的含量越大，鋼的塑性和韌性就越差，抗沖擊性能也越差，鋼就會變的很脆。一旦提升系統受到沖擊，齒輪就會裂紋甚至斷齒［2］。

4　預防措施

（1）提高司機操作水平，盡量減少誤操作、強行及超級操作，對司機進行嚴格的培訓與管理考核，改變不良操作習慣，講究柔和操作；避免動載荷對設備造成的危害。另外挖掘機的作業場地應盡量平整堅實，選擇合理的挖掘方式進行采掘。（2）加強日常對設備的點巡檢，通過看、聽、觸摸、聞的方法，判斷設備運行狀況，另外積極引進先進的檢測儀器，提高設備的診斷水平。（3）通過定期按規定對油脂取樣進行檢測，設備啟動后聽油泵聲音，尤其在冬季，如果聲音比較尖銳，振動大，通過清洗濾網和換季更換油品的措施解決上述問題。（4）在設備進行檢修時，要結合現場實際對齒輪的安裝誤差進行檢測和控制，保證安裝精度［3］。

5　結語

對于設備上的某些零件遠沒到使用壽命就經常遭到損壞，應引起重視。在尊重科學的前提下，有所創新，從而減少或防止設備故障的發生，保證設備正常工作，為企業創造更大的經濟利益和社會效益。

［1］潘宏俠，姚竹亭.齒輪傳動系統狀態檢測與故障診斷［J］.華北工學院學報，2001年04期.

［2］張延超.故障齒輪傳動系統動力特性分析與壽命研究［D］.西北工業大學，2006年.

［3］吳瑩鋒.礦用挖掘機行走減速器故障診斷技術研究［D］.吉林大學，2007年.

郭文秀（1984—），男，漢，內蒙古包頭市白云礦區，挖掘機司機。