淺析工程機械驅動橋異響故障快速診斷與排除

摘 要：某型工程機械驅動橋在使用過程中頻發驅動橋故障，主要故障現象為機械直行時驅動橋正常，轉彎行駛時輪胎發生顫動、卡滯，并伴隨異響。維修過程中發現主要問題出現在差速器、輪邊減速器、剎車系統上，差速器問題主要表現為行星齒輪、半軸齒輪及摩擦片磨損嚴重；輪邊減速器問題主要為行星齒輪軸承損壞；剎車系統主要問題為液壓控制系統不暢，剎車抱死。由于施工現場不具備專業檢測條件，因此維修過程中通過不斷調整試驗，并對相關現象進行分析，最終得到一些快速診斷與排除技巧，為類似故障的排除提供借鑒。

關鍵詞：工程機械；驅動橋；異響；快速；排除

引言

目前國外工程機械驅動橋普遍采用限滑差速器（多摩擦片式）、濕式制動器、全液壓四輪驅動、四輪轉向等先進技術[1]，國內工程機械驅動橋也在逐漸普及應用，這些技術給工程機械用戶帶來了很好的使用體驗，使得工程機械操控更加靈敏、便捷，作業更加高效、安全。但伴隨這些先進技術隨之而來的也有維護要求的提高，維修難度、成本的提高。尤其是進口工程機械驅動橋，零配件大多完全依靠進口，導致零配件費用較高且供貨周期過長，已經嚴重影響到工程機械的使用。本文針對某型進口工程機械在使用過程中遇到的驅動橋[2]異響，在施工現場對故障進行研究診斷及排除過程的總結，得出驅動橋異響診斷及故障排除快速解決方法，排除類似故障提供借鑒。

1 故障的出現

我單位使用的中聯CIFA CSS-3及普茨邁斯特PM500型混凝土噴射機械手，裝配DANA Spicer系列驅動橋，其中CIFA裝配212/657型驅動橋[2]，PM500裝配357/212/398[3]型驅動橋，兩種底盤行駛系統均為四輪驅動、四輪轉向（三種轉向模式：前輪轉向、四輪平行轉向、四輪向內轉向）系統[4]。該兩種機械在使用過程中先后出現后輪顫動，并伴隨有節奏的咯…咯異響。

CIFA CSS-3混凝土噴射機械手在使用過程中突然出現后輪抖動、后橋異響狀況。經仔細觀察鑒別發現，該機直行時未見異常，轉向時出現異常，且隨著轉向幅度增大，輪胎抖動及響聲逐漸增大，聲源為后橋主減速器處。經支撐起車身使四輪懸空，進行開機檢測，發現無論直行或轉向狀態均未見明顯抖動及異響，但后橋左右兩驅動輪轉速明顯不同，其中一輪轉速與前輪相同，另外一側后輪轉速明顯較慢。

PM500型混凝土噴射機械手在行駛過程中出現動力不足現象，動力加至最大狀態時機器依然行駛吃力，甚至爬坡時無法行進，并伴隨有后橋較為劇烈異響。經仔細觀察鑒別發現，該機無論直行或轉彎后橋均有顫動，且有強烈異響發出，支撐起車體使四輪懸空后開機試驗，發現前述狀況有所減輕，但仍表現出動力欠缺、后橋輕微抖動并伴隨異響現象。

2 故障分析及排除

2.1 故障分析

上述兩臺機器發生后橋異響故障后，首先對驅動橋各部螺栓緊固情況進行檢查，其次對剎車油缸、輪邊減速器、主減速器內油量及油質進行檢查[5]。在排除緊固因素、油量及油質因素后對驅動橋進行拆解，由易到難，由外至內逐一進行排查。具體排查程序為：① 檢查剎車系統，查看剎車油缸內液壓油壓力及油質是否正常，剎車是否存在抱死現象；②查看輪邊減速器（拆解圖見圖2[6]）潤滑油量及油質是否達標，內部法蘭齒輪組、行星齒輪、行星齒輪軸承及半軸齒磨損狀況，是否有齒輪或軸承損壞③查看主減速器（拆解圖見圖3[6]）潤滑油油量及油質是否達標，內部主傳動齒輪組、半軸齒輪、行星齒輪、角盆齒輪軸承、半軸齒輪軸承、軸承墊片、差速器摩擦片、行星齒輪軸等的磨損狀況，是否存在齒輪及軸承損壞，差速器摩擦片是否嚴重磨損。

2.1.1 CIFA CSS-3故障分析

在CIFA CSS-3發生后橋異響故障后，按照上述故障排除方法逐一進行排查，未發現剎車系統及輪邊減速器問題，初步斷定故障源為驅動橋主減速器。經對主減速器拆解發現：主減速器內潤滑油油質較差，主減速器內主傳動齒輪組、半軸齒輪有較為明顯磨損，差速器內行星齒輪磨損嚴重，行星齒輪之間及行星齒輪與半軸齒輪嚙合間隙過大，手動轉動差速器時內部齒輪有明顯“曠動”現象。經對差速器拆解發現，差速器內摩擦片、瓦狀墊片磨損嚴重（見圖4、5），據此可判定該機后橋異響故障原因為：主減速器內齒輪組及摩擦片磨損量過大，使齒輪嚙合間隙超出合理范圍，進而導致傳動過程中出現卡滯現象，發出異響及輪轂抖動現象。

2.1.2 PM500故障分析

PM500在發生后橋異響故障后，按照上述故障排除方法逐一進行排查，未發現主減速器問題。發現剎車油缸存在供油不暢問題，針對此問題進行油路檢查，最終發現制動踏板損壞，進而導致剎車抱死，機器在行駛時無力，并伴隨輪胎卡滯現象；經拆解輪邊減速器發現：輪邊減速器潤滑油內有大量鐵屑，四個行星齒輪軸承中有一個軸承架損壞，導致行星齒輪在運轉過程中摩擦到法蘭齒輪固定螺栓（見圖6、7），進而導致后橋異響。

2.2故障排除

針對CIFA驅動橋抖動及異響故障分析情況，對主減速器中主傳動齒輪組、半軸齒輪、行星齒輪、軸承、摩擦片、墊片等部件進行更換。因施工現場缺乏塞規等專業工具對裝配精度進行檢測，裝配過程根據拆解前的裝配間隙及拆解時所施加的扭矩情況，進行多次裝配試驗，最終得出裝配精度及施加扭矩經驗：①差速器的裝配：差速器的裝配關鍵在于半軸齒輪下摩擦片總厚度的調整，在保證按照原裝摩擦片數量及順序裝配的前提下（保證足夠的摩擦力），摩擦片總厚度應略低于（壓實后1mm左右）摩擦片安裝槽；②驅動橋總成裝配：驅動橋總成裝配好（未安裝輪轂及輪胎）后懸空直向轉動（約施加15N*m扭矩）一側輪盤，另一側輪盤應向相反方向等速轉動，即為驅動橋裝配成功。

針對PM500驅動橋異響及卡滯故障分析情況，經更換制動踏板總成及損壞的輪邊減速器行星齒輪軸承后，故障消除。

3 應用效果

CIFA CSS-3型混凝土噴射機械手于2014年10月使用上述方法排除故障后使用至今后橋工作正常，未見出現驅動橋異響、卡滯等現象；PM500型混凝土噴射機械手于2015年4月使用上述方法排除故障后使用至今后橋工作正常，未見驅動橋異響、卡滯等現象出現。

4 總結

本文所述兩種型號機械均裝配國際知名品牌系列底盤系統，其具有全液壓控制、四輪驅動、四輪轉向等強大功能，往往應用于施工項目關鍵環節。由于其系統復雜，保養、維修專業性要求高，而此類工程機械往往作業條件較差，路況復雜，施工現場缺乏較為專業的維修人員及工具，且由于投資成本較高，缺乏備用設備，出現故障尤其是底盤系統故障后會給施工生產帶來巨大影響。結合實際應用中遇到的該類系統驅動橋異響、顫動、卡滯等故障的現場排除過程，得出該類工程機械驅動橋異響故障快速診斷與排除方法，有效解決了施工現場該類機械驅動橋故障。