礦用車A型架關節軸承破損研究及改進

王銅 方春剛

摘要：礦用車司機在生產運輸過程中，曾發生自動變速箱檔位增減轉化瞬間，車輛后部發出金屬撞擊聲音，嚴重影響設備運行。技術人員故障診斷確認是A型架關節軸承破損后間隙大產生的聲音，通過研究和改進恢復設備性能來滿足企業高質量快速發展。

關鍵詞：關節軸承破損;零件失效研究;磨損軸孔改進

礦用車是國內外企業運輸物料的重要工程機械，設備的完好率直接影響企業的效益。礦用車A型架是連接車輛后橋和車架的關鍵固定部件，它的性能直接影響車輛的運轉，間接影響到后傳動軸、變速箱、后橋等總成件的使用壽命。A型架總成由A型架、關節軸承、左右護圈、銷軸、漲套、隔環、A型架固定支座和固定螺栓等組成，每個零件的損壞或者失效，均能造成設備無法運行。

1 A型架關節軸承破損

A型架底座用螺栓固定礦用車后橋殼上，A型架前端用銷軸連接后螺栓固定安裝在車架扭力筒上（見圖一）。由于露天礦山采場內道路彎曲且凸凹不平，司機駕駛車輛操作不當，車輛下坡時頻繁使用腳制動來控制車速引起零部件沖擊而磨損。礦用車的自重和額定載重量都是在幾十噸到上百噸，車輛頻繁剎車A型架關節軸承受到的沖擊力。車輛日常維護中的疏漏未及時巡檢、定修確認軸承性能和潤滑管理不到位，造成A型架關節軸承孔座磨損失圓度達5-10毫米。

技術人員多年的點檢經驗表明：檢查設備時，發現固定后橋A型架前端與車架扭力筒之間有撞擊后變亮的凹槽（見圖二），就證明A型架關節軸承孔磨損失圓、銷軸限位的兩個固定支座軸孔磨損變形或者關節軸承失效，需立即停車分解檢修恢復設備原始性能，否則固定后橋和車架的A型架因其零部件損壞沖擊力增大后易造成后傳動軸脫落事故。

2 零件失效研究

關節軸承（spherical plain bearing）具有兩個“貼合”的球形接觸表面，這種接觸稱為協調接觸。關節軸承的結構比滾動軸承簡單，其主要是由一個有外球面的內圈和一個有內球面的外圈組成，運動時可以在任意角度旋轉擺動。關節軸承具有載荷能力大，抗沖擊，抗腐蝕、耐磨損、自調心、潤滑好等特點。

關節軸承的裝卸應遵循以下原則，即裝配和拆卸所施加的力不能直接通過球形滑動面進行傳遞。另外，應使用輔助裝卸工具，如套筒、拆卸器等，把外界所施加的裝卸力直接和均勻地施于所配合的套圈上，或用加熱等輔助方法進行無載荷的裝卸。

2.1 關節軸承失效

礦用車很多總成件的連接部位裝配有關節軸承，例如A型架、后懸掛缸、后橋連桿和轉向拉杠等部位。關節軸承使用周期短，大部分有以下幾個原因造成。

1、采購到貨的關節軸承質量不好（運行1天軸承外圈就破損）、型號不正確（內外徑尺寸正確，厚度薄，為了保出車采取兩端加調節墊來組裝）。

2、軸孔座磨損失圓度達5-10毫米，軸承外圈受到外力撞擊破損。

3、修理工安裝軸承時，用大錘直接敲打軸承外圈或者內圈，特別是外圈受外力不均時裂紋含在軸承座中，造成軸承外圈短時間就破損。

4、關節軸承內圈的外球面上鑲有復合材料，故該軸承在工作中可產生自潤滑。但是長時間不手工涂抹潤滑脂或者自動潤滑不工作，造成關節軸承長時間無潤滑狀態下工作，外球面上鑲有復合材料磨損脫落就會造成軸承內圈和外圈磨損加劇產生間隙。

5、左右護圈上固定螺栓緊固后未焊接做防松處理，造成固定螺栓松動，關節軸承無軸向定位竄動而破損。

6、A型架關節軸承破損，容易造成變速箱增減檔位過程中有沖擊聲，司機認為變速箱內部出現故障。還曾發生過A型架銷軸固定螺母脫落，銷軸分離，A型架前端掉下砸掉后傳動軸事故。

3 磨損軸孔改進

為了攻克A型架關節軸承孔座磨損失圓難題，本鋼礦山成立技改攻關組。通過研究A型架的構造、金屬材料等特性后采用：焊工長肉填補磨損部位，技術人員采用手工技術打磨或者機械設備鏜孔兩種修復工藝，解決了企業A型架等類零件軸孔座磨損失圓，檢修現場無備品更換快速恢復設備運行降成本增效益的最佳途徑。

3.1 手工技術加工

手工技術加工A型架關節軸承失圓孔座，A型架分解落地車上就可以快速修復，能保證夜間車輛投產運行。

首先，車工加工A型架法蘭內徑?160毫米作為基準法蘭。焊工技師用四根螺栓把基準法蘭固定在A型架上，確定修復軸孔的中心位置和同心度;其次，焊工用707焊條均勻填補失圓部位，堆焊物高出基準法蘭軸孔面0.50毫米;最后，焊工用購買的東成S1J-FF-25型電動直磨機手工打磨軸孔。焊工邊打磨、邊用工藝軸測試同軸度，保證軸向間隙。

3.2 機械鏜孔加工

機械鏜孔加工A型架關節軸承失圓孔座，A型架和后橋總成需要整體從車輛上分解落地，拆下A型架按照手工技術加工前兩部進行。第三，把A型架焊接固定在鐵板上，鏜孔設備同加工孔找正中心位置，就可以精加工處理。每次控制加工量、測量孔徑尺寸。A型架車下鏜孔加工，車輛第二天才能投產運行。

開發基準法蘭、堆焊填補座孔、電磨手工處理、工藝軸校正同軸度等手工技術應用。雖然對焊工的技術水平要求高，同時該工藝方法攻克了小空間礦山設備軸孔失效無法修復的技術問題，為企業帶來了可觀的經濟效益。

參考文獻

[1] 方春剛，張書寧.礦用車A型架軸孔座失圓的技術改進[J].礦用汽車，2018（3）：33-34.

[2] 楊紹波.某型號礦用自卸車A型架優化分析[J].內燃機與配件，2019（19）：22-25.