推土机履带张紧缸爆裂故障的探究
3.分析故障原因
分析认为,造成该机张紧缸爆裂的原因有3点:一是张紧缸材质不合格;二是张紧缸热处理不达标;三是张紧缸承受的油压过高;四是张紧缸内进入异物,导致缸筒与活塞异常磨损。
(1)检测张紧缸材质
将故障张紧缸缸筒剖开后,按照GB/T4336-2002标准,采用ARL3460光谱仪对其材质进行了化学成分检验。检验结果如表1所示。
对比检测结果和国标发现,缸筒采用45号钢,其各项化学成分含量均符合国标规定,由此可以排除故障是材质不合格所致。
(2)检测张紧缸的热处理状况
检测张紧缸的热处理状况,其金相检测结果如表2所示。从检测结果可以看出,故障张紧缸的金相组织符合相关国标,可以排除其故障是热处理不达标造成的。
(3)检测张紧缸承受油压
张紧缸缸筒内部油压超过筒壁耐压极限,也会导致该故障发生。而张紧缸内部油压则与缓冲弹簧的变形量直接相关。经查,该张紧缸缓冲弹簧的参数如下:弹簧刚度为773.7 N/mm,弹簧直径为45m m,弹簧的自由高度为770m m,安装高度为619m m。张紧缸的内径为70mm,壁厚为12.5mm。
经计算得知,弹簧在安装高度为619mm时,缸筒所受到的安装负荷F1约为114.5kN。据此计算缸筒承受油压29.8MPa。
同理计算缓冲油缸在安装高度为560mm时,缸筒所受到的安装负荷F2约为160kN,缸筒内压力可达40MPa。
分析认为,即使液压缸内部油压达到40MPa,也不足以将壁厚达12.5mm的张紧缸撑破。至此,可以排除张紧缸油压过高导致其爆裂的可能。
(4)判定张紧缸内进入异物
联想到图2所示张紧缸活塞的残口,认为张紧缸活塞在工作过程中,肯定与缸筒内壁发生了严重摩擦,且在摩擦过程中混入了沙粒等硬屑。
张紧缸缸筒内壁未作镀铬处理,硬度较低,较易磨损。随着工作时间的累积,此研磨效应逐渐将内壁磨薄。加上履带在行走过程中突然遇到阻力,使张紧缸内的压力瞬时升高,产生爆破效应,张紧缸缸筒便在薄壁处出现鼓胀开裂。
责任编辑:Quasimodo
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