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多功能斗轴能提高工程机械铰接件的可靠性!

2018-01-25 15:36:58

1 铰接间隙的重要性

斗轴和轴套(滑动轴承)组成的铰接件是挖掘机、装载机、推土机、起重机、臂架式混凝土泵车、高空作业车等工程机械作业装置常用的铰接装置,合格的铰接件应具有合理的配合间隙,该配合间隙可贮存润滑脂,确保斗轴与轴套在相对运动时减少磨损和阻力。铰接件合理的配合间隙,可为销轴与轴套相对运动时产生的热膨胀量留有一定空间,以防止其产生烧结。如果铰接间隙超差,会造成销轴与轴套配合松旷、产生振动、冲击及偏磨,导致其磨损加剧或斗轴断裂,甚至会酿成重大设备和人身事故。铰接间隙超差,还会造成工程机械作业装置动作产生偏差、晃动,导致其作业精度下降、作业效率降低。所以保持铰接件合理的铰接间隙,是提高工程机械可靠性的重要环节。

斗轴

2 铰接间隙超差的原因

铰接间隙超差的主要原因是其磨损。传统的理论认为,铰接件磨损的主要原因是磨料磨损和大气湿热造成的腐蚀性磨损,其中磨料来自铰接件摩擦时产生的微粒和作业环境中的尘埃。俄罗斯《建筑机械化》杂志 2016 年 6 月刊登了俄罗斯国立莫斯科鲍曼技术大学学者阿布拉莫夫的“提高工程机械铰接件可靠性的研究”论文。该文认为,铰接间隙超差除了磨料磨损和腐蚀性磨损之外,磨损使间隙扩展增大后,会使铰接件在运动时产生周期性(每次作业循环)振动和冲击。这种振动力和冲击力会使铰接件表面产生塑性变形、疲劳和剥落,由此产生的磨粒、碎屑还会加入原有的磨料群中,由此加剧了磨料磨损,进一步扩展了铰接间隙、加大了间隙超差值,造成铰接件间隙超差的恶性循环,最终导致铰接件失效。

斗轴

3 采用多功能 MP 材质斗轴套

在阿布拉莫夫新理论的指导下,俄罗斯古比雪夫航空学院研究人员研发出具有抗冲击、缓振动、耐磨损、防腐蚀的改性 MP 材料(MP是俄文弹性材料词组的缩写)。该材料是用不锈钢丝在专用的螺旋钢丝成型机上冷压制成,成型的螺旋钢丝直径为 0.2mm,其表面有毛细管结构的孔隙(孔隙率为 0.7)。以改性 MP 材料为内衬制成的铰接件斗轴套(简称 MP 轴套)与传统的钢制轴套相比,螺旋状钢丝材质的 MP 轴套有如下特点:其内衬富有弹性、阻尼性好,抗冲击、缓振性能强,可减少冲击和振动应力 50%~60%。此外,由于 MP 轴套内衬是不锈钢材质,在湿热等腐蚀性环境下具有良好的耐腐蚀性能;其表层的孔隙可以贮存润滑油脂,可改善斗轴与轴套的润滑状况,减小斗轴运动阻力。由于 MP 轴套具有上述多功能性能,增强了铰接件的耐磨性、耐腐蚀性,降低了铰接件的磨损强度,延缓了铰接件的磨损速度,提高了铰接件的可靠性,减少了铰接件的故障率,延长了铰接件的使用寿命。

斗轴

4 其他防治措施

应当指出,采用 MP 斗轴套是保持铰接件合理铰接间隙的重要措施。但是因为铰接件可靠性下降及失效的原因是多方面的,所以还需采取其他多种防治措施,如优选斗轴材质、优选斗轴与轴套材质的配合硬度、优选润滑油脂、提高铰接件加工精度和装配质量、及时保养、维护、监测等。只有综合施策才能确保铰接件工作的可靠性。

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