ZL50G装载机转向铰接部位窜动故障的诊断
仪器信息网 · 2009-08-02 21:40 · 42119 次点击
ZL50G装载机以牢固可靠的结构件、方便灵活的液压系统、性能良好的动力系统等优点赢得了市场的好评。但生产制造过程中我们也发现一些机械性故障。现就我们发现的其中一例ZL50G转向铰接销窜动故障的诊断过程做一介绍、供各位读者鉴阅。
一现象:
装配车间下线的一台ZL50G装载机在行走过程中,当突然紧急制动时,驾驶员可以明显感受到前后车架有上下晃动现象,站在整机旁可以清楚看见前车架铰接板在后车架的两铰接板中上下窜动。
二原理结构介绍:
原理分析
参照B-B上铰接结构图,可以看出,下盖56通过紧固螺栓54顶在下轴承58内圈上,由于受下轴承内圈压力,上轴承内圈顶在隔套62上,最后隔套再压在后车架铰接板下表面,在紧固螺栓54的同时,销轴64也受到向下的拉力,销轴压板便紧紧压在后车架铰接板的上表面。轴承外圈通过轴承盖60、.调整垫片59压紧在前车架轴承安装孔内,调整垫片的数量根据此处的实际缝隙大小而确定。从以上的结构可以看出,在任何的工况下,销轴与轴承或前后车架板之间不会有相对位移。
参照A-A下铰接结构图,可以明显的看出,后车架铰接板在前车架铰接板内没有限位结构,这样装配时,下铰接结构可随上铰接结构中零部件因误差变化而进行位置变化,在上铰接结构装配完成后,下铰接结构铰接板相应位置也随之固定。
三故障原因分析
在故障发生后,我们本着先易后难,由浅入深的思路进行排查。在我们的实际工作中,排查步骤大致有以下几步。
1、我们观察到调整垫片59装配数量为2片,而在以前曾经出现过操作者装配时,未对此深度进行测量而装配。我们考虑是不是操作者也未对此间隙进行测量就进行了装配,而导致调整垫片装配数量过多,造成轴承内外圈有相对位移,从而导致铰接板之间的相互窜动。根据我们的猜测,将此处的调整垫片由两片减少为一片,窜动现象仍然存在,再将调整垫片由一片减为无,窜动现象也没有消除。在取消了调整垫片后,进行测量,此处的缝隙约为0.5mm左右,正确装配应该为一个调整垫片(一个调整垫片厚度为0.5mm)。
2、我们通过图纸设计的尺寸链计算,销轴底端面与下盖56之间的间隙、即B处应有5.5mm。我们怀疑是不是因为某个零部件加工时,尺寸未控制在图纸要求内,而造成此处间隙不存在,从而在紧固螺栓54时、不能将轴承内圈与上下配合件顶紧。基于以上的推断,我们将下盖螺栓54拆下,用深度尺测量,间隙约为3mm左右。由此可以推断B处间隙能满足紧固要求,但为确保原因更清晰,我们还是将下盖56拆了下来,通过下盖尺寸检查,完全与图纸相符,为了让B处间隙有更大的紧固空间,我们将下盖尺寸分别加大了5mm,然后再装配在整机上,经过试验,窜动现象仍然存在。
3、通过以上两种情况的排除,我们考虑是不是销轴底部与紧固螺栓54相配合的螺栓孔深度不够、或螺栓太长,导致紧固螺栓没有旋进的空间。我们再将下盖紧固螺栓拆下,经检查符合要求。由于销轴螺栓孔现场无法测量,我们分别在每个螺栓上加了约5mm的垫片进行紧固,目的是让螺栓长度变小。装配完后,试验证明我们的推断是错误的。
4、通过以上的分析可以排除因轴承装配间隙和下盖紧固造成窜动的可能性。通过车架的来回震动,仔细观察,发现隔套62与后车架板之间的间隙E处约有1-2毫米的间隙,轴套63下端面可能超出后车架上铰接板下表面。为了验证此推断,在后车架板和隔套之间嵌入3片调整垫片,然后让整机短距离来回行走制动,窜动现象明显消除。此时,我们认为轴套和后车架铰接板厚度不一致。
对照上铰接结构,可以看出,在轴承间隙和下盖可靠紧固都满足的情况下,轴承、轴承盖、下盖、上铰接销、前车架就形成一个整体(注意:在前车架上,没有设计限制上铰接销挡板上下移动的结构),上下移动时,会整体移动。要保证不窜动,隔套62必须与后车架上铰接板下表面紧紧贴住。若轴套凸出后车架,销轴与前车架整体会上下窜动。实际上,嵌入调整垫片,说明轴套凸出后车架。测量后车架铰接板,发现实际板厚比图纸要求小1.2毫米,图纸设计要求轴套和后车架铰接板(不刮面)厚度一样。解体上铰接部位,取出轴套测量,发现其厚度符合设计要求。在此情况下,确定隔套并未与后车架铰接板相接触,而是与轴套相接触,随着整机震动,轴套在后车架铰接板内发生滑移,造成了前车架铰接板在后车架铰接板内的窜动。
为了消掉E处间隙,通过机加工将轴套尺寸F减小了2mm,再将加工后的轴套装配在整机上。通过震动试验确认,窜动现象完全消除。
通过此故障的排除,我们事后进行了总结,首先轴套长度设计得太理想化,没有考虑到钢板厚度的尺寸误差。其次,在故障排查时必须先进行图纸结构分析,分析出每个零部件的尺寸变化可能引起的故障,同时还要认真对所出现的故障进行观察,找出问题的关键点。将结构分析与所观察到的问题点进行对比归纳,做到有的放矢。