某型20t级挖掘机轴座断裂失效分析与改进.pdf

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第4200年月机 opration and Maintena?
的步骤依次检査:
值为零说明从c处经过S1到a的电气线路有短路
(1)首先拔掉主卷扬限位阀Y的电磁阀插头,搭铁现象。确认原因以后,通过检查,发现主卷扬限用
用万用表的电阻挡检查阀线圈的电阻,实测209,位开关接线端1处由于螺丝松动导致电线脱落搭铁
为正常状态,说明阀线圈正常。
导致故障的发生。
(2)插上主卷扬限位阀F电磁阀插头,断开主
(4)拧紧限位开关处固定螺丝,恢复原来线路,
卷扬限位阀端a处去主卷扬限位开关S1翘板开关换上新的保险丝。钥匙给电后,恢复正常,故障解除。
S2之间的连线,检测a处对地电阻为2002,正常。
通过这一故障的解除可以总结出以下结论:遇
(3)恢复a处断开的去S1,S2的接线,断开c到机器故障问题不要慌张,本着先易后难,先简单后
处的去S1,S2的连线,分别用万用表检测从S1,S2复杂的原则,电器问题先看保险丝,掌握分析系统的
去c处线的对地的电阻,实测去S2翘板开关的线的工作原理尤为重要。
电阻无穷大,证明S2开关处于断路状态,正常;而去
S1主卷扬限位开关的线的电阻却接近为零,而正常通信地址:徐州市经济开发区金川路9号徐州博汇东明机
情况下,主卷扬限位开关S1处于常闭状态,此处对械制造有限公司技术研发中心(2200
地电阻应等于主卷扬限位阀Y的电阻值,此时电阻
(收稿日期:2010-06-30
某型20t级挖掘机轴座断裂失效分析与改进
蒙秋红,邓颖章,张丽
(广西柳工机械股份有限公司)
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摘要:某型20t级挖掘机轴座在使用过程中发生断裂失效。通过对断裂轴座的断口进行宏微观
观察,结合对铸件本体及焊接处金相组织检查,确定了轴座的断裂性质及原因。分析表明,轴座本体夹
渣太多和焊接热影响区形成的脆性淬火组织是导致轴座断裂的主要原因;轴座调质工艺不当面引起的
轴座强度不足是轴座开裂的次要原因。建议适当控制原材料碳当量,调整造调质及焊接工艺,避免8
出现较多夹渣及脆性组织,以减少该类断裂失效情况的发生。经过改进,无一例断裂失效反馈。
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关键词:挖掘机;轴座;疲劳断裂
近年来,工程机械在国家基础建设的拉动下,
需求呈上扬趋势,尤其是挖掘机的市场发展迅猛
轴座
被越来越多人关注。因使用工况恶劣(如开山、采
矿、钴井等),某型20t级挖掘机接连收到数例市场
反馈,其斗杆上与动臂铰接的轴座发生断裂失效
且使用寿命较低,只有500~2000h,为早期非正常
失效山。轴座位置见图1。由于轴座是挖掘机工作装
置中重要的传力构件,运转中承受着较强的瞬间冲
击载荷,一旦失效,将造成严重后果。本文对断裂轴
座展开失效分析,确定其断裂原因,并提出解次方
案,以避免此类问题的再次发生,为提高挖掘机产
品可靠性提供有力保证。
图1轴座位置
然? peration and Maintenance:ュ第41巻2D0月
轴座材质为ZG2 OMNMO
用
(1)轴座在工作中主要受到拉应力及瞬间冲击
载荷的作用。
往
(2)热处理:週质处理255~302HB。
(3)加工工艺路线为:铸造→调质→机加工一
焊接一→油漆。
1轴座的断口分析
1.1断口宏观分析
图4瞬断区
由图2可知,轴座断裂位置离焊缝较近,且裂
纹贯穷整个轴座。
热影响区
裂纹离焊较近
图5焊接热影响区
图2轴座斷裂位置
由图3轴座断口宏观形貌可知,该断口无明显
塑性变形,属于脆性断裂?。断口上具有3个明显的
断裂特征区。区较光滑、整齐,呈台阶状,可见多
条疲劳裂纹线,为多元疲劳源区;Ⅱ区较细断口为
扩展区;Ⅲ区呈冰糖状花样,具有结晶状的脆性断
口特征,为瞬断区,放大的瞬淅区见图4。从断口宏
观形貌可见,轴座呈现典型的疲劳断裂特征
图6焊接热影响区组织
I区
对断口附近铸件母材侧检査发现,局部存在大
小不均夹渣,最大尺寸约50μm,从这些夹渣处向
厘区
I区
外扩展形成裂纹,且部分裂纹延晶界扩展,局部成
网状分布,裂纹尾端进人焊接热影响区(母材侧),
见图7和图8。后向相关厂商了解,此批轴座浇注时
图3轴座断口宏观形貌
温度偏低,导致铸件内夹渣无法排出而存留在零件
1.2金相组织及硬度分析
内部?。
由于轴座断裂位置位于焊缝附近,并与焊缝平
对断裂的轴座取样进行化学成分分析,结果见
行,故需对轴座的焊缝周围区域进行金相分析。由表1。
图5可知,焊缝附近焊接热影响区较明显。经检测,
经计算,失效件碳当量为0.537,碳当量偏高
焊缝热影响区主要是针状淬火马氏体和贝氏体组可焊性偏差。
织(见图6),这种组织具有较大的脆性,这也是疲
此外,距轴座端面25mm处的轴座本体调质组
劳断口瞬断区呈脆性断口特征的原因叫。
织为索氏体+较多量夹渣物,硬度340~-375HV,相
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