挖掘機支重輪承載挖掘機自身質(zhì)量及作業(yè)載荷，支重輪屬性是衡量其品質(zhì)優(yōu)劣的重要標準，本文對支重輪屬性及損壞原因進(jìn)行分析。

一、支重輪的屬性

1、結構

支重輪主軸7兩端的外蓋2、內蓋8固定在挖掘機履帶架的下部，將外蓋2、內蓋8固定后，既能防止主軸7軸向竄動(dòng)，又能防止其轉動(dòng)。輪體5兩側設有凸緣，可夾持履帶鏈軌，防止履帶脫軌，確保挖掘機沿履帶行駛。

外蓋2、內蓋8的內部分別設有1對浮封環(huán)4和浮封膠圈3，外蓋2、內蓋8固定后，將浮封膠圈3、浮封環(huán)4相互壓緊。

2個(gè)浮封環(huán)4相對的接觸面光滑而堅硬，形成密封面。當輪體轉動(dòng)時(shí)，2個(gè)浮封環(huán)4相對轉動(dòng)，構成浮動(dòng)密封。

O形密封圈9用于主軸7與外蓋2、內蓋8之間的密封，浮動(dòng)密封及O形密封圈9可防止支重輪內的潤滑油滲漏，同時(shí)阻止泥水浸入到支重輪內部。螺塞1內的油孔用于向支重輪內部加注潤滑油。

（2）受力狀況

挖掘機支重輪輪體受到履帶鏈軌向上的支撐力，主軸兩端承受挖掘機重力。

挖掘機的重力通過(guò)履帶架、外蓋2、內蓋8傳遞給主軸7，通過(guò)主軸7傳遞給軸套6、輪體5，再通過(guò)輪體5傳遞給鏈軌和履帶板。

挖掘機在凹凸不平場(chǎng)地作業(yè)時(shí)，容易造成履帶板傾斜，導致鏈軌傾斜。挖掘機做轉向動(dòng)作時(shí)，主軸與輪體之間會(huì )產(chǎn)生軸向竄動(dòng)力。

由于支重輪受力復雜，其結構必須合理，主軸、輪體和軸套需要有比較高的強度、韌性、耐磨性及密封性。

（3）技術(shù)要求

主軸 主軸材質(zhì)為50Mn優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，C含量為0.48%~0.56%，Si量含為0.17%~0.37%，Mn含量為0.7%~1.0%，S含量小于0.035%，P含量小于0.035%，Cr含量小于0.25%，Ni含量小于0.30%，Cu含量小于0.25%。

其中Mn是合金鋼中重要元素，能改善鋼材的鍛造性與可塑性，能夠確保該材質(zhì)具有足夠的韌性和耐磨性。

50Mn鋼經(jīng)熱處理后，具有較高的強度和硬度，淬透性?xún)?yōu)良，硬化層較深，珠光體組織較細，機械性能較好。

主軸設計標準要求，淬硬層深度T為2~7mm，淬火硬度為50~62HRC。

輪體 支重輪輪體軌道面承受頻繁的沖擊載荷，容易出現擠壓變形，使輪體軌道面延伸成圓錐形狀。

為改善受力狀況，我們加長(cháng)了輪體軌道面的長(cháng)度，并將軌道面與輪腰的過(guò)渡處設計成斜面，以提高軌道面支撐能力，陰影部分為加長(cháng)的軌道面和過(guò)渡斜面。

為了提高支重輪輪體的耐磨性，輪體材料為40Mn2合金結構鋼。C含量為0.37%~0.44%，Si含量為0.17%~0.37%，Mn含量為1.4%~1.8%，P含量小于0.030%，S含量小于0.030%。

輪體采用鍛造方式成型，成型后對輪體毛坯進(jìn)行調質(zhì)處理，硬度達到26~32HRC，以保持輪體內部具有較高的強度、塑性、韌性和綜合機械性能。

輪體表面進(jìn)行淬火處理，以提高支重輪軌道面的硬度、耐磨性。

淬火硬度為50~58HRC，淬硬層深度為6~12mm，這樣軌道面硬度與鏈軌節硬度(48~58HRC)基本接近。

密封 O形密封圈環(huán)槽尺寸及表面粗糙度要符合設計要求，相配合面應倒角，并清理毛刺及銳邊。

浮封膠圈、O形密封圈應選用優(yōu)質(zhì)丁晴橡膠，內徑尺寸、線(xiàn)徑尺寸、彈性、硬度(邵氏)、表面光潔度應符合標準，裝配前應按以上項目逐一檢驗合格后，方可投入裝配。

若浮封膠圈未套住浮封環(huán)環(huán)槽，或者未與浮封環(huán)貼合，會(huì )造成浮封膠圈對浮封環(huán)施壓不均勻。

施壓不均會(huì )造成浮封環(huán)轉動(dòng)時(shí)局部刃面磨損加劇，導致浮封環(huán)漏油。若裝配內、外蓋時(shí)將O形密封圈邊緣切壞、半邊卡在環(huán)槽外，或裝入環(huán)槽時(shí)被扭曲，會(huì )造成O形密封圈密封性能或使用壽命降低。

有時(shí)，氣密檢查壓力達不到一定數值，則檢查不出泄漏，注油后也不會(huì )發(fā)生泄漏，但挖掘機工作一定時(shí)間后，支重輪各部件摩擦升溫、內腔壓力升高到一定數值，就會(huì )出現泄漏。

若出現泄漏后繼續使用，則浮動(dòng)油封會(huì )出現嚴重漏油。

間隙 支重輪主軸與輪體上的軸套間隙為0.2~0.4mm，轉動(dòng)時(shí)不應有阻滯現象，密封性能良好，不漏油。

潤滑 應使用加油器向支重輪內加注齒輪油，必要時(shí)可適當提高潤滑油黏度。加注齒輪油前，應先放盡已經(jīng)失效的齒輪油，再將新齒輪油加至油塞孔內，至到油液流出為止。

加注潤滑油時(shí)，將軸端螺塞擰下，把注油器注油嘴端頭頂住油道內肩，向油道內注油。安裝油塞時(shí)，需用扭力扳手，將油塞的擰緊力矩控制在157~255N•m范圍內。

2、損壞原因分析

本文以某廠(chǎng)家20t級挖掘機為例，分析其支重輪損壞原因。我們檢查該挖掘機部分損壞的支重輪，發(fā)現其故障以主軸、輪體損壞和漏油為主。其中損壞嚴重的支重輪主軸出現抱軸，造成整個(gè)支重輪無(wú)法轉動(dòng)，現分別進(jìn)行分析。

（1）主軸損壞

材質(zhì)不合格我們用光譜測量?jì)x檢測支重輪損壞主軸各元素含量，其中Mn元素實(shí)測含量為0.59%，與標準含量(0.7%~1.0%)相差很多。這嚴重影響了主軸機械性能。

熱處理不合格實(shí)測損壞主軸表面硬度及淬硬層深度。

測試數據表明主軸表面淬火硬度及淬硬層深度均達不到設計要求，嚴重影響主軸的強度、剛度及耐磨性。

磨損嚴重經(jīng)檢測發(fā)現，主軸彎曲、主軸軸徑與軸套配合部位磨損嚴重。經(jīng)測量，主軸與軸套配合間隙已大于0.3mm(該間隙應小于0.2mm)，需更新主軸及軸套。

（2）輪體損壞

檢查損壞的支重輪輪體，發(fā)現輪體軌道面變形、開(kāi)裂、掉塊。支重輪滾道面受沖擊后延伸為圓錐形。

磨損嚴重輪體磨損主要表現在軌道面、導向凸輪緣及軸套座孔。

這是因為挖掘機經(jīng)常在沙土、泥濘、粒石場(chǎng)地作業(yè)，大量磨料進(jìn)入支重輪軌道面與鏈軌之間，形成強烈的磨料磨損，且這些砂石對軌道面及凸緣與履帶鏈軌節間產(chǎn)生較大的擠壓應力，形成很多微觀(guān)擠壓變形及干摩擦。

這些干摩擦既有滾動(dòng)摩擦也有滑動(dòng)摩擦，由此造成輪體軌道面嚴重磨損，導致輪體剛度與強度降低。而凸緣嚴重磨損后，容易出現支重輪脫軌現象。

熱處理不合格實(shí)測支重輪損壞輪體表面硬度及淬硬層深度，測試結果，從實(shí)測數據數據表明，輪體表面淬火硬度及淬火硬度層深度未達到設計要求。

將材質(zhì)有問(wèn)題的輪體解剖，發(fā)現其內部有裂紋。這說(shuō)明輪體毛坯鍛造不合格，需改善輪體鍛造工藝，防止晶粒粗大、組織異常。

（3）漏油

檢測支重輪主軸O形密封圈密封槽尺寸(槽寬、槽深、O形槽圓度等)均在設計公差范圍之內，符合技術(shù)要求。

檢測浮封膠圈、O形密封圈線(xiàn)徑及內徑尺寸超差，表面有損傷。其損壞的原因是密封圈材質(zhì)不合格，體現在接觸潤滑油后膨脹變形、失去彈性、早期老化、硬度(邵氏)不符合設計要求，因密封不嚴而導致漏油。

分析支重輪漏油的原因有2點(diǎn):一是挖掘機作業(yè)時(shí)支重輪長(cháng)時(shí)間浸泡在水里，造成浮封環(huán)、O形密封圈環(huán)槽被腐蝕;二是冬季在泥水中施工，造成浮封環(huán)結冰失效。

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