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挖掘机动臂连接板断裂后的修复方法

作者: 马师傅

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发布时间: 2020-04-20 15:42:33

  1故障现象

       我港口1台沃尔沃140型挖掘机因作业环境恶劣,造成动臂与斗杆连接的2块连接板开焊并断裂,如图1所示。

  图1动臂连接板断裂情况

       2原因分析

       动臂是挖掘机工作装置的主要结构件,主要由斗杆缸1、动臂2、油管3、动臂缸4、铲斗5、斗齿6、侧齿7、连杆8、摇杆9、铲斗10、斗杆11组成,如图2所示。

  分析认为,动臂2前端的连接板与斗杆11后端连接,该连接板通过销轴承受斗杆11、铲斗5的重力以及铲斗5内载荷的重力,动臂2作用的挖掘力通过连接板传递给斗杆11,因此连接板受力较大,容易出现断裂故障。

  3修复方法

       3.1选用板材经化验得知,该动臂连接板原使用板材材质为进口模锻30#钢。我们选择Q345B钢的板材及E5015焊条,与30#钢的板材进行主要化学成分和力学性能对比,以便选用连接板修复用板材,对比结果如表1及表2所示。

  从表1可知,Q345B钢的板材与30#钢的板材相比,Q345B钢的化学成分中Mn含量有所增加,其淬透性和耐回火性较好,机械加工性能与耐磨耐蚀性能较强;Si含量所增加,可提升钢的弹性极限、屈服点及抗拉强度。从表2可知,Q345B钢的抗拉强度、屈服强度均高于30#钢,E5015焊条各项数据可满足焊接要求。通过以上材质的对比分析,我们决定选用Q345B钢的板材制作连接板。

  3.2测量相关尺寸测量动臂缸上端销轴与连接板销轴的平行度,测量连接板轴孔尺寸,测量连接板后端削薄工艺尺寸。

  3.3板材下料采用厚度为30mm的Q345B钢板切割下料,制作2块连接板。为提高连接板强度、加大受力面积、提高抗疲劳系数,将连接板外围尺寸均增加10mm即整体宽度增加20mm,将轴孔外径增加20mm,如图3所示。

  3.4机加工使用C6140型车床加工加强法兰和连接板,组装定位时使用的假轴,在镗铣床上加工连接板轴孔。为降低因钢材板厚度不同引起的应力集中问题,在铣床上将连接板后端削薄工艺,使其后端与动臂平顺焊接。连接板后端削薄情况如图4所示。

  3.5焊前准备工作使用碳弧气刨将动臂上残余的原连接板切除;使用角向砂轮机打磨连接板与动臂组焊部位,直至露出金属光泽。

  打磨后的连接板焊接部位如图5所示。

  3.6定位加固采用假轴将新制作的2块连接板进行固定连接,测量动臂缸上端销轴与新制作连接板上假轴在动臂前端就位时的平行度,待这2个销轴的平行度调整到符合要求后,将连接板与假轴组合体在动臂前端点焊定位,并在2块连接板之间焊接多块角钢进行防变形加固处理。连接板点焊定位和防变形加固情况如图6所示。

  3.7焊接及防腐完成连接板与假轴组合体在动臂前端组装定位工作后,进行焊缝焊接。焊条采用直径为3.2mm的E5015型低氢焊条,此种焊条抗裂性能较佳,是这2种钢材的最佳焊材。

  使用该种焊条之前需烘干焊条药皮水分,以防止焊接过程中产生气孔等焊接缺陷。

  完成所有焊缝的焊接后,打磨焊道及其两侧金属,使其露出金属光泽,然后进行无损超声探伤检验。经检验焊缝合格后,进行动臂前端防腐处理。动臂前端防腐处理情况如图7所示。

  3.8组装试机动臂前端完成修复工作后,将斗杆、动臂缸及液压管路等零部件按照组装工艺装复后试机,该挖掘机可正常使用。修复后的挖掘机动臂如图8所示。

  4修复效果该挖掘机动臂修复后进行了数月施工生产,经过跟踪检查,动臂连接板处无变形、开焊、疲劳等迹象,有效延长了该挖掘机的使用寿命,为我港口生产作业提供了坚实的保障。

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