某型壓路機鋼輪行走馬達螺栓斷裂原因及改進措施

鄭兆華　王翠艷

（徐工集團工程機械股份有限公司道路機械分公司）

1　故障現(xiàn)象

同一批次6臺某型壓路機，在分別工作21h、32h、24h、13h、12h和51h后，出現(xiàn)行走馬達與鋼輪驅動板之間連接螺栓脫落及斷裂故障，造成行走馬達內(nèi)螺紋損壞，導致必須更換新的行走馬達，由此帶來一定經(jīng)濟損失。

2　行走馬達傳動原理

該型壓路機行走馬達的左側固定在支撐板上，該支撐板固定在車架上，不旋轉，行走馬達右側驅動盤通過螺栓連接在鋼輪驅動板上，驅動板通過減振器與鋼輪連接。行走馬達右側驅動盤旋轉時，通過驅動板帶動鋼輪旋轉，以實現(xiàn)壓路機的行走功能。某型號壓路機行走馬達安裝位置如圖1所示。

3　故障原因分析

（1）分析骨架油封

拆檢行走馬達，發(fā)現(xiàn)其驅動盤、殼體端面及鋼輪驅動板的安裝面之間有潤滑脂，還發(fā)現(xiàn)安裝在行走馬達殼體與驅動盤之問的骨架油封高出行走馬達的安裝面，如圖2所示。

分析認為，行走馬達驅動盤與殼休端面問有相對轉動，需加注脂潤滑。但是該潤滑脂可流動到行走馬達驅動盤的安裝面上，造成該安裝面上有潤滑脂，導致行走馬達驅動盤與鋼輪驅動板之間的摩擦力減小。

骨架油封高出行走馬達驅動盤安裝面，將行走馬達驅動盤架空在骨架油封上。螺栓緊固后，鋼輪驅動板下陷接觸到行走馬達驅動盤的內(nèi)側，造成骨架油封表面出現(xiàn)環(huán)狀磨損。如圖3所示。此問題可造成骨架油封變形、漏油，使行走馬達驅動盤與鋼輪驅動板之間存在間隙，導致傳遞扭矩減小。

（2）分析螺栓扭矩

螺栓擰緊力矩形成的軸向力使行走馬達驅動盤與鋼輪驅動板形成摩擦力，該摩擦力使行走馬達輸出的力矩產(chǎn)生驅動力矩，為此我們對行走馬達連接螺栓的強度進行分析。經(jīng)查，生產(chǎn)廠家要求行走馬達驅動板和行走馬達之間的連接螺栓規(guī)格為M16×35、螺栓等級為10.9級，數(shù)量為7個，擰緊力矩為295 N •m，但是該機使用螺栓為8.8級，不能滿足設計要求。

結合面為干燥表面時，其摩擦系數(shù)為0.1;結合面為油潤表面時，其摩擦系數(shù)為0.06。假設行走馬達驅動盤表面存在潤滑脂泄漏問題，摩擦面摩擦系數(shù)取0.06，計算行走馬達驅動盤與鋼輪驅動板使用上述螺栓緊固，可傳遞的扭矩只有2536N·m。

行走馬達可提供的Z大扭矩為3446N·m，顯然8.8級螺栓預緊力產(chǎn)生的摩擦力矩（2536N·m）小于行走馬達所提供的Z大扭矩，因此在極限工況下行走馬達驅動盤與安裝面之間容易出現(xiàn)螺栓松動、打滑，導致螺栓斷裂。

若行走馬達驅動盤的安裝面上無油，按干燥表面摩擦系數(shù)取0.1，采用10.9級螺栓，則行走馬達驅動盤與鋼輪驅動板使用上述螺栓可傳遞的扭矩為4226N·m，大于行走馬達所提供的Z大扭矩，可滿足使用要求。

4　改進措施

根據(jù)上述分析，我們決定采取以下5項改進措施：一是裝配行走馬達時，清除其安裝面上的油脂。二是增大螺栓強度等級至馬達能承受的Z大等級10.9級，增大螺栓擰緊力矩，提高預緊力。三是螺栓裝配時使用螺紋緊固膠，螺栓擰緊后，緊固膠硬化，可以防止螺栓松動。一四是改進馬達驅動盤骨架油封安裝槽深度，防止骨架油封與鋼輪驅動板產(chǎn)生接觸。五是增加安裝止口，用于承受周向剪切力，避免螺栓因剪切力過大而斷裂。該型壓路機實施上述改進措施后，再未出現(xiàn)行走馬達螺栓斷裂現(xiàn)象。

（來源：工程機械與維修）